碳素钢钢管知识总结(胡)(共11页)

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1、精选优质文档-倾情为你奉上碳素钢管基本知识及标准对比碳素钢是指含碳量Wc低于2%，并含有少量锰、硅、硫、磷、氧等杂质元素的铁碳合金。按其含碳量的不同可分为：1工业纯铁含碳量Wc0.04%的铁碳合金；2低碳钢含碳量Wc0.25%的碳钢；3中碳钢含碳量0.25%Wc0.60%的碳钢；4高碳钢含碳量Wc0.60%的碳钢。合金钢是指在碳素钢的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时特意加入一些合金元素（如铬、镍、硅、锰、钼、钨、钒、钛、硼等）而炼成的钢。按其合金元素的种类不同可分为：铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢、铬钼钢、硅锰钢、硅锰钼钒钢、铬镍钼钢、锰钒硼钢等。按其合金元素的总含量，可分为：1低合金钢合金元素

2、总质量分数5%；2中合金钢合金元素总质量分数5%10%；3高合金钢合金元素总质量分数10%；具体的情况可以参看GB/T13304各牌号钢的用途10-25#钢：这一类钢属于低碳钢，强度、硬度低，塑性、韧性好，焊接性好，所以主要用于制造压力加工件、焊接件、渗碳件等，例如垫片、容器、齿轮。30-55#钢：这一类钢属于中碳钢，具有良好的综合力学性能，适合制作受力复杂的工件，例如轴类件、连杆等。60-85#钢：这一类钢属于高碳钢，强度、硬度高，弹性好，适合制作小型弹簧和其它对弹性有要求的工件以及对强度、硬度要求较高的轧辊等零件。常用钢管的种类一焊接钢管目前，常用的焊接钢管根据其生产时采用的焊接工艺不同可

3、以分为连续护焊（锻焊）钢管、电阻焊钢管和电弧焊钢管三种。 1.电弧焊钢管电弧焊钢管是采用电弧焊焊接方法生产的钢管，它的特点是焊接接头达到完全的冶金结合，接头的机械性能能够完全达到或接近母材的机械性能。在经过适当的热处理和无损检查之后，电弧焊直缝钢管的使用条件可以达到无缝钢管的使用条件而取代无缝钢管。根据焊缝形式的不同，电弧焊钢管可分为直缝焊管和螺旋焊缝管两种。根据焊接时采取的保护方法的不同，电弧焊钢管又可分为埋弧焊钢管和融化极气体保护焊钢管两种。螺旋缝焊接钢管是在焊接过程中，焊枪和焊缝处于旋转运动和直线运动结合的相对运动中，其焊缝呈螺旋形。与直缝钢管相比，其焊缝线度长，而且焊缝的受力为二维拉应

4、力。故它一般适用于设计温度为 0 200、设计压力不超过1.0MPa的无毒介质管道。但螺旋焊缝管的生产可以连续作业，生产效率高，材料利用率高，便于大规模生产。目前常用的钢管标准有 SY/T5037普通流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管等。 SY/T5037标准的规格范围为 DN250DN2500，壁厚从 5.0mm20.0mm共 15种规格，材料牌号有 Q195、Q215、Q235三种，适用介质为水、煤气、空气、采暖蒸汽等普通流体。直缝电弧焊钢管常用标准有 GB12771-2008流体输送用不锈钢焊接钢管、 HG50237.14奥氏体不锈钢焊接钢管等。其中， GB12771标准的规格范围为 DN6DN

5、560，壁厚从 0.3mm14.0mm共 29种规格，材料牌号有 1Cr18Ni9、 0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2共 12种。目前，我国尚无适用于石化装置上的碳钢和合金钢直缝电弧焊焊接钢管标准，当设计中用到这类焊接钢管时，设计文件中往往不得不提出许多制造要求，这是很不方便的。因此，希望国家或行业尽快编制出这样的标准，供设计人员和制造商使用。（GB13793直缝电焊钢管？）一般情况下，直缝焊接管不宜用于极度或高度危害介质的输送。 2.连续护焊（锻焊）钢管连续护焊（锻焊）钢管是在加热炉内对钢带进行加热，然后对已

