具有空心截面,其长度远大于直径或周长的
钢材。按截面形状分为圆形、方形、矩形和异形钢管;按材质分为碳素结构钢钢管、低合金结构钢钢管、合金钢钢管和复合钢管;按用途分为输送管道用、工程结构用、热工设备用、石油化工工业用、机械制造用、地质钻探用、高压设备用钢管等;按生产工艺分为无缝钢管和焊接钢管,其中无缝钢管又分热轧和冷轧(拔)两种,焊接钢管又分
直缝焊接钢管和螺旋缝焊接钢管。
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。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。
中文名
钢管
外文名
steel pipe
别 名
厚壁钢管
按生产方法
钢管按生产方法可分为两大类:
无缝钢管和焊接钢管,焊接钢管简称为焊管。
成捆的钢管 无缝钢管用优质碳素钢或合金钢制成,有
热轧、
冷轧(拔)之分。
2.焊接钢管因其焊接工艺不同而分为炉焊管、电焊(电阻焊)管和自动
电弧焊管,因其焊接形式的不同分为
直缝焊管和
螺旋焊管两种,因其端部形状又分为圆形焊管和异型(方、扁等)焊管。
按材质
钢管按制管材质(即钢种)可分为:碳素管和
合金管、不锈钢管等。
合金管又可分为:低合金管、合金结构管、高合金管、高强度管。轴承管、耐热耐酸不锈管、
精密合金(如可伐合金)管以及
高温合金管等。
按连接方式分类
钢管按管端联接方式可分为:
光管(管端不带螺纹)和车丝管(管端带有螺纹)。
车丝管又分为:普通车丝管和管端加厚车丝管。
加厚车丝管还可分为:外加厚(带外螺纹)、内加厚(带内螺纹)和内外加厚(带内外螺纹)等地车丝管。
车丝管若按螺纹型式也可分为:普通圆柱或圆锥螺纹和特殊螺纹等地车丝管。
另外,根据用户需要,车丝管一般均配有管接头交货。
按镀涂特征
钢管按表面镀涂特征可分为:黑管(不镀涂)和镀涂层管。
镀层管有
镀锌管、镀铝管、镀铬管、渗铝管以及其他合金层的钢管。
涂层管有外涂层管、内涂层管、内外涂层管。通常采用的涂料有塑料、环氧树脂、煤焦油环氧树脂以及各种玻璃型的
防腐涂层料。
镀锌管又分为:KBG管,JDG管,螺纹管等。
按用途
1.管道用管。如:水、煤气管、蒸汽管道用无缝管、石油输送管、石油天然气干线用管。农业灌溉用水龙头带管和喷灌用管等。
2.热工设备用管。如一般锅炉用的沸水管、过热蒸汽管,机车锅炉用的过热管、大烟管、小烟管、拱砖管以及高温高压锅炉管等。
3.机械工业用管。如航空结构管(圆管、椭圆管、平椭圆管),汽车半轴管、车轴管、汽车拖拉机结构管、拖拉机的油冷却器用管、农机用方形管与矩形管、变压器用管以及轴承用管等。
4.石油地质钻探用管。如:石油钻探管、石油钻杆(方钻杆与六角钻杆)、钻挺、石油油管、石油套管及各种管接头、
地质钻探管(岩心管、套管、主动钻杆、钻挺、按箍及销接头等)。
5.化学工业用管。如:
石油裂化管,化工设备热交换器及管道用管、不锈耐酸管、化肥用高压管以及输送化工介质用管等。
6.其他各部门用管。如:容器用管(高压气瓶用管与一般容器管),仪表仪器用管、手表壳用管、注射针头及其医疗器械用管等。
按断面形状
钢管产品的钢种与品种规格极为繁多,其性能要求也是各种各样的。所有这些应随着用户要求或工作条件的变化而加以区分。通常,钢管产品按断面形状、生产方法、制管材质、联接方式、镀涂特征与用途等进行分类。
钢管按横断面形状可分为:圆钢管和异形钢管。
异形钢管是指各种非圆环形断面的钢管。
