聊城东方鸿业钢材有限公司
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20#无缝钢管知识 20#无缝钢管材质为20钢，一般为20无缝钢管 20#钢管的材料为：X质碳素结构钢 牌号：20钢 标准：GB/T 699-1988 ●20#无缝钢管特性及适用范围： 强度比15号钢稍高，很少淬火，无回火脆性。冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工，电弧焊和接触焊的焊接性能好，气焊时厚度小，外形要求严格或形状复杂的制件上易发生裂纹。切削加工性冷拔或正火状态较退火状态好、一般用于制造受力不大而韧性要求高的。 ●20#无缝钢管化学成份： 碳 C ：0.17～0.24"硅 Si：0.17～0.37锰 Mn：0.35～0.65硫 S ：≤0.035磷P ：≤0.035铬 Cr：≤0.25镍 Ni：≤0.25铜 Cu：≤0.25 ●20#无缝钢管力学性能： 抗拉强度 σb (MPa)：≥410(42)屈服强度 σs (MPa)：≥245(25)伸长率 δ5(%)：≥25断面收缩率 ψ (%)：≥5，硬度 ：未热处理,≤156HB，试样尺寸：试样尺寸25mm ●20#无缝钢管热处理规范及金相组织： 热处理规范：正火,910℃,空冷。金相组织：铁素体+珠光体。 ●20#无缝钢管交货状态：以不热处理或热处理(退火、正火或高温回火)状态交货。要求热处理状态交货的应在合同中注明，未注明者按不热处理交货。
Q345D无缝钢管主要特性： 综合力学性能好，焊接性，冷，热加工性能和耐腐蚀性能均好，具有良好的低温韧性Q345无缝钢管，Q代表的是这种材质的屈服，后面的345，就是指这种材质的屈服值，在345左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。Q345A，Q345B，Q345C，Q345D，Q345E。这是等X的区分，所代表的，主要是冲击的温度有所不同而矣！Q345AX，是不做冲击;Q345BX，是20度常温冲击;Q345CX，是0度冲击;Q345DX，是－20度冲击;Q345EX，是－40度冲击。在不同的冲击温度，冲击的数值也有所不同。在板材里，属低合金系列。在低合金的材质里，此种材质为X普通的。Q345无缝钢管过去的一种叫法为：16Mn无缝钢管。Q345无缝钢管的外部执行标准为：GB709，内部执行标准为：GB/T1591-94由于执行标准的原因，此种钢板允许负公差交货。
无缝钢管是由整支圆钢穿孔而成的，表面上没有焊缝的钢管，称之为无缝钢管。根据生产方法，无缝钢管可分热轧无缝钢管、冷轧无缝钢管、冷拔无缝钢管、挤压无缝钢管、顶管等。按照断面形状，无缝钢管分圆形和异形两种，异形管有方形、椭圆形、三角形、六角形、瓜子形、星形、 带翅管多种复杂形状。X大直径达900mm，X小直径为 4mm。根据用途不同， 有厚壁无缝钢管和薄壁无缝钢管。无缝钢管主要用做石油地质钻探管、石油化工用的裂化管、锅 炉管、轴承管以及汽车、拖拉机、航空用高精度结构钢管。
生产工艺①热轧无缝钢管主要生产工序（△主要检验工序）：管坯准备及检查△→管坯加热→穿孔→轧管→钢管再加热→定（减）径→热处理△→成品管矫直→精整→检验△（无损、理化、台检） →入库②冷轧（拔）无缝钢管主要生产工序：坯料准备→酸洗润滑→冷轧（拔）→热处理→矫直→精整→检验一般的无缝钢管的生产工艺可以分为冷拔与热轧两种，冷轧无缝钢管的生产流程一般要比热轧要复杂，管坯X先要进行三辊连轧，挤压后要进行定径测试，如果表面没有响应裂纹后圆管要经过割机进行切割，切割成长度约一米的坯料。然后进入退火流程，退火要用酸性液体进行酸洗，酸洗时要注意表面是否有大量的起泡产生，如果有大量的起泡产生说明钢管的质量达不到相应的标准。外观上冷轧无缝钢管要短于热轧无缝钢管，冷轧无缝钢管的壁厚一般比热轧无缝钢管要小，但是表面看起来比厚壁无缝钢管更加明亮，表面没有太多的粗糙，口径也没有太多的毛刺。热轧无缝钢管的交货状态一般是热轧状态经过热处理后进行交货。热轧无缝钢管在经过质检后要经过工作人员的严格的手工挑选，在质检后要进行表面涂油，然后紧接着是多次的冷拔实验，热轧处理后要进行穿孔的实验，如果穿孔扩径过大就要进行矫直矫正。在矫直后再由传送装置传送到探伤机进行探伤实验，X后贴上标签、进行规格编排后放置到到仓库当中。圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径（或减径）→冷却→矫直→水压试验（或探伤）→标记→入库 无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无缝钢管的规格用外径*壁厚毫米数表示。热轧无缝管外径一般大于32mm，壁厚2.5-200mm，冷轧无缝钢管外径可以到6mm，壁厚可到0.25mm，薄壁管外径可到5mm壁厚小于0.25mm，冷轧比热轧尺寸精度高。