无缝钢管与钢棒的区别

相同外径的钢棒比钢管容易折弯,并非如此.

在相同的力矩情况下,钢棒可以在弹性变形的范围内发生弯曲,而钢管却发生折痕变形,也就是失稳了.

对于薄壁管,因为抗弯截面模量与钢棒相差不多,钢管和钢棒比值::钢管/钢棒=1-d^4/D^4

可以看出,越薄d值越大,钢管/钢棒比值就越小,抗弯截面模量也就越小.相反就越大.

那为什么很多情况下是用钢管而不用钢棒?前面解释了,d值取得合适,抗弯截面模量比值相差不多且能满足强度与稳定性的情况下,可以节省材料.

从文字描述来看，提问的人首先就误读了“同样截面积”这个词，原文文意里，同样截面积指的应该是钢管横截面的环形面积——很显然，它和“同样截面积”的钢棒（横截面为圆形）的“粗细”是不一样的。钢管的外径显然要大于钢棒的直径，才能保证空心情况下截面积相等。所以，这个作者提的“同样粗细下”和原文说的已经不是同一个东西了。

那么，钢管是不是比同样截面积的钢棒“硬”呢？不好说。

这个不好说首先因为“硬”是一个口语中含义很广的词，对应结构力学里很多个截然不同的概念。比如，讨论材料科学时候的“硬度”通常指的是“局部抵抗硬物压入其表面的能力”，无论莫氏硬度，洛氏硬度，还是布氏硬度，都只和材料本身有关，和试件的形状不相干。衡量硬度的大体方法，通常是用某种硬质材料尝试在材料表面留下划痕或者印痕，这是一个只和材料本身有关的属性。

一般人对刚度和强度比较容易混淆，认为是差不多的东西。其实两者差别很大，刚度指的是物体抵抗变形的能力，而强度指的是物体抵抗外力（而不破坏）的能力。举例来说，普通的窗玻璃是一种刚度很大，但强度很低的物体。弹簧相反，强度很大，但刚度根据需要可以有很大的调节余地。

这问题还是太大，先缩小一下范围。

还是太大，因为金属材料里还有一类脆性材料，比如铸铁，其特点是抗压能力远大于抗拉能力，即使单向受压，最终的破坏形式也不是压溃而是受压引起的剪切破坏，这种材料适用的强度理论和低碳钢，铜，铝都不一样，为简化起见，姑且不讨论这类材料。

以低碳钢为例，它的特点是，单向受压和受拉时，弹性范围差别不太大。通常为方便起见采用同一个许用应力。

以刚度问题为例来说明：

一根钢管或者钢棒，在材料力学里认为是一根梁或者杆，它的受力是多种多样的。比如拉力：

钢棒和钢管，如果截面积相等，长度相等，那么在收到纯压力作用时候，变形情况通常是一致的（注意通常两个字，后面会有特例说明）。

还有扭转：圆形或者环形的抗扭能力和“单位面积乘以离扭转中心距离的平方的积分”正比，简单的说，越远离扭转中心，材料越有较好的利用，在这个范畴下，钢管是比钢棒要硬一些的——依然是“通常情况”。至于非圆非环，比如方形三角形箱形的截面，极惯性矩的算法会比较复杂，可能空心的硬一些，也可能实心的硬一些——一言以蔽之，不好说。

然后是结构力学里最常见的弯曲：

梁受到简单弯曲的时候——意思是，单纯的弯曲，没有拉压，没有大变形，梁足够细长，这时候，梁抵抗弯曲变形的能力是和“单位面积乘以距离截面中和轴距离平方的积分”正比，简单的说，越远离中和轴（对于对称截面，往往就是截面的几何中心）的材料，利用效率越高，在这个范畴下，钢管（如果不加说明，一般特制圆环截面的钢管，全文同）比钢棒要硬一些——记住，还是通常情况。至于非圆非环的截面，算法比扭转要简单一些，通常的原则是尽量把材料堆积在远离中和轴的位置上，比如常见的工字钢，可以提高某个特定方向上的抗弯能力。

再之后是和弯曲经常一起出现的剪切：

纯粹的弯曲梁是极少见的，通常弯矩伴随剪切一起出现（实际上弯曲梁的微分方程里，弯矩就是剪力的积分加上常量），梁抵抗剪切的能力又复杂一些，和“有效剪切面积”有关。有效剪切面积往往要通过经验公式，至于钢管和钢棒或者其他截面积的有效剪切面积——不好说，可能这个大一些，也可能那个大一些，并无一定规律。

