無縫鋼管的規(guī)格通常用外徑*壁厚(單位:mm)表示。無縫鋼管按生產(chǎn)方法可分為熱軋無縫鋼管和冷軋(撥)無縫鋼管兩大類。 熱軋無縫鋼管分一般鋼管,低中壓鍋爐鋼管,高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、地質(zhì)鋼管和其它鋼管等。冷軋(撥)無縫鋼管除分一般鋼管、低中壓鍋爐鋼管、高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、其它鋼管外,還包括精密鋼管、碳素薄壁鋼管、合金薄壁鋼管、不銹鋼薄壁鋼管、異型鋼管等。熱軋無縫管外徑一般大于32mm,壁厚2.5-75mm,冷軋無縫鋼管外徑可以到6mm,壁厚可到0.25mm,薄壁管外徑可到5mm壁厚小于0.25mm,冷軋比熱軋尺寸精度高。在管道工程中,管徑超過57mm時,常選用熱軋管,管徑小于57mm時常用冷拔(軋)管。
一般用無縫鋼管是用10#、20#、30#、35#、45#等優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼或16Mn、5MnV等低合金結(jié)構(gòu)鋼或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合結(jié)鋼熱軋或冷軋制成的。10#、20#等低碳鋼制造的無縫管主要用于流體輸送管道。45#、40Cr等中碳鋼制成的無縫管通常用來制造機(jī)械零件,如汽車、拖拉機(jī)的受力零件。一般用無縫鋼管要保證強度和進(jìn)行壓扁試驗。熱軋鋼管以熱軋狀態(tài)或熱處理狀態(tài)交貨;冷軋以熱處理狀態(tài)交貨。
熱軋,顧名思義,軋件的溫度高,因此變形抗力小,可以實現(xiàn)大的變形量。以鋼板的軋制為例,一般連鑄坯厚度在230mm左右,而經(jīng)過粗軋和精軋,最終厚度為1~20mm。同時,由于鋼板的寬厚比小,尺寸精度要求相對低,不容易出現(xiàn)板形問題,以控制凸度為主。對于組織有要求的,一般通過控軋控冷來實現(xiàn),即控制精軋的開軋溫度、終軋溫度和卷曲溫度來控制帶鋼的微觀組織和機(jī)械性能。
熱軋和冷軋都是型鋼或鋼板成型的工序,它們對鋼管的組織和性能有很大的影響,鋼的軋制主要以熱軋為主,冷軋只用于生產(chǎn)小號型鋼和薄板。
一.熱軋
優(yōu)點:可以破壞鋼錠的鑄造組織,細(xì)化鋼材的晶粒,并消除顯微組織的缺陷,從而使鋼材組織密實,力學(xué)性能得到改善。這種改善主要體現(xiàn)在沿軋制方向上,從而使鋼材在一定程度上不再是各向同性體;澆注時形成的氣泡、裂紋和疏松,也可在高溫和壓力作用下被焊合。
缺點:1.經(jīng)過熱軋之后,鋼材內(nèi)部的非金屬夾雜物(主要是硫化物和氧化物,還有硅酸鹽)被壓成薄片,出現(xiàn)分層(夾層)現(xiàn)象。分層使鋼材沿厚度方向受拉的性能大大惡化,并且有可能在焊縫收縮時出現(xiàn)層間撕裂。焊縫收縮誘發(fā)的局部應(yīng)變時常達(dá)到屈服點應(yīng)變的數(shù)倍,比荷載引起的應(yīng)變大得多; 2.不均勻冷卻造成的殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力是在沒有外力作用下內(nèi)部自相平衡的應(yīng)力,各種截面的熱軋型鋼都有這類殘余應(yīng)力,一般型鋼截面尺寸越大,殘余應(yīng)力也越大。殘余應(yīng)力雖然是自相平衡的,但對鋼構(gòu)件在外力作用下的性能還是有一定影響。如對變形、穩(wěn)定性、抗疲勞等方面都可能產(chǎn)生不利的作用。
二.冷軋是指在常溫下,經(jīng)過冷拉、冷彎、冷拔等冷加工把鋼板或鋼帶加工成各種型式的鋼材。
優(yōu)點:成型速度快、產(chǎn)量高,且不損傷涂層,可以做成多種多樣的截面形式,以適應(yīng)使用條件的需要;冷軋可以使鋼材產(chǎn)生很大的塑性變形,從而提高了鋼材的屈服點。
缺點: 1.雖然成型過程中沒有經(jīng)過熱態(tài)塑性壓縮,但截面內(nèi)仍然存在殘余應(yīng)力,對鋼材整體和局部屈曲的特性必然產(chǎn)生影響; 2.冷軋型鋼樣式一般為開口截面,使得截面的自由扭轉(zhuǎn)剛度較低。在受彎時容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn),受壓時容易出現(xiàn)彎扭屈曲,抗扭性能較差; 3.冷軋成型鋼壁厚較小,在板件銜接的轉(zhuǎn)角處又沒有加厚,承受局部性的集中荷載的能力弱。
三.熱軋和冷軋的主要區(qū)別是:
1、 冷軋成型鋼允許截面出現(xiàn)局部屈曲,從而可以充分利用桿件屈曲后的承載力;而熱軋型鋼不允許截面發(fā)生局部屈曲。
2、熱軋型鋼和冷軋型鋼殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因不同,所以截面上的分布也有很大差異。冷彎薄壁型鋼截面上的殘余應(yīng)力分布是彎曲型的,而熱扎型鋼或焊接型鋼截面上殘余應(yīng)力分布是薄膜型。
3、熱軋型鋼的自由扭轉(zhuǎn)剛度比冷軋型鋼高,所以熱軋型鋼的抗扭性能要優(yōu)于冷軋型鋼。