其中主要有:
椭圆管、
平椭管、
半圆管、
六角形管、
六角内圆管、
不等边六角形管、
等边三角形管、
五角梅花管、
八角形管,
凸字形管、
双凸形管、
双凹形管、
多凹形管、
瓜子形管、
扁形管、
菱形管、
星形管、
带肋管、
滴状管、
内翅片管、
扭异管、
B型管、
D型管以及多层管等。
钢管按纵断面形状又分为:等断面钢管和变断面钢管。变断面(或变截面)钢管是指沿管长方向上的断面形状、内外直径及壁厚等发生周期性或非周期性变化的钢管。其主要有:外锥形管、内锥形管、外阶梯管、内阶梯管、周期断面管、波纹管、螺旋管、带散热片的钢管以及带复线的枪管等。
(1)GB3087-2008《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)GB/T5310-2008《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。
钢管分为 无缝钢管和焊接钢管。无缝钢管生 产过程是将实心管坯或钢锭穿成空 心的毛管,然后再将其轧制成所要 求尺寸的钢管。采用的穿孔和轧管 方法不同,就构成了生产无缝钢管 的不同方法。焊接钢管生产过程是 将管坯(钢板或带钢)弯曲成管状, 再把缝隙焊接起来成为钢管。因采 用的成型和焊接方法不同,就构成了生产焊接钢管的不同方法。
无缝钢管主要用热轧法生产。 挤压法主要用于生产难穿孔的低塑 性高
合金钢管或异型钢管和复合金 属管。冷轧和冷拔法可将热轧管继 续加工成小直径和薄壁的钢管。焊接钢管工艺过程简单、生产 效率高、成本低、产品品种日益扩 大。无缝钢管和焊接钢管主要生产 方法见表1、2。
表1 无缝钢管和焊接钢管生产方法
无缝钢管和焊接钢管生产方法生产方法 | 基 本 工 序 |
穿 孔 | 轧管 |
热 轧 法 | 在自动轧管机组上 轧制 | 圆管坯在二辊式穿孔机 上穿孔 | 在带回送辊的二辊式轧 管机上带短顶头轧制 |
在周期轧管机组上 轧制 | 圆钢锭或管坯在二辊式 穿孔机上穿孔; 方形或多角形钢锭在水 压机上穿孔 | 在带变断面孔型的周期 轧管机上带长芯棒轧制 |
在连续式轧管机组 上轧制 | 圆管坯在三辊或二辊式 穿孔机上穿孔; 连铸方坯或方钢锭在二 辊式压力穿孔机上穿孔 | 在7~9架连轧管机上长 芯棒轧制; 附带张力减径机 |
在三辊轧管机组上 轧制 | 圆管坯在二辊式穿孔机 上穿孔; 连铸坯在三辊式穿孔机 上穿孔 | 在三辊式斜轧机上带长 芯棒轧制 |
在延伸轧管机组上 轧制 | 在二辊式穿孔机上穿孔 | 在带圆盘形拉力导辊的 二辊斜轧机上带长芯棒 轧制 |
在行星式轧管机组 上轧制 | 采用铸造空心管坯 | 在行星式轧管机上轧制 |
表2
无缝钢管和焊接钢管生产方法生产方法 | 基 本 工 序 |
穿 孔 | 轧管 |
顶管法 | 在水压机上冲成杯形毛 管 | 在顶管机上顶制 |
挤压法 | 管坯加热后在挤压机上 挤压成型 | 可继续轧制或拔制 |
冷轧法 |
| 用热轧管料在冷轧管机 上轧制 |
冷拔法 |
| 用热轧或冷轧管料在冷 拔机上拔制 |
炉 焊 | 链式炉焊 | 加热的管坯通过焊管模 成型 | 成型同时焊接 |
连续炉焊 | 加热的管坯在辊式成型 焊接机上弯曲成型 | 成型同时焊接 |
电 焊 | 电阻焊 | 在辊式成型机上连续弯 曲成型 | 在电阻焊管机上焊接 |
