鋼材力學(xué)性能是保證鋼材最終使用性能（機(jī)械性能）的重要指標(biāo)，它取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理制度。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)不同的使用要求，規(guī)定了拉伸性能（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)、伸長(zhǎng)率）以及硬度、韌性指標(biāo)，還有用戶要求的高、低溫性能等。

①抗拉強(qiáng)度（σb）

銅陵20#空心圓管廠家直銷 金柱Q345D無(wú)縫鋼管

試樣在拉伸過(guò)程中，在拉斷時(shí)所承受的力（Fb），除以試樣原橫截面積（So）所得的應(yīng)力（σ），稱為抗拉強(qiáng)度（σb），單位為N/mm2（MPa）。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的能力。

②屈服點(diǎn)（σs）

具有屈服現(xiàn)象的金屬材料，試樣在拉伸過(guò)程中力不增加（保持恒定）仍能繼續(xù)伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力，稱屈服點(diǎn)。若力發(fā)生下降時(shí)，則應(yīng)區(qū)分上、下屈服點(diǎn)。屈服點(diǎn)的單位為N/mm2（MPa）。

上屈服點(diǎn)（σsu）：試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的應(yīng)力； 下屈服點(diǎn)（σsl）：當(dāng)不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)，屈服階段中的應(yīng)力。

屈服點(diǎn)的計(jì)算公式為：

式中：Fs--試樣拉伸過(guò)程中屈服力（恒定），N（牛頓）So--試樣原始橫截面積，mm2。

③斷后伸長(zhǎng)率（σ）

在拉伸試驗(yàn)中，試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長(zhǎng)度與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比，稱為伸長(zhǎng)率。以σ表示，單位為%。計(jì)算公式為：σ=（Lh-Lo）/L0*

式中：Lh--試樣拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度，mm； L0--試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)度，mm。

④斷面收縮率（ψ）

在拉伸試驗(yàn)中，試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比，稱為斷面收縮率。以ψ表示，單位為%。計(jì)算公式如下：

式中：S0--試樣原始橫截面積，mm2； S1--試樣拉斷后縮徑處的最少橫截面積，mm2。

⑤硬度指標(biāo)

金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力，稱為硬度。根據(jù)試驗(yàn)方法和適用范圍不同，硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對(duì)于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。

A、布氏硬度（HB）

用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，以規(guī)定的試驗(yàn)力（F）式樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面的壓痕直徑（L）。布氏硬度值是以試驗(yàn)力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS（鋼球）表示，單位為N/mm2（MPa）。

其計(jì)算公式為：

式中：F--金屬試樣表面的試驗(yàn)力，N； D--試驗(yàn)用鋼球直徑，mm； d--壓痕平均直徑，mm。

測(cè)定布氏硬度較準(zhǔn)確可靠，但一般HBS只適用于450N/mm2（MPa）以下的金屬材料，對(duì)于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，布氏硬度用途最廣，往往以壓痕直徑d來(lái)表示該材料的硬度，既直觀，又方便。

舉例：120HBS10/1000/30：表示用直徑10mm鋼球在1000Kgf（9.807KN）試驗(yàn)力作用下，保持30s（秒）測(cè)得的布氏硬度值為120N/ mm2（MPa）。 [1] 

（一）質(zhì)量要求

①鋼的化學(xué)成分：鋼的化學(xué)成分是影響無(wú)縫鋼管性能最主要的因素之一，也是制定軋管工藝參數(shù)和鋼管熱處理工藝參數(shù)的主要依據(jù)。

a. 合金元素：有意加入，根據(jù)用途

b. 殘余元素：煉鋼帶入，適當(dāng)控制

c. 有害元素：嚴(yán)格控制（As、Sn、Sb、Bi、Pb），氣體（N、H、O）

爐外精煉或電渣重熔：提高鋼中化學(xué)成分的均勻性和鋼的純凈度，減少管坯中的非金屬夾雜物并改善其分布形態(tài)。

②鋼管幾何尺寸精度和外形

a. 鋼管外徑精度：取決于定（減）徑方法、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況、工藝制度等。