然后是抗压：

这个比前几个都复杂。抗压有两种常见的失效模式。比如对于短梁，无法承压的后果是压溃，比如一个短柱子被压成饼，就是典型的压溃。对于细长梁，典型的失效模式则是失稳——比如一根细长的竹篾，从两端压它，它并不会明显变短，而是会弯曲起来，这就是失稳的表现。在失稳模式下，梁抵抗失稳的能力近似于抗弯能力，通常来说，钢管强于钢棒，其他截面形状则要分别讨论。

前面说了那么多“通常情况”，那么还有不通常的情况吗？不少。

比如，之前讨论的前提，是以整个梁作为整体来变形，截面没有太大变化为前提的，实际上，如果板厚过薄，构件最容易发生的是局部破坏或者局部失稳。比如把一个可乐易拉罐树在地上，踩一脚，这个罐子既不会变弯，更不会均匀变短，而是易拉罐壁皱褶起来，这就是局部失稳。

那么其他材料，其他形状，还有抗破坏的能力呢？——不好说，有的和前面介绍的类似，有的又有不同，需要具体情况具体分析。

没错，的确是这样。工程上往往没有类似E=MC^2或者牛顿三定律那么简洁而放之四海而皆准的概括。结构力学是典型的多约束问题。作为一个工程师，需要考虑到各种繁复的可能的破坏失效模式，只要有一个没考虑到，就有可能出重大安全事故。即使在各种计算软件越做越精细的今天，结构安全最后的底线，仍然是工程师缜密的思维和对力学的充分理解。

如果是指硬度，呵呵，这个只和材料本身有关。同样粗的钢管和钢棒的钢牌号不同，自然硬度不同。

如果指强度或刚度，也要看具体的载荷性质。如果只是拉伸，同样粗细的情况下（牌号也相同），钢棒一定比钢管“硬”。而论扭转和弯曲的话，并不见得钢棒要比钢管强。因为，在扭转和弯曲中，主要与试件截面的形状有关（具体是指其扭转刚度和弯曲刚度），而论拉伸，只看截面面积大小就可以了。

钢管生产技术的发展开始于自行车制造业的兴起。19 世纪初期石油的开发，两次世界大战期间舰船、锅炉、飞机的制造，第二次世界大战后火电锅炉的制造，化学工业的发展以及石 油天然气的钻采和运输等，都有力地推动着钢管工业在品种、产量和质量上的发展。 钢管不仅用于输送流体和粉状固体、交换热能、制造机械零件和容器，它还是一种经济钢材。用钢管制造建筑[1]结构网架、支柱和机械支架，可以减轻重量，节省金属20～40％，而且可实现工厂化机械化施工。（天津钢管公司加工车间由于采用了钢管网架结构，实际节约钢材达42.9％） ，用钢管制造公路桥梁不但可节省钢材、简化施工，而且可大大减少涂保护层的面积，节约投资和维护费用。所以，任何其他类型的钢材都不能完全代替钢管，但钢管可以代替部分型材和棒材。钢管对国民经济发展和人类生活品质的提高关系甚大，远胜于其他钢材。从人们的日常用具、家具、供排水、供气、通风和采暖设施到各种农机用具的制造、地下资源的开发、国防和航天所用枪炮、子弹、导弹、火箭等都离不开钢管。 正由于钢管与人类生活、生产活动密不可分，钢管工业的生产技术不仅发展迅速，而且推陈出新，钢管生产在钢铁工业中占有不可替代的位置。

一、按生产方法分类

钢管

（1）无缝钢管的制造工艺可以分为：热轧（挤压）、冷轧（拔）、热扩钢管这基本的几类。

（2）焊管按照制造工艺可以分为：直缝焊接钢管，埋弧焊接钢管、板卷对接焊钢管，焊管热扩钢管。

（3）按照钢管的形状可以分为方形管、矩形管、八角形，六角形、D形，五角形等异形钢管。 复杂断面钢管，双凹型钢管，五瓣梅花形钢管，圆锥形钢管，波纹形钢管，瓜子形钢管，双凸形钢管等