电弧焊 | 在压力机上压制成型或 在辊式弯曲机上卷曲成 型(直缝),在成型机上连 续弯曲成型(螺旋缝) | 在埋弧自动焊管机上焊 接 |
电感焊 | 在辊式成型机上连续弯 曲成型 | 在电感焊管机上焊接 |
(1)规格:
螺旋钢管的规格要求应在进出口贸易合同中列明。一般应包括标准的牌号(种类代号 )、钢筋的公称直径、公称重量(质量)、规定长度及上述指标的允差值等各项。我国标准推荐公称直径为8、10、12、16、20、40mm的螺旋钢管系列。供货长度分定尺和倍尺二种。我国出口螺纹钢定尺选择范围为6~12m,日本产螺纹钢定尺选择范围为3.5~10m。
(2)外观质量:①表面质量。有关标准中对螺纹钢的表面质量作了规定,要求端头应切得平 直,表面不得有裂缝、结疤和折迭,不得存在使用上有害的缺陷等;②外形尺寸偏差允许值 。螺纹钢的弯曲度及钢筋几何形状的要求在有关标准中作了规定。如我国标准规定,直条钢筋的弯曲度不大于6mm/m,总弯曲度不大于钢筋总长度的0.6%。
尺寸
A、
公称尺寸:是标准中规定的名义尺寸,是用户和生产企业希望得到的理想尺寸,也是合同中注明的订货尺寸。
B、
实际尺寸:是生产过程中所得到的实际尺寸,该尺寸往往大于或小于公称尺寸。这种大于或小于公称尺寸的现象称为偏差。
C、米重:每米重量=0.02466*壁厚*(外径-壁厚)
偏差和公差
A、偏差:在生产过程中,由于实际尺寸难于达到公称尺寸要求,即往往大于或小于公称尺寸,所以标准中规定了实际尺寸与公称尺寸之间允许有一差值。差值为正值的叫正偏差,差值为负值的叫负偏差。
B、公差:标准中规定的正、负偏差值绝对值之和叫做
公差,亦叫"公差带"。
偏差是有方向性的,即以"正"或"负"表示;公差是没有方向性的,因此,把偏差值称为"正公差"或"负公差"的叫法是错误的。
交货长度
交货长度又称用户要求长度或合同长度。标准中对交货长度有以下几种规定:
A、通常长度(又称非定尺长度):凡长度在标准规定的长度范围内而且无固定长度要求的,均称为通常长度。例如结构管标准规定:热轧(挤压、扩)钢管3000mm~12000mm;冷拔(轧)钢管2000mm~10500mm。
B、定尺长度:定尺长度应在通常长度范围内,是合同中要求的某一固定长度尺寸。但实际操作中都切出绝对定尺长度是不大可能的,因此标准中对定尺长度规定了允许的正偏差值。
以结构管标准为:
生产定尺长度管比通常长度管的成材率下降幅度较大,生产企业提出加价要求是合理的。加价幅度各企业不尽一致,一般为基价基础上加价10%左右。
C、
倍尺长度:倍尺长度应在通常长度范围内,合同中应注明单倍尺长度及构成总长度的倍数(例如3000mm×3,即3000mm的3倍数,总长为9000mm)。实际操作中,应在总长度的基础上加上允许正偏差20mm,再加上每个单倍尺长度应留切口余量。以结构管为例,规定留切口余量:外径≤159mm为5~10mm;外径>159mm为10~15mm。
若标准中无倍尺长度偏差及切割余量规定时,应由供需双方协商并在合同中注明。倍尺长度同定尺长度一样,会给生产企业带来成材率大幅度降低,因此生产企业提出加价是合理的,其加价幅度同定尺长度加价幅度基本相同。
D、范围长度:范围长度在通常长度范围内,当用户要求其中某一固定范围长度时,需在合同中注明。
例如:通常长度为3000~12000mm,而范围定尺长度为6000~8000mm或8000~10000mm。
可见,范围长度比定尺和倍尺长度要求宽松,但比通常长度加严很多,也会给生产企业带来成材率的降低。因此生产企业提出加价是有道理的,其加价幅度一般在基价上加价4%左右。