外徑允許偏差 δ=（D-Di）/Di × D： 或外徑mm

Di：名義外徑mm

b. 鋼管壁厚精度：與管坯的加熱質(zhì)量，各變形工序的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)和調(diào)整參數(shù)，工具質(zhì)量及其潤(rùn)滑質(zhì)量等有關(guān)

壁厚允許偏差： ρ=（S-Si）/Si× S：橫截面上或壁厚

Si：名義壁厚mm

C．鋼管橢圓度：表示鋼管的不圓程度。

d. 鋼管長(zhǎng)度：正常長(zhǎng)度、定（倍）尺長(zhǎng)度、長(zhǎng)度允許偏差

e. 鋼管彎曲度：表示鋼管的彎度：每米鋼管長(zhǎng)度的彎曲度、鋼管全長(zhǎng)的彎曲度

f. 鋼管端面切斜度：表示鋼管端面與鋼管橫截面的傾斜程度

g. 鋼管端面坡口角度和鈍邊

5．鋼管表面質(zhì)量：表面光潔要求

a. 危險(xiǎn)性缺陷：裂紋、內(nèi)折、外折、軋破、離層、結(jié)疤、拉凹、凸包等。

b. 一般性缺陷：麻坑、青線、劃傷、碰傷、輕微的內(nèi)、外直道、輥印等。

產(chǎn)生原因：

① 由于管坯的表面缺陷或內(nèi)部缺陷所帶來(lái)的。

② 生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的，如軋制工藝參數(shù)設(shè)計(jì)不正確，模具表面不光滑，潤(rùn)滑條件不好，孔型設(shè)計(jì)及調(diào)整不合理。

③ 管坯（鋼管）在加熱軋制，熱處理以及矯直過(guò)程中，如果因?yàn)榧訜釡囟瓤刂撇划?dāng)，變形不均勻，加熱冷卻速度不合理或矯直變形量太大而產(chǎn)生過(guò)大的殘余應(yīng)力，那么也有可能導(dǎo)致鋼管產(chǎn)生表面裂紋。

6．鋼管理化性能：常溫力學(xué)性能、高溫力學(xué)性能、低溫性能、抗腐蝕性能。鋼管的理化性能主要取決于鋼的化學(xué)成分，組織結(jié)構(gòu)和鋼的純凈度以及鋼管的熱處理方式等。

7．鋼管工藝性能：壓扁、擴(kuò)口、卷邊、彎曲、焊接等。

8．鋼管金相組織：低倍組織（宏觀）、高倍組織（微觀） M、B、P、F、A、S

9．鋼管特殊要求：合同附件、技術(shù)協(xié)議。

（二）無(wú)縫鋼管質(zhì)量檢驗(yàn)方法：

1．化學(xué)成分分析：化學(xué)分析法、儀器分析法（紅外C—S儀、直讀光譜儀、zcP等）。

①紅外C—S儀：分析鐵合金，煉鋼原材料，鋼鐵中的C、S元素。

②直讀光譜儀：塊狀試樣中的C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ni、Cn、A1、W、V、Ti、B、Nb、As、Sn、Sb、Pb、Bi

③N—0儀：氣體含量分析N、O

2．鋼管幾何尺寸及外形檢查：

①鋼管壁厚檢查：千分尺、超聲測(cè)厚儀，兩端不少于8點(diǎn)并記錄。

②鋼管外徑、橢圓度檢查：卡規(guī)、游標(biāo)卡尺、環(huán)規(guī)，測(cè)出點(diǎn)、點(diǎn)。

③鋼管長(zhǎng)度檢查：鋼卷尺、人工、自動(dòng)測(cè)長(zhǎng)。

④鋼管彎曲度檢查：直尺、水平尺（1m）、塞尺、細(xì)線測(cè)每米彎曲度、全長(zhǎng)彎曲度。

⑤鋼管端面坡口角度和鈍邊檢查：角尺、卡板。

3．鋼管表面質(zhì)量檢查：

①人工肉眼檢查：照明條件、標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗(yàn)、標(biāo)識(shí)、鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)。

