什么是冷扩径?
焊接完工后,钢管圆度和直度通常不能满足相关标准和技术条件要求,定径和定直度被用到制管厂,通过机械冷扩胀方法来完成。
钢管定径和减径是热轧无缝钢管生产中的最后一道荒管热变形工序,其主要作用是消除前道工序轧制过程中造成的外径不一,以提高热轧成品管的外径精度和圆度。钢管定径、减径和张力减径过程是空心体不带芯棒的连轧过程。目前国内先进的定(减)径机均采用三辊120°等分的轧辊,采用该型式的定(减)径机后管材表面质量好,成品管材的规格较多。
API是美国石油学会的简称,5指的是第5委员会,L指的是管线管。所以API 5L标准就是由美国石油学会第五委员会指的管线管标准。
其主要内容有:1、规定了API 5L标准钢管的等级、钢级和交货状态;2、购货方需要提交的采购信息资料;3钢管的制造工艺,其中包括各种焊接工艺,冷定径和冷扩径,热处理等;4验收极限,主要包括钢管的化学成分,拉伸性能,静水压试验,弯曲试验,压扁试验,导向弯曲试验,冲击试验,表面残缺,尺寸偏差等;5、钢管的检验;6、标记等。
我们就生产这种钢管。
要说热扩无缝管和无缝钢管有什么区别:
最直观上看,热扩无缝钢管口径比较大,长度较短,个别管体颜色有些发红,内壁有黑色石墨粉残留(俗称铅粉 起润滑作用),而没有热扩的无缝钢管就没有这些特征。另外从内在质量上,如果热扩无缝钢管在选材上和出厂前检测上控制严格,使用效果和没有热扩的无缝钢管质量上是一样的,可以放心使用。再说一句,对于相同规格热扩无缝钢管和无缝钢管不会同时出现,热扩无缝钢管只会选择无缝钢管不会生产或不经常生产的特殊规格或非标规格生产,就算是有相同规格那么热扩无缝钢管从价格上也会有很大优势,给采购商更多的选择。
下面介绍一下钢管热扩技术的工作原理和他的优缺点,以便你更好的理解(一般字数多的显得更专业):
推制式钢管热扩技术(俗称钢管热扩)的工作原理:
钢管的热扩是采用专用扩管机(目前市场上大部分使用二步式液压推制机)、锥形内模芯棒(俗称芯棒)和中频加热装置(俗称加热线圈),使套在芯棒上的原料管在液压推制机的推动下向前运动,在运动中被加热、随着芯棒口径的增大,从而使钢管扩径成形的过程。
确定合适的扩径比来选择母材钢管的直径,通过精准把控中频的温度、液压推制的速度、芯模的坡度、长度来控制坯料的变形过程,使内弧处被压缩的金属,流动、补偿到因扩径而减薄的其它部位,从而得到壁厚均匀的热扩钢管。该工艺原理简单,扩径过程只发生于芯棒、原料管、和相关固定连接件之间,结构简单,事故率低(几乎没有)、配套可快速拆卸的芯头,可实现多规格、小批量、短工期的生产。
热扩技术的优缺点
一 、优点:
1.该扩径工艺配套以中频加热设备只对原料变形部分加热,加热快速均匀可控,节省能源。
2.匀速的推进变形和可控的温度,可以细化管材微观结构、提高材料机械性能,成材率高。
3.该设备构造简单、建设周期短、投资低。
4.可快速拆换的锥形内模芯棒可以实现生产灵活,成品规格多变。
二、缺点:
1.因是二次成材,故对管体厚度,外径的把控相对较难,钢管长度也会受原料的影响有一定的限制。
2.原材料选择不严格,母材的缺陷就会放大,对成品管的质量就会有影响。
3.成品单机生产速度慢、产量低等。
定义:
缺陷:按本规范的规定能成为产品拒收的足够大的缺欠。
缺欠:采用本规范的规定的各种方法检验出的产品的不连续或不规则处。
引用标准:
API 美国石油协会
API RP 5A3 套管、油管和管线管螺纹脂
API Std 5B 套管、油管和管线管螺纹加工、测量和检验
API RP 5L1 管线钢管铁路运输推荐作法
API RP 5L3 管线钢管落锤撕裂试验推荐作法
API RP 5LW 管线钢管船舶运输推荐作法