6、成型的边缘采用进行加压方法使其焊接在一起而形成的具有一条直缝的钢管。其特点是生产效率高，生产成本低，但焊接接头冶金结合不完全，焊缝质量差，综合机械性能差。目前护焊管在压力管道中仅用于水和压缩空气系统。 当输送介质为仪表用净化压缩空气时，因为仪表驱动芯子孔径比较小，若有较小的固体杂质进入就会引起操作故障，因此其管道组成件应是螺纹连接而不是焊接。实际上这点是很难做到的，因为 DN50的管子及其元件均采用螺纹连接是不合适的。通常，将仪表用净化压缩空气输送用的干管（一般 DN50）采用无缝钢管，连接为焊接，而支管（一般 DN40）则采用镀锌管，且支管从干管的上部引出，这样处理的结果基本上能保证仪表用净

7、化压缩空气的干净度要求。 3.电阻焊钢管电阻焊钢管是通过电阻焊和电感应焊接方法生产的、带有一条直焊缝的钢管，其特点是生产效率高，自动化程度高，焊接时不需要焊条和焊药，对母材损伤小，焊后的变形和残余应力也较小。但它的生产设备较复杂，设备投资高，对焊接接头的表面质量要求也比较高。由于接头处难免有杂质存在，所以接头处的塑性和冲击韧性较低，不宜用于高温高温情况下和重要场合。一般规定电阻焊钢管应使用在不超过 200的名情况下。二.无缝钢管 1无缝钢管是采用穿孔热轧等热加工方法制造的不带焊缝的钢管。必要时，热加工后的管子还可以进一步冷加工至所要求的形状、尺寸和性能。目前，无缝钢管（规格为 DN15DN60

8、0）是石油化工生产装置中应用最多的管子，生产工艺也比较成熟。但对于大直径（DN250）、大壁厚（大于 SCH100）的管子，国内尚缺乏生产能力，因此，这类管子目前尚需要进口。 2分类 按断面形状分：圆形断面管、异形断面管 按材质分：碳素钢管、合金钢管、不锈钢管、复合管 按连接方式分：螺纹连接管、焊接管 按生产方式：热轧（挤、顶、扩）管、冷轧（拔）管 按用途分：锅炉管、油井管、管线管、结构管、化肥管 3生产工序 热轧无缝钢管主要生产工序（主要检验工序）： 管坯准备及检查管坯加热穿孔轧管荒管再加热定（减）径热处理成品管矫直精整检验(无损、理化、台检) 入库 冷轧（拔）无缝钢管主要生产工序： 坯料准

9、备酸洗润滑冷轧（拔）热处理矫直精整检验 4质量要求 钢的化学成分：钢的化学成分是影响无缝钢管性能最主要的因素之一，也是制定轧管工艺参数和钢管热处理工艺参数的主要依据。a.合金元素：有意加入，根据用途b.残余元素：炼钢带入，适当控制c.有害元素：严格控制（As、Sn、Sb、Bi、Pb），气体（N、H、O）炉外精炼或电渣重熔：提高钢中化学成分的均匀性和钢的纯净度，减少管坯中的非金属夹杂物并改善其分布形态。 钢管几何尺寸精度和外形 a. 钢管外径精度：取决于定（减）径方法、设备运转情况、工艺制度等。 外径允许偏差 =（D-Di）/Di 100% D：最大或最小外径mm Di：名义外径mm b. 钢管

10、壁厚精度：与管坯的加热质量，各变形工序的工艺设计参数和调整参数，工具质量及其润滑质量等有关。 壁厚允许偏差： =（S-Si）/Si100% S：横截面上最大或最小壁厚Si：名义壁厚mm C钢管椭圆度：表示钢管的不圆程度。d. 钢管长度：正常长度、定（倍）尺长度、长度允许偏差 e. 钢管弯曲度：表示钢管的桡度：每米钢管长度的弯曲度、钢管全长的弯曲度 f. 钢管端面切斜度：表示钢管端面与钢管横截面的倾斜程度 g. 钢管端面坡口角度和钝边5钢管表面质量：表面光洁要求 a. 危险性缺陷：裂纹、内折、外折、轧破、离层、结疤、拉凹、凸包等。 b. 一般性缺陷：麻坑、青线、划伤、碰伤、轻微的内、外直道、辊印

