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轧管所用主要管坯一般为钢锭、电渣锭和连铸坯或锻坯、轧制坯及高心浇铸的空心坯。
周期轧管机组所用坯料一般为钢锭、电渣锭和连铸坯。钢锭形状有方形、方波浪形、多边形(包括八边、十二边)、圆形等。精轧管机组、连轧管机组常采用连铸圆管坯。
管坯不得有裂纹,表面气泡、皮下气泡、翻皮、飞边、严重结疤等缺陷
管的检查一般包括:几何尺寸、表面质量的检查;化学成分、力学性能、工艺性能、高低倍组织的检验;无损探伤检验;某些特殊性能的检验和测长称重等。
(1)钢管的几何尺寸检查
钢管外径、壁厚和弯曲度、长度可在检查台上用外卡规、千分尺和弯曲度靠尺、长度卷尺进行检查。
对外径、壁厚和长度也可以采用自动尺寸检测装置(例如自动测径、测厚、测长装置)进行连续检测。20世纪80年代后期投产的钢管生产厂一般都有在线的自动测径、测厚装置,在精整区设有测长称重设备。对于OCTG钢管还需要对螺纹参数进行检查。
(2)钢管的内、外表面检查
一般采用目测进行内外表面检查,而内表面除了采用目测外,也可利用反射棱镜进行检查。有些特殊用途的钢管还要求通过无损探伤,包括涡流、漏磁、超声波、磁粉探伤等对钢管内、外表面质量进行检查。
(3)力学性能和工艺性能检查
为了验证钢管的力学性能满足标准的要求,需要对钢管抽样作力学性能检验。
力学性能检验主要包括抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击功等。工艺性能检验主要包括压扁试验、扩口试验、水压试验、卷边试验、冷弯试验、射孔试验等。这些检验项目根据标准的不同和钢管用途的差别而有所选择。
(4)无损探伤
无损探伤是指在不损坏钢管的情况下,直接进行其内部和表面缺陷检查。目前,漏磁探伤、超声波探伤、涡流和荧光磁粉探伤等已经广泛在钢管企业中使用。近年来无损探伤法有很大发展,近又出现了声发射全息照相、超声波频谱分析探伤、超声波显像探伤以及超声波高温探伤等新技术。
(5)化学成分检验
根据标准要求,按炉批号对钢管主要成分进行复验。
(6)高低倍检验
它包括钢管的低倍组织、非金属夹杂物、实际晶粒度、金相显微组织、脱碳层等的检验、测定。需按标准的要求进行。
(7)重量检测
对有单支重量要求的钢管,还需通过称重装置检验重量是否符合合同或标准要求。
钢材力学性能是保证钢材终使用性能(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):试样发生屈服而力首次下降前的应力; 下屈服点(σsl):当不计初始瞬时效应时,屈服阶段中的小应力。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*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)。 [1]
吹氧焊管:用作炼钢吹氧用管,一般用小口径的焊接钢管,规格由3/8寸-2寸八种。用08、10、15、20或Q195-Q235钢带制成。为防蚀,有的进行渗铝处理。电线套管:也是普通碳素钢电焊钢管,用在混凝土及各种结构配电工程,常用的公称直径从13-76mm。电线套套管壁较薄,大多进行涂层或镀锌后使用,要求进行冷弯试验。
公制焊管:规格用无缝管形式,用外径*壁厚毫米表示的焊接钢管,用普通碳素钢、优质碳素钢或普能低合金钢的热带、冷带焊接,或用热带焊接后再经冷拨方法制成。
公制焊管分普能和薄壁、普通用作结构件,如传动轴,或输送流体,薄壁用来生产家具、灯具等,要保证钢管强度和弯曲试验。
托辊管:用于带式输送机托辊电焊钢管,一般用Q215、Q235A、B钢及20钢制造,直径63.5-219.0mm。对管弯曲度、端面要与中心线垂直、椭圆度有一定要求,一般进行水压和压扁试验。
变压器管:用于制造变压器散热管和其它热交换器,采用普通碳素钢制造,要求进行压扁、扩口、弯曲、液压试验。钢管以定尺或倍尺交货,对钢管弯曲度有一定要求。 异型管:由普通碳结结构钢及16Mn等钢带焊制的方形管、矩形管、帽形管、空胶钢门窗用钢管,主要用作农机构件、钢窗门等。
电焊薄壁管:主要用来制作家具、玩具、灯具等。近年来不锈钢带制作的薄壁管应用很广,高级家具、装饰、栏栅等。
螺旋焊管:是将低碳碳素结构钢或低合金结构钢钢带按一定的螺旋线的角度(叫成型角)卷成管坯,然后将管缝焊接起来制成,它可以用较窄的带钢生产大直径的钢管。螺旋焊管主要用于石油、天然气的输送管线,其规格用外径*壁厚表示。螺旋焊管有单面焊的和双面焊的,焊管应保证水压试验、焊缝的抗拉强度和冷弯性能要符合规定。
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超声波技术应用于冷拔钢管或其他金属塑性加工是20世纪70年代大功率超声波应用的新发展。1978年8月,上海市科委正式下达科研任务,由上海钢管厂负责,中国科学院声学研究所和上海超声波仪器厂协作,进行超声波冷拔钢管试验。
超声波振动拔管的原理是将高频电谐振通过换能器转换成机械振动,并将振动能量传播到变形区中,从而改变金属变形的性质和应力状态。
在超声波振动拔管中,换能器的设计是一个核心问题。只有正确设计换能器,才能能地将高频电谐振变为有效的机械振动。
我国20世纪80年代在自己试制的超声冷拔钢管装置上,对多种材料进行了拉拔试验。试验表明,超声冷拔钢管可以降低拉拔力15%~20%;可以提高延伸系数,减少拔制道次;可减少中间热处理,进行多道次连拔;提高了钢管内外表面的光洁度和加工精度;能够拉制常规方法不能拉制的特种金属
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