API Std 1104 管道焊接及有关设备
AAR 美国铁路协会
AAR Section 1 货物敞棚车装运一般规则
AAR Section 2 钢产品(包括钢管) 敞棚车装运规则
ASME 美国机械工程师协会
ASME 锅炉和压力容器规范(第Ⅸ部分)”焊接和钎接评定”
ASME B31.8压力管道规范 输气和配气管线系统
ASTM 美国试验与材料协会
ASTM A370钢产品力学试验方法及定义
ASTM A751钢产品化学分析方法、试验及定义
ASTM E4 试验机负载校准方法
ASTM E8 金属材料拉伸试验方法
ASTM E29 在试验数据中采用有效数字的推荐作法
ASTM E83 引伸计的校准和分级方法
PSL1拉伸要求(产品规范)
钢级 σs σb
min(Mpa) min(Mpa)
A25172 310
A 207 331
B 241 414
X42290 414
X46317 434
X52359 455
X56386 490
X60414 517
X65448531
X70483565
PSL2拉伸要求(产品规范)
钢级σs (Mpa)σb(Mpa)
min Maxmin Max
B 241 448 414 758
X42290 496 414 758
X46317 524 434 758
X52359 531 455 758
X56386 544 490 758
X60414 565 517 758
X65448 600 531 758
X70483 621 565 758
X80552 690 621 827
注: 1
1Mpa=145Psi
1 Kpa=0.145 Psi
1 Mpa=1000 Kpa
1 bar =100 Kpa
1 Mpa=10 bar=145Psi
注: 2
PSL2电焊钢管焊接时,焊机频率至少应为100KHz。
螺旋钢管板宽不得小于钢管外径的0.8倍。也不得大于钢管外径的3.0倍。
1. 冷扩径:
除连续炉焊钢管外,接本规范交货的钢管,既可不扩径,也可冷扩径,由制造厂决定,购方订货合同中另有规定时除外。在机械扩径过程中,应采取适当措施,防止内扩径头与焊缝相接触。
2.压扁试验验收标准
钢级高于A25级的电焊钢管以及尺寸小于Ф323.85㎜的激光焊钢管:
2.1D/T压扁原始外径的三分之二。
2.2D/T≥10的钢管压扁原始外径的三分之一。
3.弯曲试验
尺寸不大于Ф60.325㎜的A25级焊接钢管,一批/50吨,芯棒冷弯曲90°。
4.直度
直度偏差不得超过钢管长度的0.2%。
5.长度
公称长度 最小长度 每一订货批内 最大长度
最小平均长度
ft m ft mftm ftm
带螺纹上接箍钢管
206 16.04.88 17.5 5.3322.5 6.86
40 12 22.06.71 35.0 10.67 45.0 13.72
平 端 钢 管
206 9.0 2.74 17.5 5.3322.5 6.86
40 12 14.04.27 35.0 10.67 45.0 13.72
50 15 17.55.33 43.8 13.35 55.0 16.76
60 18 21.06.40 52.5 16.00 65.0 19.81
80 24 28.08.53 70.0 21.34 85.0 25.91
长度偏差0.1ft(0.03 m)
长度小于100 ft(30 m)钢管长度测量装置的精度应为±0.1ft(0.03 m)
什么是小口径钢管呢?相信接触过五金行业的人都比较熟悉这个小口径钢管。一般来说,外径小的钢管,就可以称为小口径钢管。按生产方法不同可分为热轧管 、冷轧管 、冷拔管 、挤压管等, 热轧无缝管一般在自动轧管机组上生产。这些形形色色的钢管究竟各有什么功能用处呢?今天,我们就来了解一下热轧管以及冷拔管各有什么优缺点。