11、等。 产生原因：由于管坯的表面缺陷或内部缺陷所带来的。生产过程中产生的，如轧制工艺参数设计不正确，模具表面不光滑，润滑条件不好，孔型设计及调整不合理。管坯（钢管）在加热轧制，热处理以及矫直过程中，如果因为加热温度控制不当，变形不均匀，加热冷却速度不合理或矫直变形量太大而产生过大的残余应力，那么也有可能导致钢管产生表面裂纹。6钢管理化性能：常温力学性能、高温力学性能、低温性能、抗腐蚀性能。钢管的理化性能主要取决于钢的化学成分，组织结构和钢的纯净度以及钢管的热处理方式等。7钢管工艺性能：压扁、扩口、卷边、弯曲、焊接等。8钢管金相组织：低倍组织（宏观）、高倍组织（微观） M、B、P、F、A、S9钢管

12、特殊要求：合同附件、技术协议。（二）无缝钢管质量检验方法：1化学成分分析：化学分析法、仪器分析法（红外CS仪、直读光谱仪、zcP等）。 红外CS仪：分析铁合金，炼钢原材料，钢铁中的C、S元素。 直读光谱仪：块状试样中的C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ni、Cn、A1、W、V、Ti、B、Nb、As、Sn、Sb、Pb、Bi N0仪：气体含量分析N、O2钢管几何尺寸及外形检查： 钢管壁厚检查：千分尺、超声测厚仪，两端不少于8点并记录。 钢管外径、椭圆度检查：卡规、游标卡尺、环规，测出最大点、最小点。 钢管长度检查：钢卷尺、人工、自动测长。 钢管弯曲度检查：直尺、水平尺（1m）、塞尺、细线测每米弯

13、曲度、全长弯曲度。 钢管端面坡口角度和钝边检查：角尺、卡板。3钢管表面质量检查：100% 人工肉眼检查：照明条件、标准、经验、标识、钢管转动。 无损探伤检查：a. 超声波探伤UT：对于各种材质均匀的材料表面及内部裂纹缺陷比较敏感。标准：GB/T 5777-1996 级别：C5级b. 涡流探伤ET：（电磁感应）主要对点状（孔洞形）缺陷敏感。 标准：GB/T 7735-2004 级别：B级c. 磁粉MT和漏磁探伤：磁力探伤，适用于铁磁性材料的表面和近表面缺陷的检测。 标准：GB/T 12606-1999 级别： C4级d. 电磁超声波探伤：不需要耦合介质，可以应用于高温高速，粗燥的钢管表面探伤。e

14、. 渗透探伤：荧光、着色、检测钢管表面缺陷。4钢管理化性能检验：拉伸试验：测应力和变形，判定材料的强度（YS、TS）和塑性指标（A、Z），纵向，横向试样 管段、弧型、圆形试样（10、12.5） 小口径、薄壁 大口径、厚壁 定标距。注：试样断后伸长率与试样尺寸有关 GB/T 1760冲击试验：CVN、缺口C型、V型、功J 值J/cm2 标准试样101055（mm） 非标试样51055（mm）硬度试验：布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、维氏硬度HV等液压试验：试验压力、稳压时间、 p=2S/D5钢管工艺性能检验： 压扁试验：圆形试样 C形试样（S/D0.15） H=（1+2）S/（+S/D） L=40

15、100mm 单位长度变形系数=0.070.08 环拉试验：L=15mm 无裂纹为合格 扩口和卷边试验：顶心锥度为30、40、60 弯曲试验：可代替压扁试验（对大口径管而言）6钢管金相分析： 高倍检验（微观分析）：非金属夹杂物100x GB/T 10561 晶粒度：级别、级差 组织：M、B、S、T、P、F、A-S 脱碳层：内、外A法评级：A类-硫化物 B类-氧化物 C类-硅酸盐 D-球状氧化 DS类 低倍试验（宏观分析）：肉眼、放大镜10x以下a. 酸蚀检验法、b. 硫印检验法（管坯检验，显示低培组织及缺陷，如疏松、偏析、皮下气泡、翻皮、白点、夹杂物等。c. 塔形发纹检验法：检验发纹数量、长度及

16、分布。1.不锈钢无缝钢管石油化工生产装置中，常用的不锈钢无缝钢管标准有 GB/T14976、GB13296、 GB9948、GB6479、GB5310共五个标准。其中，后三个标准中仅列出两三个不锈钢材料牌号，而且是不常用的材料牌号。因此，当工程上选用不锈钢无缝钢管标准时，基本上都选用 GB/T14976、GB13296标准。 GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管标准是一个通用的不锈钢钢管制造标准，其制造方法有热轧、冷拔两种方式，规格范围为 DN6DN400，壁厚包括从 0.5mm15.0mm共 33种规格，材料牌号有 0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、 0Cr17Ni12Mo2、0

