钢管截面积与抗扭强度的关系

力学是一门独立的基础学科，是有关力、运动和介质(固体、液体、气体是撒旦和等离子体)，宏、细、微观力学性质的学科，研究以机械运动为主，及其同物理、化学、生物运动耦合的现象。力学是一门基础学科，同时又是一门技术学科。它研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动的关系。力学可粗分为静力学、运动学和动力学三部分，静力学研究力的平衡或物体的静止问题运动学只考虑物体怎样运动，不讨论它与所受力的关系动力学讨论物体运动和所受力的关系。现代的力学实验设备，诸如大型的风洞、水洞，它们的建立和使用本身就是一个综合性的科学技术项目，需要多工种、多学科的协作。

1）管桁架结构省去下弦纵向杆件和网架的球节点；

2）管桁架结构在构筑圆拱和任意曲线形状方面比网架结构更有优势；

3）管桁架结构其各向稳定性相同，节省材料用量。

2、相较传统的开口截面(H型钢和I字钢)钢桁架

1）管桁架结构截面材料绕中和轴较均匀分布，使截面同时具有良好的抗压和抗弯扭承载能力及较大刚度，不用节点板，构造简单；

2）管桁结构外形美观，便于造型，有一定装饰效果；

3）管桁架结构整体性能好，扭转刚度大，制作、安装、翻身、起吊都比较容易；

4）由冷弯薄壁型钢制作的钢管屋架，具有结构轻、刚度好、节省钢材，并能充分发挥材料强度等优点，尤其是在由长细比控制的压杆及支撑系统中采用更为经济。

当d=0时，即为实心圆钢。

可见同直径的实心圆钢更为抗弯。

只是，钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻。因而得到广泛应用。

也就是说选用更大直径的钢管，能获得圆钢相同的抗弯强度，而材料重量却更轻。

20G钢管主要用于制造高压和更高参数锅炉管件，低温段过热器、再热器，省煤器及水冷壁等；如小口径管做壁温≤500℃受热面管子、以及水冷壁管、省煤器管等，大口径管做壁温≤450℃蒸汽管道、集箱（省煤器、水冷壁、低温过热器和再热器联箱），介质温度≤450℃管路附件等。由于碳钢在450℃以上长期运行将产生石墨化，因此作为受热面管子长期最高使用温度最好限制到450℃以下。该钢在这一温度范围，其强度能满足过热器和蒸汽管道要求、且具有良好抗氧化性能，塑性韧性、焊接性能等冷热加工性能均很好，应用较广。此钢在伊朗炉（指单台）上所使用部位为下水引入管（数量为28吨）、汽水引入管（20吨）、蒸汽连接管（26吨）、省煤器集箱（8吨）、减温水系统（5吨），其余作为扁钢、吊杆材料使用（约86吨）。

20G钢管(SeamlessSteelTube)是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。用钢管制造环形零件，可提高材料利用率，简化制造工序，节约材料和加工工时，如滚动轴承套圈、千斤顶套等，目前已广泛用钢管来制造。钢管还是各种常规武器不可缺少的材料，枪管、炮筒等都要钢管来制造。钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下，圆面积最大，用圆形管可以输送更多的流体。此外，圆环截面在承受内部或外部径向压力时，受力较均匀，因此，绝大多数钢管是圆管。

但是，圆管也有一定的局限性，如在受平面弯曲的条件下，圆管就不如方、矩形管抗弯强度大，一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。根据不同用途还需有其他截面形状的异型钢管。

钢管的力学性能主要有：允许抗拉力、截面系数W（cm^3)、惯性半径（cm)、惯性矩I（cm^4)。

它随钢管的规格大小（直径、壁厚、长度）不同各力学性能大不相同，应查相应手册。现列出常用的的力学性能：

现只提供钢管的材料－－15crmo，因此只能说是15crmo的材料机械性能：

1, 冷轧钢管允许截面出现局部屈曲,从而可以充分利用杆件屈曲后的承载力而热轧钢管不允许截面发生局部屈曲.

2,热轧钢管和冷轧钢管残余应力产生的原因不同,所以截面上的分布也有很大差异.冷弯薄壁型钢截面上的残余应力分布是弯曲型的,而热扎钢管或焊接钢管截面上残余应力分布是薄膜型.