壁厚不均
钢管壁厚不可能各处相同,在其横截面及纵向管体上客观存在壁厚不等现象,即壁厚不均。为了控制这种不均匀性,在有的钢管标准中规定了壁厚不均的允许指标,一般规定不超过壁厚公差的80%(经供需双方协商后执行)。
椭圆度
在圆形钢管的横截面上存在着外径不等的现象,即存在着不一定互相垂直的最大外径和最小外径,则最大外径与最小外径之差即为椭圆度(或
不圆度)。为了控制椭圆度,有的钢管标准中规定了椭圆度的允许指标,一般规定为不超过外径公差的80%(经供需双方协商后执行)。
弯曲度
钢管在长度方向上呈曲线状,用数字表示出其曲线度即叫弯曲度。标准中规定的弯曲度一般分为如下两种:
A、局部弯曲度:用一米长直尺靠量在钢管的最大弯曲处,测其弦高(mm),即为局部弯曲度数值,其单位为mm/m,表示方法如2.5mm/m。此种方法也适用于管端部弯曲度。
B、全长总弯曲度:用一根细绳,从管的两端拉紧,测量钢管弯曲处最大弦高(mm),然后换算成长度(以米计)的百分数,即为钢管长度方向的全长弯曲度。
例如:钢管长度为8m,测得最大弦高30mm,则该管全长弯曲度应为:0.03÷8m×100%=0.375%
焊接钢管 焊接钢管也称焊管,是用钢板或钢带经过卷曲成型后焊接制成的钢管。焊接钢管生产工艺简单,生产效率高,品种规格多,设备投资少,但一般强度低于无缝钢
管。20世纪30年代以来,随着优质带钢连轧生产的迅速发展以及焊接和检验技术的进步,焊缝质量不断提高,焊接钢管的品种规格日益增多,并在越来越多的领域代替了无缝钢管。焊接钢管按焊缝的形式分为直缝焊管和螺旋焊管。
直缝焊管生产工艺简单,生产效率高,成本低,发展较快。螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高,能用较窄的坯料生产管径较大的焊管,还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。但是与相同长度的直缝管相比,焊缝长度增加30~100%,而且生产速度较低。因此,较小口径的焊管大都采用直缝焊,大口径焊管则大多采用螺旋焊。
低压流体输送用焊接钢管(GB/T3091-2008)也称一般焊管,俗称黑管。是用于输送水、煤气、空气、油和取暖蒸汽等一般较低压力流体和其他用途的焊接钢管。钢管接壁厚分为普通钢管和加厚钢管;接管端形式分为不带螺纹钢管(光管)和带螺纹钢管。低压流体输送用焊接钢管除直接用于输送流体外,还大量用作低压流体输送用镀锌焊接钢管的原管。
1.低压流体输送用镀锌焊接钢管(GB/T3091-2008)也称镀锌电焊钢管,俗称白管。是用于输送水、煤气、空气油及取暖蒸汽、暖水等一般较低压力流体或其他用途的
热浸镀锌焊接(炉焊或电焊)钢管。钢管接壁厚分为普通
镀锌钢管和加厚镀锌钢管;接管端形式分为不带螺纹镀锌钢管和带螺纹镀锌钢管。钢管的规格用公称口径(mm)表示,公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示,如1/2、3/4、1、2 等。
2
普通碳素钢电线套管(YB/T5305-2006)是工业与民用建筑、安装机器设备等电气安装工程中用于保护电线的钢管。
3.
直缝电焊钢管(GB/T13793-2008)是焊缝与钢管纵向平行的钢管。用于一般结构用,通常分为公制电焊钢管、电焊
薄壁管等等。
4.