17、0Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb、1Cr18Ni9Ti（不推荐使用）、0Cr25Ni20共 19种，适用于一般流体的输送。 GB13296锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管是一个锅炉和热交换器专用的不锈钢钢管制造标准，制造方法有热轧、冷拔两种方式。其规格范围为 DN6 DN100，壁厚包括从 1.2mm13.0mm等多种规格，包含的不锈钢材料牌号有 0Cr18Ni9、 00Cr19Ni10、 0Cr17Ni12Mo2、 00Cr17Ni14Mo2、 0Cr18Ni10Ti、 0Cr18Ni11Nb、1Cr18Ni9Ti（不推荐使用）、0Cr25Ni20等 2

18、5种。上述不锈钢材料牌号中，超低碳不锈钢（ 00Cr19Ni10、00Cr17Ni14Mo2）具有优良的抗腐蚀性能，在一定条件下，可代替稳定型不锈钢（ 0Cr18Ni10Ti、 0Cr18Ni11Nb）用于抗介质的腐蚀。但超低碳不锈钢高温机械性能较低，一般仅用于温度低于 525的条件下。稳定型奥氏体不锈钢既具有较好的抗腐蚀性能，又有较高的高温机械性能，但 0Cr18Ni10Ti中的 Ti在焊接过程中易被氧化而失掉，从而降低了其抗腐蚀性能，而 0Cr18Ni11Nb价格较高，因此这类材料一般用在较重要的场合。 0Cr18Ni9和 0Cr17Ni12Mo2具有一般的抗腐蚀性能，价格便宜，因此广泛用

19、在腐蚀环境不太恶劣尤其是没有晶间腐蚀的环境中。 2.铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管石油化工生产装置中，常用的铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管标准有 GB9948、 GB6479、GB5310共三个标准。 GB9948标准包含的铬钼钢材料牌号有 12CrMo、15CrMo、1Cr2Mo、1Cr5Mo共 4种。 GB6479标准包含的铬钼钢材料牌号有 12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo共 3种。 GB5310标准包含的铬钼钢和铬钼反复钢材料牌号有 15MoG、20MoG、 12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG共 6种。上述三个标准的质量和使用范围在前面已经谈到。值得注意的是

20、，同是 15CrMo材料，按 GB5310标准生产的钢管和按 GB9948生产的钢管相比，它们的许用应力值相差近 1/3（前者较高），这实际上是没有道理的，纯粹是两个标准在制定过程中的沟通和协调不够，因为从制造质量控制上是不应有这么大的差别的。实践证明这两个许用应力都是可靠的。 3.碳素钢无缝钢管石油化工生产装置中，常用的碳素钢无缝钢管标准有 GB/T8163、GB9948、 GB6479、 GB3087、GB5310五种标准。 GB/T8163流体输送用无缝钢管标准是应用最多的一个钢管制造标准，其制造方法有热轧、冷拔、热扩三种方法，规格范围为 DN6DN600，壁厚包括从 0.25mm75.

21、00mm共 66种规格，材料牌号：10、20、09MnV、16Mn（Q345）共4种。适用范围：设计温度小于350、压力低于10MPa的油品、油气和公用介质。GB9948石油裂化用无缝钢管是一个包括碳素钢、铬钼钢、不锈钢等多种材质的钢管制造标准，制造方法有热轧、冷拔两种方法。其规格范围为 DN16 DN250，壁厚包括从 1.0mm20.0mm共 16个规格，它包含的碳素钢材料牌号有 10、20共两种。一般情况下，它常用于不宜采用 GB/T8163规格的场合。 GB6479化肥设备用无缝钢管也是一个包括碳素钢、铬钼钢、不锈钢等多种材质的钢管制造标准，制造方法有热轧、冷拔两种方式。其规格范围为

22、DN8 DN250，壁厚包括从 2.0mm40.0mm等多种钢管，包含的碳素钢材料牌号有 10、20G、16Mn共三种。一般情况下，它适用于设计温度为 40 400、设计压力为 10.0MPa32.0MPa的油品、油气介质。GB3087低中压锅炉用无缝钢管标准的钢管制造方法有热轧、冷拔两种方式，规格范围为 DN6DN400，壁厚包括从 1.5mm26.0mm等多种规格，材料牌号有 10、20共两种，适用于低中压锅炉的过热蒸汽、沸水等介质。 GB5310高压规格用无缝钢管是一个包括碳素钢、铬钼钢、不锈钢等多种材质的钢管制造标准，制造方法有热轧、冷拔两种方法。其规格范围为 DN15 DN500，壁