热轧管(hot tube)是指通过热轧工艺生产的管件,是常见的机械结构件。
热轧管的优点:
热轧工艺能显著降低能耗,降低成本。热轧时金属塑性高,变形抗力低,大大减少了金属变形的能量消耗,而且能改善金属及合金的加工工艺性能,即将铸造状态的粗大晶粒破碎,显着裂纹愈合,减少或消除铸造缺陷,将铸态组织转变为变形组织,提高合金的加工性能。
热轧管的缺点:
经过热轧之后,钢材内部的非金属夹杂物(主要是硫化物和氧化物,还有硅酸盐)被压成薄片,出现分层(夹层)现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化,并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍,比荷载引起的应变大得多不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力,各种截面的热轧型钢都有这类残余应力,一般型钢截面尺寸越大,残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的,但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。热轧的钢材产品,对于厚度和边宽这方面不好控制。我们熟知热胀冷缩,由于开始的时候热轧出来即使是长度、厚度都达标,最后冷却后还是会出现一定的负差,这种负差边宽越宽,厚度越厚表现的越明显。所以对于大号的钢材,对于钢材的边宽、厚度、长度,角度,以及边线都没法要求太精确。冷拔钢管是钢管的一种,即其按生产工艺的不同分类的一种,区别于热轧(扩)管。在毛管坯或原料管扩径的过程中通过多道次的冷拔加工而成,通常在0.5~100T的单链式或双链式冷拔机上进行。
冷拔管的优点:高精度冷拔精密钢管是一种新型高技术节能产品。,高精度冷拔精密钢管的推广应用对节约钢材,提高加工工效,节约能源所谓高精度。冷拔管是指内、外径尺寸精度(公差范围)严格,内外表面光洁度、圆度、直度良好,壁厚均匀的精该技术所生产的高精度冷拔管的主要技术指标已达到或部分超过国家标准GB8713-88和国际标准ISO4394/I-1980(E) 的要求。
冷拔管的缺点:
冷加工管机组生产特点是管料从投入到加工成成品通常要经过多次冷变形并产生加工硬化,因而整个生产过程由多个准备工序和变形工序组成,且具有往复循环的特点,因而工序多,生产周期长、金属消耗较大,生产效率较低,一般生产规模均不大。
相信上面对于小口径钢管其中的热轧管跟冷拔管的简单介绍,你已经对热轧管跟冷拔管有了更深刻的了解和认识。总的来说,热轧管的优点就是耗能低,降低成本,提高合金的加工性能。而缺点就是厚度和边宽这方面不好控制,不均匀冷却造成的残余应力。而冷拔管是一种新型高技术节能产品,但生产过程中工序多,生产周期长,导致生产效率低下等。无论怎么说,热轧管跟冷拔管各有各的优缺点。作何选择,应根据具体情况而定。
外径公差应符合下列规定:
直径不大于48.3 mm: +0. 41 mm,一0. 79 mm
直径60.3 mm~114.3 mm,L175级(连续炉焊钢管):3 mm,- 457 mm
直径60.3 mm~ 475mm:+/- 1.00%
直径508 mm~ 914:+/- 1.00%
不扩径: :+/- 1.00%
冷扩径: +0.75%, -0.25%
直径>914mm
不扩径: :+/- 1.00%
冷扩径: +0.635%, -0.321%
比较常见的还有SSAW-螺旋焊-管。