（4）按用途分类--管道用钢管、热工设备用钢管、机械工业用钢管、石油、地质钻探用钢管、容器钢管、化学工业用钢管、特殊用途钢管、其他

化学成分检验

(1)GB3087-82《低中压锅炉用无缝钢管》规定。化学成分试验方法按GB222-84及GB223《钢铁及合金化学分析方法》中的有关部分。

(2)GB5310-95《高压锅炉用无缝钢管》规定。化学成分试验方法按GB222-84及《钢铁及合金化学分析方法》、GB223《钢铁及合金化学分析方法》中的有关部分。

(3)进口锅炉钢管的化学成分检验按合同规定的有关标准进行

目前，全世界生产钢管的共计有110多个国家的1850多个公司下的5100多个生产厂，像宝钢、鞍钢、津西钢铁股份有限公司、保定普瑞商贸（钢材）有限公司等企业，其中生产石油管的有44个国家的170多个公司下的260多个厂。2000年，无缝钢管全国消费量为418.0万吨，其中国内供应量的382.1万吨，占国内总需求的91.4%。进口为35.9万吨，占国内总需求的8.59%。同年石油管消费量大约为91万吨。进口约25.2万吨。进口管占国内总消费量的大约70%，其中进口管占国内总消费量的27.69%，石油管进口量约占无缝钢管总进口量的大约70%。从日本进口的石油管占总进口量一半以上。中国最大的石油套管生产基地——天津钢管公司2000年的钢管产品出来为52.20万吨，其中石油套管产量为36.41万吨。套管占全国石油产量的一半以上。在产量和销售量上都占中国套管市场的第一位。

从国际和国内两个市场来看，无缝钢管（包括石油专用管）的现有生产能力均已大于需求。所以，今后的重点应放在充分发挥现有机组的能力，开发出高强度等级、高抗击毁、高抗腐蚀的石油管、高压锅炉管和气瓶管等产品。无缝钢管是国家针对当前我国钢铁市场进行优化产品结构的内容，也是增加在国内外产品竞争力、扩大市场份额的关键所在。就是说，提高国内钢管企业的市场竞争力是加和WTO以后国内企业长期的任务和成功发展的关键。

在建材行业，钢材的种类总是让人眼花缭乱，不同类别型号的钢材差异很大，有些只在代码上有一个字母差异的钢材在性能方面却天差万别，万一没弄清楚而错用钢材，那么可能一切都将前功尽弃。如何认识不同的钢材和它们适用的场所?今天小编就要为大家介绍一下钢材方方面面的知识，希望大家在认真学习以下相关内容介绍的同时能够有所收获。

一、按品种分类

炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯，钢锭或钢坯经压力加工成钢材(钢铁产品)。钢材种类很多，

一般可分为型、板、管和丝四大类。

1、型钢类

型钢品种很多，是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。直径在 6.5 -9.0mm 的小圆钢称线材。

2、钢板类

是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。按厚度不同分薄板(厚度 < 4mm )、中板(厚度 4 -25mm )和厚板(厚度 > 25mm )三种。钢带包括在钢板类内。

3、钢管类

钢管类是一种中空截面的长条钢材。按其截面形状不同可分圆管、方形管、六角形管和各种异形截面钢管。按加工工艺不同又可分无缝钢管和焊管钢管两大类。

4、钢丝类

钢丝是线材的再一次冷加工产品。按形状不同分圆钢丝、扁形钢丝和三角形钢丝等。钢丝除直接使用外，还用于生产钢丝绳、钢纹线和其他制品。

二、按外形分类

按外形可分为线材、型材、板材、管材、金属制品五大类。

线材 ：普线 高线 螺纹钢

型材 ：工字钢 槽钢 角钢 方钢 重轨 高工钢 H 型钢 圆钢 不等边角钢 扁钢 轻轨 齿轮钢 六角钢 耐热钢棒 合结圆钢 合工圆钢 方管 碳工钢 轴承钢 碳结圆钢 不锈圆钢 轴承圆钢 矩型管 弹簧钢

板材 ：中厚板 容器板 中板 碳结板 锅炉板 低合金板 花纹板 冷板 热板 冷卷板 热卷板 镀锌板 电镀锌板 电镀锌卷 锰板 不锈钢板 硅钢片 彩涂板 彩钢瓦楞铁 镀锌卷板 热轧带钢 管材 ：焊管 不锈钢管 热镀锌管 冷镀锌管 无缝管 螺旋管 热轧无缝