3,热轧钢管的自由扭转刚度比冷轧钢管高,所以热轧钢管的抗扭性能要优于冷轧钢管

镀锌管和不锈钢管相比

不锈钢管最耐用

镀锌管能用个十年八年的就很好了

不锈钢管能用一辈子

价格上来说

不锈钢管比镀锌管贵10倍

镀锌管价格有便宜的优势

不锈钢管一劳永逸 省平时的加工费

镀锌管简介

镀锌管，又称镀锌钢管，分热镀锌和电镀锌两种，热镀锌镀锌层厚，具有镀层均匀，附着力强，使用寿命长等优点。电镀锌成本低，表面不是很光滑，其本身的耐腐蚀性比热镀锌管差很多。

公称壁厚mm 2.0 2.5 2.8 3.2 3.5 3.8 4.0 4.5

系数c 1.064 1.051 1.045 1.040 1.036 1.034 1.032 1.028

钢的牌号：Q215A；Q215B；Q235A；Q235B

试验压力值/Mpa：D10.2-168.3mm为3Mpa；D177.8-323.9mm为5Mpa。

镀锌管理论重量表及公式

镀锌管理论重量公式：（直径—壁厚）x壁厚x0.02466*1.0599=每米重量（公斤/米）

主要用途

常说的镀锌管现在主要用于输送煤气、暖气。镀锌管作为水管，使用几年后，管内产生大量锈垢，流出的黄水不仅污染洁具，而且夹杂着不光滑内壁滋生的细菌；锈蚀造成水中重金属含量过高，严重危害人体的健康。六、七十年代，国际上发达国家开始开发新型管材，并陆续禁用镀锌管。中国建设部等四部委也发文明确从二〇〇〇年起禁用镀锌管。

不锈钢管简介

不锈钢管是一种经济的断面钢材，是钢铁工业中的一项重要产品，可广泛

不锈钢管

用于生活装饰和工业，市面上很多人用于制作 楼梯扶手、护窗、栏杆、家具等。常见的有 201 和304 两种材质。

占全部钢材总量的8%一16%左右，它在国民经济中的应用范围极为广泛。由于钢管具有空心断面，因而最适合作液体、气体和固体的输送管道；同时与相同重量的圆钢比较，钢管的断面系数大、抗弯抗扭强度大，所以也成为各种机械和建筑结构上的重要材料。用不锈钢管制成的结构和部件，在重量相等的情况下，比实心零部件具有更大的截面模数。所以，不锈钢管本身就是一种节约金属的经济断面钢材，它是高效钢材的一个重要组成部分，尤其在石油钻采、冶炼和输送等行业需求较大，其次地质钻探、化工、建筑工业、机械工业、飞机和汽车制造以及锅炉、医疗器械、家具和自行车制造等方面也都需要大量的各种钢管。随着原子能、火箭、导弹和航天工业等新技术的发展，不锈钢管在国防工业、科学技术和经济建设中的地位愈加重要。

不锈钢管安全可靠、卫生环保、经济适用，管道的薄壁化以及新型可靠、简单方便的连接方法的开发成功，使其具有更多其它管材不可替代的优点，工程中的应用会越来越多，使用会越来越普及，前景看好www.bxgb304.com。  由于不锈钢已具备建筑材料所要求的许多理想性能，它在金属中可以说是独一无二的，而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好，一直在改进现有的类型，而且，为了满足高级建筑应用的严格要求，正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高，质量不断改进，不锈钢已成为建筑师们选择的最具有成本效益的材料之一。

不锈钢集性能、外观和使用特性于一身，所以不锈钢仍将是世界上最佳的建筑材料之一。

随着中国改革开放政策的实施，国民经济获得快速增长，城镇住宅、公共建筑和旅游设施大量兴建，对热水供应和生活用水供给提出了新的要求。特别是水质问题，人们越来越重视，要求也不断提高。镀锌钢管这一常用管材因其易腐蚀性，在国家相关政策的影响下，将逐渐退出历史舞台，塑料管、复合管及铜管成了管道系统的常用管材。但在许多情况下，不锈钢管更有优越性，特别是壁厚仅为0.6～1.2mm的薄壁不锈钢管在优质饮用水系统、热水系统及将安全、卫生放在首位的给水系统，具有安全可靠、卫生环保、经济适用等特点。已被国内外工程实践证明是给水系统综合性能最好的、新型、节能和环保型的管材之一，也是一种很有竞争力的给水管材，必将对改善水质、提高人们生活水平发挥无可比拟的作用。

在建筑给水管系中，由于镀锌钢管已经结束了百年辉煌的历史，各种新型塑料管及复合管得到迅速发展，但各种管材还不同程度地存在着一些不足，远不能完全适应供水管系的需要和国家对饮用水及有关水品质的要求。因此，有关专家预言：建筑给水管材最终将恢复到金属管的时代。根据国外的应用经验，在金属管中认定薄壁不锈钢管为综合性能最好的管材之一。