②無(wú)損探傷檢查：

a. 超聲波探傷UT：

對(duì)于各種材質(zhì)均勻的材料表面及內(nèi)部裂紋缺陷比較敏感。

標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 5777-1996 級(jí)別：C5級(jí)

b. 渦流探傷ET：（電磁感應(yīng)）

主要對(duì)點(diǎn)狀（孔洞形）缺陷敏感。 標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 7735-2004

級(jí)別：B級(jí)

c. 磁粉MT和漏磁探傷：

磁力探傷，適用于鐵磁性材料的表面和近表面缺陷的檢測(cè)。

標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 12606-1999 級(jí)別： 級(jí)

d. 電磁超聲波探傷：

不需要耦合介質(zhì)，可以應(yīng)用于高溫高速，粗燥的鋼管表面探傷。

e. 滲透探傷：

熒光、著色、檢測(cè)鋼管表面缺陷。

4．鋼管理化性能檢驗(yàn)：

①拉伸試驗(yàn)：測(cè)應(yīng)力和變形，判定材料的強(qiáng)度（YS、TS）和塑性指標(biāo)（A、Z）

縱向，橫向試樣 管段、弧型、圓形試樣（￠10、￠12.5）

小口徑、薄壁 大口徑、厚壁 定標(biāo)距。

備注：試樣斷后伸長(zhǎng)率與試樣尺寸有關(guān) GB/T 1760

②沖擊試驗(yàn)：CVN、缺口C型、V型、功J 值J/cm2

標(biāo)準(zhǔn)試樣10×10×55（mm） 非標(biāo)試樣5×10×55（mm）

③硬度試驗(yàn)：布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、維氏硬度HV等

④液壓試驗(yàn)：試驗(yàn)壓力、穩(wěn)壓時(shí)間、 p=2Sδ/D

5．鋼管工藝性能檢驗(yàn)過(guò)程：

①壓扁試驗(yàn)：圓形試樣 C形試樣（S/D>0.15） H=（1+2）S/（∝+S/D）

L=40～100mm 單位長(zhǎng)度變形系數(shù)=0.07～0.08

②環(huán)拉試驗(yàn)：L=15mm 無(wú)裂紋為合格

③擴(kuò)口和卷邊試驗(yàn)：頂心錐度為30°、40°、60°

④彎曲試驗(yàn)：可代替壓扁試驗(yàn)（對(duì)大口徑管而言）

6．鋼管金相分析：

①高倍檢驗(yàn)（微觀分析）：非金屬夾雜物100x GB/T 10561 晶粒度：級(jí)別、級(jí)差

組織：M、B、S、T、P、F、A-S

脫碳層：內(nèi)、外。

A法評(píng)級(jí)：A類-硫化物 B類-氧化物 C類-硅酸鹽 D-球狀氧化 DS類。

②低倍試驗(yàn)（宏觀分析）：肉眼、放大鏡10x以下。

a. 酸蝕檢驗(yàn)法。

b. 硫印檢驗(yàn)法（管坯檢驗(yàn)，顯示低培組織及缺陷，如疏松、偏析、皮下氣泡、翻皮、白點(diǎn)、夾雜物等。

c. 塔形發(fā)紋檢驗(yàn)法：檢驗(yàn)發(fā)紋數(shù)量、長(zhǎng)度及分布。

（三）現(xiàn)行無(wú)縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)：

1．現(xiàn)行無(wú)縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)：共有47項(xiàng) 其中：GB 25 項(xiàng) HB 3 項(xiàng) 特殊用途19項(xiàng)；基礎(chǔ) 2項(xiàng) 產(chǎn)品 45項(xiàng)

2．常用標(biāo)準(zhǔn)：

① GB/T 2102-2006 鋼管的驗(yàn)收、包裝、標(biāo)志和質(zhì)量證明書(shū)。

② GB/T 17395-2008 無(wú)縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差。

③ GB 5310-2008 高壓鍋爐用無(wú)縫鋼管。

④ GB 9948-2013 石油裂化用無(wú)縫鋼管。

⑤ GB 6479-2013 高壓化肥設(shè)備用無(wú)縫鋼管。

⑥GB 18248-2008 氣瓶用無(wú)縫鋼管。 [2]

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