一般用无缝钢管是用10、20、30、35、45等X质碳结钢16Mn、5MnV等低合金结构钢或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合结钢热轧或冷轧制成的。10、20等低碳钢制造的无缝管主要用于流体输送管道。45、40Cr等中碳钢制成的无缝管用来制造机械零件，如汽车、拖拉机的受力零件。一般用无缝钢管要保证强度和压扁试验。热轧钢管以热轧状态或热处理状态交货；冷轧以热处理状态交货。热轧，顾名思义，轧件的温度高，因此变形抗力小，可以实现大的变形量。以钢板的轧制为例，一般连铸坯厚度在230mm左右，而经过粗轧和精轧，X终厚度为1~20mm。同时，由于钢板的宽厚比小，尺寸精度要求相对低，不容易出现板形问题，以控制凸度为主。对于组织有要求的，一般通过控轧控冷来实现，即控制精轧的开轧温度、终轧温度.圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→涂油（镀铜）→多道次冷拔（冷轧）→坯管→热处理→矫直→水压试验（探伤）→标记→入库。
钢材力学性能是保证钢材X终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能（抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率）以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。①抗拉强度（σb）试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的X大力（Fb），除以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的X大能力。②屈服点（σs）具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2（MPa）。上屈服点（σsu）：试样发生屈服而力X次下降前的X大应力； 下屈服点（σsl）：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的X小应力。屈服点的计算公式为：式中：Fs--试样拉伸过程中屈服力（恒定），N（牛顿）So--试样原始横截面积，mm2。③断后伸长率（σ）在拉伸试验中，试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比，称为伸长率。以σ表示，单位为%。计算公式为：σ=（Lh-Lo）/L0*100%式中：Lh--试样拉断后的标距长度，mm； L0--试样原始标距长度，mm。④断面收缩率（ψ）在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的X大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。以ψ表示，单位为%。计算公式如下：式中：S0--试样原始横截面积，mm2； S1--试样拉断后缩径处的X少横截面积，mm2。⑤硬度指标金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。A、布氏硬度（HB）用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2（MPa）。其计算公式为：式中：F--压入金属试样表面的试验力，N； D--试验用钢球直径，mm； d--压痕平均直径，mm。测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途X广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。举例：120HBS10/1000/30：表示用直径10mm钢球在1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2（MPa）。
质量要求（一）质量要求①钢的化学成分：钢的化学成分是影响无缝钢管性能X主要的因素之一，也是制定轧管工艺参数和钢管热处理工艺参数的主要依据。a. 合金元素：有意加入，根据用途b. 残余元素：炼钢带入，适当控制c. 有害元素：严格控制（As、Sn、Sb、Bi、Pb），气体（N、H、O）炉外精炼或电渣重熔：提高钢中化学成分的均匀性和钢的纯净度，减少管坯中的非金属夹杂物并改善其分布形态。②钢管几何尺寸精度和外形a. 钢管外径精度：取决于定（减）径方法、设备运转情况、工艺制度等。外径允许偏差 δ=（D-Di）/Di ×100% D： X大或X小外径mmDi：名义外径mmb. 钢管壁厚精度：与管坯的加热质量，各变形工序的工艺设计参数和调整参数，工具质量及其润滑质量等有关壁厚允许偏差： ρ=（S-Si）/Si×100% S：横截面上X大或X小壁厚Si：名义壁厚mmC．