推广

薄壁不锈钢管，国内于20世纪90年代末才开始生产、使用，是当今管材领域崭露头角的新生族，已大量应用于建筑给水和直饮水的管路。

薄壁不锈钢管经久耐用，已被工程界公认，而且有关方面正在从减小壁厚、降低价格方面着手，以利于进一步推广。特别是小口径的不锈钢管，价格不高，因此配套的连接方法、管件之可靠性及价格是决定它发展的主要因素。国内在四川、广东、浙江、江苏等地已有开发商自主开发了连接技术和管件，是很有发展前途的管材。建设部和相关部门也非常重视这一新型管材，据中国技术市场管理促进中心、国科市字[2001]71号文件，关于推广应用“高径壁比高精度不锈钢中、高压供水管及配套管件与专用技术”的通知中获知，薄壁不锈钢管这一技术与产品的推广应用对提高中国现代建筑的档次，改善与保障供水水质都具有重要意义。

同时，建设部很重视薄壁不锈钢管材的推广应用。《薄壁不锈钢水管》的行业标准已于2001年发布执行。相关管道工程技术规程及安装图集，建设部已发文，正由同济大学负责编制。当前，四川、广东、浙江、江苏等地都有专业厂家生产薄壁不锈钢管，产品已趋成熟期，因而，推广应用的时机已到。

国内前景看好

①建筑给水管道需求大

根据《建筑事业“九五”计划和2010年远景目标纲要》测算，2001~2010年间，每年管材的需求量为50~60万km，其中住宅建筑区内冷热水管需求量为40万km。有人认为，不锈钢水管的开发，对提高城市现代建筑的档次，意义重大。

②管道直饮水发展迅速

随着国民经济的发展，管道直饮水在国内北京、深圳、上海、重庆等城市发展迅速，经济发达的中等城市也积极规划直赶而上。在直饮水中，不锈钢管系无疑是首屈一指的。当前国内上档次的宾馆、公共场所都已配置或在配置直饮水管道。

③国产替代进口前途广阔

为了推广不锈钢管，中国从20世纪90年代以来从减小壁厚、降低成本方面着手，解决“高径壁比高精度”的薄壁不锈钢管技术问题，使不锈钢管得到推广应用，发展很快。一种管道要能全面推广应用，少不了国产化。当，国内已有一部分厂家具备了生产和进一步开发薄壁不锈钢管材和管件的能力。

连接方式

不锈钢管的连接方式多样，常见的管件类型有压缩式、压紧式、活接式、推进式、推螺纹式、承插焊接式、活接式法兰连接、焊接式及焊接与传统连接相结合的派生系列连接方式。这些连接方式，根据其原理不同，其适用范围也有所不同，但大多数均安装方便、牢固可靠。连接采用的密封圈或密封垫材质，大多选用符合国家标准要求的硅橡胶、丁腈橡胶和三元乙丙橡胶等，免除了用户的后顾之忧。

卡压连接步骤

1、断管：按所需长度切断管材，断管时，不可用力过大，防止管材失圆。

2、去除毛刺：管材切断后，应将毛刺去除干净、以免割伤密封圈。

3、划线标记：为使钢管完全插入管件承口，必须在管端对插入长度进行标记画线。

4、装配：密封圈应正确安装在管件的U型槽内，将管子插入管件承口内，等待压接。

5、压接：压接时，管件凸起部位放在模具凹形槽内，钳口与管轴线保持垂直。

6、检查：压接完成后，使用专用量规对压接尺寸进行检查。

不锈钢耐腐蚀原因

所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属（例如，锌，镍和铬）进行电镀来保证碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀。

不锈钢的耐腐蚀性取决于铬，但是因为铬是钢的组成部分之一，所以保护方法不尽相同。

在铬的添加量达到10．5%时，钢的耐大气腐蚀性能显著增加，但铬含量更高时，尽管仍可提高耐腐蚀性，但不明显。原因是用铬对钢进行合金化处理时，把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物。这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面，防止进一步地氧化。这种氧化层极薄，透过它可以看到钢表面的自然光泽，使不锈钢具有独特的表面。而且，如果损坏了表层，所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理，重新形成这种"钝化膜"，继续起保护作用。