承压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管(
SY/T5037-2000)是以热轧钢带卷作管坯,经常温螺旋成型,用双面埋弧焊法焊接,用于承压流体输送的螺旋缝钢管。钢管承压能力强,焊接性能好,经过各种严格的科学检验和测试,使用安全可靠。钢管口径大,输送效率高,并可节约铺设管线的投资。主要用于输送石油、天然气的管线。
5.承压流体输送用
螺旋缝高频焊钢管(SY/T5038-2000)是以热轧钢带卷作管坯,经常温螺旋成型,采用高频搭接焊法焊接的,用于承压流体输送的
螺旋缝高频焊钢管。钢管承压能力强,塑性好,便于焊接和加工成型;经过各种严格和科学检验和测试,使用安全可靠,钢管口径大,输送效率高,并可节省铺设管线的投资。主要用于铺设输送石油、天然气等的管线。
7.一般低压流体输送用螺旋缝高频焊钢管(SY/T5039-2000)是以热轧钢带卷作管坯,经常温螺旋成型,采用高频搭接焊法焊接用于一般低压流体输送用螺旋缝高频焊钢管。
8.桩用螺旋焊缝钢管(SY/T5768-2000)是以热轧钢带卷作管坯,经常温螺旋成型,采用双面埋弧焊接或
高频焊接制成的,用于土木建筑结构、码头、桥梁等基础桩用钢管。
无缝钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。无缝钢管具有中空截面,可用作输送流体的管道,如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。无缝钢管与
圆钢等实心钢材相比,在抗弯抗扭强度相同时,重量较轻,是一种经济截面钢材,广泛用于制造结构件和机械零件,如石油
钻杆、汽车
传动轴、自行
车架以及建筑施工中用的钢
脚手架等。用无缝钢管制造环形零件,可提高材料利用率,简化制造工序,节约材料和加工工时,如
滚动轴承套圈、
千斤顶套等,广泛用钢管来制造。钢管还是各种常规武器不可缺少的材料,枪管、炮筒等都要钢管来制造。钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下,圆面积最大,用圆形管可以输送更多的流体。此外,圆环截面在承受内部或外部径向压力时,受力较均匀,因此,绝大多数钢管是圆管。但是,圆管也有一定的局限性,如在受平面弯曲的条件下,圆管就不如方、矩形管抗弯强度大,一些农机具骨架、
钢木家具等就常用方、矩形管。根据不同用途还需有其他截面形状的
异型钢管。
1.
结构用无缝钢管(GB/T8162-2008)是用于一般结构和机械结构的无缝钢管。
2.
流体输送用无缝钢管(GB/T12771-2008)是用于输送水、油、气等流体的一般无缝钢管。
4.
高压锅炉用无缝钢管(GB5310-2008)是用于制造高压及其以上压力的水管锅炉受热面用的优质碳素钢、合金钢和不锈耐热钢无缝钢管。
5.
化肥设备用高压无缝钢管(GB6479-2000)是适用于工作温度为-40~400℃、工作压力为10~30Ma的化工设备和管道的优质碳素结构钢和合金钢无缝钢管。
6.
石油裂化用无缝钢管(GB9948-2006)是适用于石油精炼厂的炉管、热交换器和管道无缝钢管。
7.
地质钻探用钢管(YB235-70)是供地质部门进行岩心钻探使用的钢管,按用途可分为钻杆、钻铤、岩心管、套管和沉淀管等。
9.
石油钻探管(YB528-65)是用于石油钻探两端内加厚或外加厚的无缝钢管。钢管分车丝和不车丝两种,车丝管用接头联结,不车丝管用对焊的方法与工具接头联结。
10.
船舶用碳钢无缝钢管(GB5312-2009)是制造船舶I级耐压管系、Ⅱ级耐压管系、锅炉及过热器用的碳素钢无缝钢管。碳素钢无缝钢管
管壁工作温度不超过450℃,合金钢无缝钢管管壁工作温度超过450℃。
16.
流体输送用不锈钢无缝钢管(GB/T14976-2002)是用于输送流体的不锈钢制成的热轧(挤、扩)和冷拔(轧)无缝钢管。
17.
异型无缝钢管是除了圆管以外的其他截面形状的无缝钢管的总称。按钢管截面形状尺寸的不同又可分为等壁厚异型无缝钢管(代号为D)、不等壁厚异型无缝钢管(代号为BD)、变直径异型无缝钢管(代号为BJ)。异型无缝钢管广泛用于各种结构件、工具和机械零部件。和圆管相比,异型管一般都有较大的惯性矩和截面模数,有较大的抗弯抗扭能力,可以大大减轻结构重量,节约钢材。