钢管椭圆度：表示钢管的不圆程度。d. 钢管长度：正常长度、定（倍）尺长度、长度允许偏差e. 钢管弯曲度：表示钢管的弯度：每米钢管长度的弯曲度、钢管全长的弯曲度f. 钢管端面切斜度：表示钢管端面与钢管横截面的倾斜程度g. 钢管端面坡口角度和钝边5．钢管表面质量：表面光洁要求a. 危险性缺陷：裂纹、内折、外折、轧破、离层、结疤、拉凹、凸包等。b. 一般性缺陷：麻坑、青线、划伤、碰伤、轻微的内、外直道、辊印等。产生原因：① 由于管坯的表面缺陷或内部缺陷所带来的。② 生产过程中产生的，如轧制工艺参数设计不正确，模具表面不光滑，润滑条件不好，孔型设计及调整不合理。③ 管坯（钢管）在加热轧制，热处理以及矫直过程中，如果因为加热温度控制不当，变形不均匀，加热冷却速度不合理或矫直变形量太大而产生过大的残余应力，那么也有可能导致钢管产生表面裂纹。6．钢管理化性能：常温力学性能、高温力学性能、低温性能、抗腐蚀性能。钢管的理化性能主要取决于钢的化学成分，组织结构和钢的纯净度以及钢管的热处理方式等。7．钢管工艺性能：压扁、扩口、卷边、弯曲、焊接等。8．钢管金相组织：低倍组织（宏观）、高倍组织（微观） M、B、P、F、A、S9．钢管特殊要求：合同附件、技术协议。（二）无缝钢管质量检验方法：1．化学成分分析：化学分析法、仪器分析法（红外C—S仪、直读光谱仪、zcP等）。①红外C—S仪：分析铁合金，炼钢原材料，钢铁中的C、S元素。②直读光谱仪：块状试样中的C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ni、Cn、A1、W、V、Ti、B、Nb、As、Sn、Sb、Pb、Bi③N—0仪：气体含量分析N、O2．钢管几何尺寸及外形检查：①钢管壁厚检查：千分尺、X声测厚仪，两端不少于8点并记录。②钢管外径、椭圆度检查：卡规、游标卡尺、环规，测出X大点、X小点。③钢管长度检查：钢卷尺、人工、自动测长。④钢管弯曲度检查：直尺、水平尺（1m）、塞尺、细线测每米弯曲度、全长弯曲度。⑤钢管端面坡口角度和钝边检查：角尺、卡板。3．钢管表面质量检查：100%①人工肉眼检查：照明条件、标准、经验、标识、钢管转动。②无损探伤检查：a. X声波探伤UT：对于各种材质均匀的材料表面及内部裂纹缺陷比较敏感。标准：GB/T 5777-1996 X别：C5Xb. 涡流探伤ET：（电磁感应）主要对点状（孔洞形）缺陷敏感。 标准：GB/T 7735-2004X别：BXc. 磁粉MT和漏磁探伤：磁力探伤，适用于铁磁性材料的表面和近表面缺陷的检测。标准：GB/T 12606-1999 X别： C4Xd. 电磁X声波探伤：不需要耦合介质，可以应用于高温高速，粗燥的钢管表面探伤。e. 渗透探伤：荧光、着色、检测钢管表面缺陷。4．钢管理化性能检验：①拉伸试验：测应力和变形，判定材料的强度（YS、TS）和塑性指标（A、Z）纵向，横向试样 管段、弧型、圆形试样（￠10、￠12.5）小口径薄壁钢管、大口径厚壁钢管、定标距。备注：试样断后伸长率与试样尺寸有关 GB/T 1760②冲击试验：CVN、缺口C型、V型、功J 值J/cm2标准试样10×10×55（mm） 非标试样5×10×55（mm）③硬度试验：布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、维氏硬度HV等④液压试验：试验压力、稳压时间、 p=2Sδ/D5．钢管工艺性能检验过程：①压扁试验：圆形试样 C形试样（S/D0.15） H=（1+2）S/（∝+S/D）L=40～100mm 单位长度变形系数=0.07～0.08②环拉试验：L=15mm 无裂纹为合格③扩口和卷边试验：顶心锥度为30°、40°、60°④弯曲试验：可代替压扁试验（对大口径管而言）6．钢管金相分析：①高倍检验（微观分析）：非金属夹杂物100x GB/T 10561 晶粒度：X别、X差组织：M、B、S、T、P、F、A-S脱碳层：内、外。A法评X：A类-硫化物 B类-氧化物 C类-硅酸盐 D-球状氧化 DS类。②低倍试验（宏观分析）：肉眼、放大镜10x以下。a. 酸蚀检验法。b. 硫印检验法（管坯检验，显示低培组织及缺陷，如疏松、偏析、皮下气泡、翻皮、白点、夹杂物等。c. 塔形发纹检验法：检验发纹数量、长度及分布。（三）中国现行无缝钢管标准：1．现行无缝钢管标准：共有47项 其中：GB/T25 项 HB3 项 特殊用途19项；基础 2项 产品 45项2．常用标准：① GB/T2102-2018 钢管的验收、包装、标志和质量证明书。② GB/T17395-2008 无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差。③ GB/T5310-2018 高压锅炉用无缝钢管。④ GB/T9948-2018 石油裂化用无缝钢管。⑤ GB/T6479-2018 高压化肥设备用无缝钢管。⑥GB/T18248-2018 气瓶用无缝钢管。