23、厚包括从 2.0mm70.0mm等多种规格，包含的碳素钢材料牌号只有 20G一种，适用于高压锅炉过热蒸汽介质。从检查试验角度来讲，一般流体输送用钢管必须进行化学成分分析、拉力试验、压扁试验和水压试验。 GB5310、GB6479、GB9948三种标准的钢管，除了流体输送用钢管必须进行的试验外，还要进行扩口试验和冲击试验。其中， GB6479标准还对材料的低温冲击韧性做出了特殊要求。应当说这几种钢管的制造、检验要求是比较严格的。对于 GB3087标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，还要求进行冷弯试验。对于 GB/T8163标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，可根据协议要求

24、进行扩口试验和冷弯试验。这两种管子的制造、检验要求不如前三种严格。从制造质量角度来讲， GB/T8163和 GB3087标准的钢管多采用平炉和转炉冶炼，其杂质成分和内部缺陷相对较多。 GB9948标准的钢管多采用电炉冶炼。在一些无缝钢管生产大厂， GB9948标准中虽然没有要求必须进行炉外精炼，但为了保护它在苛刻条件下的适用质量，均超标准加入了炉外精炼工艺，因此其杂质成分和内部缺陷相对较少。 GB6479和 GB5310标准本身就规定了应进行炉外精炼的要求，故其杂质成分和内部缺陷最少，材料质量最高。炉外精炼或电渣重熔的作用是提高钢中化学成分的均匀性和钢的纯净度，减少管坯中的非金属夹杂物并改善其

25、分布形态。上述几个钢管标准的制造质量等级从低到高的顺序依次应是 GB/T8163GB3087GB9948 GB5310GB6479。从使用角度来讲，一般情况下， GB/T8163标准的钢管适用于设计温度小于 350、压力低于 10.0MPa的油品、油气和公用介质条件下。对于油品、油气介质，当其设计温度超过 350或设计压力大于 10.0MPa时，宜选用 GB9948或 GB6479标准的钢管。对于临氢操作的管道，或者在有应力腐蚀倾向环境中工作的管道，也宜使用 GB9948或 GB6479标准。这是因为，临氢操作有应力腐蚀环境存在时，回因为它的内部缺陷对介质有破坏敏感作用而导致管子使用寿命下降，

26、甚至过早的产生破坏。凡是低温下（小于20）使用的碳素钢钢管应采用 GB6479标准，这是因为只有它规定了能满足对材料低温冲击韧性的要求。 1.流体输送用无缝钢管（GB/T 8163）是用于输送水、油、气等流体的一般无缝钢管。 2.低中压锅炉用无缝钢管（GB 3087）是用于制造各种结构低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔（轧）无缝钢管。 GB8163无缝钢管使用工作压力为1.0MPa，而GB3087无缝钢管使用工作压力为5.9MPa，受热面管子承受壁温480，集箱、蒸汽管道430。8163无缝钢管承受壁温在热水锅炉安全技术监察规

27、程，GB 8163中10、20钢限于额定出口热水温度低于120度的锅炉。GB3087和 GB5310标准是专门为锅炉用钢管而设置的标准。锅炉安全监察规程强调指出，凡与锅炉相连的管子都属于监察范围，其材料与标准的应用都应符合锅炉安全监察规程的要求，故锅炉、电站、供暖以及石化生产装置中用到的公用蒸汽管道（由系统供给）等都应采用 GB3087或 GB5310标准。无缝钢管GB8162与GB8163的区别。GB8162结构用无缝钢管，此标准适用于一般结构、机械结构用无缝钢管，GB8163输送流体用无缝钢管标准适用于输送流体的一般无缝钢管。它与GB8162的主要区别是GB8163钢管逐根进行液压试验或进行超声波、涡流、漏磁探伤。因此，在压力管道钢管的标准选用上，不宜采用GB8162标准。值得注意的是，质量好的钢管标准，钢管的价格也比较高，如 GB9948比 GB/ T8163同材料的价格高近 1/5，因此，在选用钢管材料标准时，应依据使用条件综合考虑，既要可靠又要经济。专心-专注-专业