因此，所有的不锈钢都具有一种共同的特性，即铬含量均在10．5%以上。

和建筑构造应用领域有关的钢种通常只有六种。它们都含有17～22%的铬，较好的钢种还含有镍。添加钼可进一步改善大气腐蚀性，特别是耐含氯化物大气的腐蚀。

不锈钢耐大气腐蚀

经验表明，大气的腐蚀程度因地域而异。为便于说明，建议把地域分成四类，即：乡村，城市，工业区和沿海地区。

乡村是基本上无污染的区域。该区人口密度低，只有无污染的工业。

城市为典型的居住、商业和轻工业区，该区内有轻度污染，例如交通污染。

工业区为重工业造成大气污染的区域。污染可能是由于燃油所形成的气体，例如硫和氮的氧化物，或者是化工厂或加工厂释放的其它气体。空气中悬游的颗粒，像钢铁生产过程中产生的灰尘或氧化铁的沉积也会使腐蚀增加。

沿海地区通常指的是距海边一英里以内的区域。但是，海洋大气可以向内陆纵深蔓延，在海岛上更是如此，盛行风来自海洋，而且气候恶劣。例如，英国气候条件就是如此，所以整个国家都属于沿海区域。如果风中夹杂着海洋雾气，特别是由于蒸发造成盐沉积集聚，再加上雨水少，不经常被雨水冲刷，沿海区域的条件就更加不利。如果还有工业污染的话，腐蚀性就更大。

美国、英国、法国、意大利、瑞典和澳大利亚所进行的研究工作已经确定了这些区域对各种不锈钢耐大气腐蚀的影响。有关内容在NiIDI出版的《建筑师便览》中作了简单介绍，该书中的表可以帮助设计人员为各种区域选择成本效益最好的不锈钢。

在进行选择时，重要的是确定是否还有当地的因素影响使用现场环境。例如，不锈钢用在工厂烟囱的下方，用在空调排气挡板附近或废钢场附近，会存在非一般的条件。

不锈钢的维修及清理

和其它曝露于大气中的材料一样，不锈钢也会脏。今后的讲座将分析影响维修及清理成本的设计因素。但是，在雨水冲刷，人工冲洗和已脏表面之间还存在着一种相互关系。

通过把相同的板条直接放在大气中和放在有棚的地方确定了雨水冲刷的效果。人工冲洗的效果是通过人工用海绵沾上肥皂水每隔六个月擦洗每块板条的右边来确定的。结果发现，与放在有棚的地方和不被冲洗的地方的板条相比，通过雨水冲刷和人工擦洗去除表面的灰尘和淤积对表面情况有良好的作用。而且还发现，表面加工的状况也有影响，表面平滑的板条比表面粗糙的板条效果要好。

因此洗刷的间隔时间受多种因素影响，主要的影响因素是所要求的审美标准。虽然许多不锈钢幕墙仅仅是在擦玻璃时才进行冲洗，但是，一般来讲，用于外部的不锈钢每年洗刷两次。

不锈钢的典型用途

大多数的使用要求是长期保持建筑物的原有外貌。在确定要选用的不锈钢类型时，主要考虑的是所要求的审美标准、所在地大气的腐蚀性以及要采用的清理制度。

然而，其它应用越来越多的只是寻求结构的完整性或不透水性。例如，工业建筑的屋顶和侧墙。在这些应用中，物主的建造成本可能比审美更为重要，表面不很干净也可以。

在干燥的室内环境中使用430不锈钢效果相当好。但是，在乡村和城市要想在户外保持其外观，就需经常进行清洗。在污染严重的工业区和沿海地区，表面会非常脏，甚至产生锈蚀。但要获得户外环境中的审美效果，就需采用含镍不锈钢。所以，304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途，但在侵蚀性严重的工业或海洋大气中，最好采用316不锈钢。

人们已充分认识到了在结构应用中使用不锈钢的优越性。有几种设计准则中包括了304和316不锈钢。因为"双相"不锈钢2205已把良好的耐大气腐蚀性能和高抗拉强度及弹限强度融为一体，所以，欧洲准则中也包括了这种钢。

不锈钢产品形状

实际上，不锈钢是以全标准的金属形状和尺寸生产制造的，而且还有许多特殊形状。最常用的产品是用薄板和带钢制成的，也用中厚板生产特殊产品，例如，生产热轧结构型钢和挤压结构型钢。而且还有圆型、椭圆型、方型、矩型和六角型焊管或无缝钢管及其它形式的产品，包括型材、棒材、线材和铸件。

表面状态

正如后面将谈到的，为了满足建筑师们美学的要求，已开发出了多种不同的商用表面加工。例如，表面可以是高反射的或者无光泽的；可以是光面的、抛光的或压花的；可以是着色的、彩色的、电镀的或者在不锈钢表面蚀刻有图案，以满足设计人员对外观的各种要求。

保持表面状态是容易的。只需偶尔进行冲洗就能去除灰尘。由于耐腐蚀性良好，也可以容易地去除表面的涂写污染或类似的其它表面污染。