直缝高频(ERW)按焊接方式不同又分为感应焊和接触焊两种形式,采用热轧宽卷为原料,经过预弯、连续成型、焊接、热处理、定径、校直、切断等工序,与螺旋相比具有焊缝短,尺寸精度高、壁厚均匀,表面质量好,承受压力高等优点,但缺点是只能生产中小口径薄壁管,焊缝处易产生灰斑、未熔合、沟状腐蚀缺陷。目前应用较广泛的领域是城市燃气、原油成品油输送等。
直缝埋弧(LSAW)是以单张中厚板为原料,将钢板在模具或成型机中压(卷)成,采用双面埋弧焊接方式并扩径而成进行生产的。其成品规格范围较宽,焊缝的韧性、塑性、均匀性和致密性较好,具有管径大、管壁厚、耐高压、耐低温抗腐蚀性强等优点。在建设高强度、高韧性、高质量长距离油气管线时,所需钢管大多是大口径厚壁直缝埋弧。按API标准规定,在大型油气输送管道中,当通过高寒地带、海底、城市人口稠密区等1类、2类地区时,直缝埋弧是唯一指定适用管型。按成型方式不同又可分为:UOE/JCOE/HME。
螺旋埋弧(SSAW)是卷管时其前进方向与成型管中心线有成型角(可调整),边成型边焊接,其焊缝成螺旋线,优点是同一规格的可生产多种直径规格的钢管,原料适应范围较大,焊缝可避开主应力,受力情况较好,缺点是几何尺寸较差,焊缝长度相比直缝管长,易产生裂纹、气孔、夹渣、焊偏等焊接缺陷,焊接应力呈拉应力状态。一般油气长输管线设计规范规定螺旋埋弧只能用于3类、4类地区。国外将此工艺改进后将原料改为钢板,使成型与焊接分开,经预焊和精悍,焊后冷扩径,则其焊接质量接近UOE管,目前国内尚无此种工艺,是我国厂改进的方向。“西气东输”所用仍然是按传统工艺生产,只是管端进行了扩径。美国、日本和德国总体上否定SSAW,认为主干线不宜使用SSAW加拿大和意大利部分使用SSAW,俄罗斯少量使用SSAW,而且都制定了非常严格的补充条件,由于历史原因,国内主干线多数还是使用SSAW。
中文名
钢管分类
外文名
Classification of steel tubes
特点
无缝钢管和焊接钢管
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高频焊钢管直缝埋弧焊管螺旋埋弧焊管
无缝钢管
无缝钢管的壁厚比较厚,径厚比较小。但管径受到限制,其应用也受到限制,而且生产成本,特别是大口径无缝钢管的生产成本相对较高。
高频焊钢管
高频焊管管形好,壁厚均匀,焊接产生的内外毛刺通过相应刀具刮平,在线通过无损检测严格控制焊缝质量,自动化程度很高,生产成本低廉。但壁厚相对较薄,管径相对较小,壁厚一般不超过12mm,管径一般不超过610mm,钢结构中特别适合制作管衍架结构。
直缝埋弧焊管
直缝埋弧焊管采用双面埋弧焊焊接工艺,在静态条件下焊接,焊缝质量高,焊缝短,产生缺陷的几率很小。钢管通过全长扩径,管形好,尺寸精确,钢管壁厚范围和管径范围宽,管径范围可达406-1829mm,壁厚范围可达6.0-60mm,自动化程度较高,与无缝钢管相比,生产成本较低,适合建筑、桥梁、堤坝、海洋平台等钢结构承载用立柱、超大跨度建筑结构以及要求抗风抗震的电杆塔桅结构。
螺旋埋弧焊管
螺旋埋弧焊管焊缝呈螺旋线分布,焊缝长,尤其是处于动态条件下焊接时,焊缝还来不及冷却就离开了成型点,极易产生焊接热裂纹。裂纹的方向和焊缝平行,和钢管轴线成一定夹角,一般在30-70°之间。这个角度刚好与剪切破坏角度相一致,因此其抗弯、抗拉、抗压和抗扭性能远不如直缝埋弧焊管,同时由于焊接位置限制,产生的马鞍形和鱼脊形焊缝影响美观。另外,施工过程中,螺旋焊母管节点处的相贯线焊缝割裂了螺旋缝,产生较大的焊接应力,因而大大削弱构件的安全性能,因此应加强螺旋焊管焊缝的无损检测力度,确保焊接质量,否则在重要的钢结构场合不宜使用螺旋埋弧焊管