金属材料 ：生铁 马口铁 铝 铅 黄铜 锡 锌

钢材是国家建设必不可少的重要物资，应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为线材、型材、板材、管材和金属制品五大类、为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞好经营管理工作，又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢，优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管钢材、焊接钢管、金属制品等品种。

三、钢材的生产方法介绍

大部分钢材加工都是钢材通过压力加工，使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不钢材同以分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有：轧制：将钢材金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙(各种形状)，因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产钢材型材、板材、管材。分冷轧、热轧。

锻造：利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。一般分为自由锻和模锻，常用作生产大型材、开坯等截面尺钢材寸较大的材料。 拉拨：是将已经轧制的金属坯料(型、管、制品等)通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工。

挤压：是钢材将金属放在密闭的挤压简内，一端施加压力，使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法，多用于生产有色金属材钢材。

以上我们从两个方面对市面上的钢材进行了分类，它们分别是钢材的品种、外形这两大部分，然后我们又详细系统地介绍钢材的生产方法。通过以上篇幅相关内容的学习，我们了解到钢材囊括了大大小小几十个种类，它们各有自身的特色，不同种类的钢材之间的差别很大，我们在日常生产生活中实际应用时要注意区别钢材方方面面的特性以确保万无一失。

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制管工艺不同。

　无缝不锈钢管也称不锈钢无缝管，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。

不锈钢焊接管是有不锈钢板制成的。

2. 焊缝。

装饰用304不锈钢焊接管因制管工艺看出是有焊接缝的，但是无缝钢管像它的名字一样是没有焊缝的。好质量的装饰用不锈钢焊管，焊缝全部做氮气内保护。

3. 厚度。

不锈钢焊接管原料钢带都是经过压延处理的，厚度比较均匀，焊接管成品规格，厚度是有薄管有厚管。但是不锈钢无缝管厚度常常是不均匀的，且都是比较厚的管材。

4.焊接性能。

通常情况下，一般304有缝不锈钢管和无缝不锈钢管的化学成分存在一定差异。生产无缝不锈钢管的钢材成分仅仅是达到astm的基本要求。而对于生产焊接不锈钢管的钢材，则含有适用于焊接的化学成分，比如说硅、硫、锰、氧及与铁素体等元素按一定比例的混合可在焊接过程中产生一种易于传递热的焊熔物，从而使得整个焊缝焊透。而无缝不锈钢管，因缺少上述元素，在焊接过程中就会产生各种不稳定因素，不容易焊牢且焊不透。

4. 耐腐蚀性。

一般情况下，同种材质材质的两种不锈钢管和无缝管耐腐蚀性，基本相同。

5. 价格。

无缝钢管价格要高于焊接不锈钢管。

6.综合质量

一般来说，304有缝不锈钢管的质量是要优于无缝不锈钢管。这是因为焊接不锈钢管是经过检验通过的精确的冷轧板制成，所以缺陷基本都在焊接处。而304无缝不锈钢管则是由不锈钢坯经冲头冲压而成，导致在被挤压而形成的管壁中产生许多撕裂现象。经涡流测试显示，有缝不锈钢管的次品率会通常低于无缝不锈钢管的次品率。

6. 表面。

无缝管表面要求不严，会有不太明显的斑点。不锈钢装饰管表面处理要求较严格。

7. 用途。

无缝管主要是工业用管。装饰管用途比较广泛，主要是装饰焊接领域，但是随着装饰用不锈钢管工艺越来越好，也有厚壁装饰管会代替部分无缝钢管。

钢棒简介：

预应力混凝土用钢棒（Steel Bar for Prestressed Concrete ，简称PC钢棒）是由日本高周波热炼株式会社于20世纪60年代开发的一种技术含量很高的预应力钢材，1964年获准日本专利，属于预应力强度级别中的中间强度级。由于它具有高强度韧性、低松弛性、与混凝土握裹力强，良好的可焊接性、镦锻性、节省材料（如φ11mmPC钢棒可代替φ20mm热轧钢筋）等特点，在国外已被广泛应用于高强的与应力或凝土离心管桩、电杆、高架桥墩、铁路轨枕等预应力构件中，在国际、尤其是亚洲具有十分广阔的市场。