干货!带你全面了解管材分类及无缝钢管等相关知识
今日在此为大家分享一些管材领域的实用信息,涵盖管材的不同种类,诸如无缝钢管、焊接钢管、钢塑复合管以及大口径涂敷钢管等,涉及的相关知识,期望对您有所裨益。
一、管材的分类
1、按生产方法分类
(1)无缝管——热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管
(2)焊管
根据工艺分类,可分为电弧焊管、电阻焊管(包括高频和低频两种)、气焊管以及炉焊管。
(b)按焊缝分——直缝焊管、螺旋焊管
2、按断面形状分类
简单断面钢管包括:圆形钢管、方形钢管、椭圆形钢管、三角形钢管、六角形钢管、菱形钢管、八角形钢管、半圆形钢管以及其他类型。
复杂断面钢管种类繁多,包括但不限于不等边六角形钢管、五瓣梅花形钢管、双凸形钢管、双凹形钢管、瓜子形钢管、圆锥形钢管、波纹形钢管、表壳钢管等,以及其他特殊形状的钢管。
3、按壁厚分类——薄壁钢管、厚壁钢管
根据其应用领域划分,钢管可分为:管道专用钢管、热力设备专用钢管、机械制造专用钢管、石油及地质勘探专用钢管、容器制造专用钢管、化工行业专用钢管、特殊功能专用钢管以及其它多种用途的钢管。
二、无缝钢管
无缝钢管,其截面呈中空状,四周无任何焊接缝隙,是一种细长的金属制品。这种钢管因其中空结构,广泛用于构建输送流体的管道,涵盖了石油、天然气、煤气、水以及某些固体物料等多种物质的输送管道。
钢管相对于圆钢等其他实心钢材,在具备同等抗弯和抗扭强度的情况下,其重量更轻。因此,钢管被视为一种经济型截面钢材,被广泛应用于结构件和机械零件的制造,例如石油钻杆、汽车传动轴、自行车车架以及建筑工地所使用的钢制脚手架等。通过使用钢管来生产环形部件,可以提升材料的使用效率,简化生产流程,减少材料消耗和加工时间,例如滚动轴承套圈、千斤顶套等,目前这种做法已经得到了广泛的应用。钢管作为不可或缺的原材料,在制造枪管、炮筒等常规武器中扮演着关键角色。
钢管根据其横截面积的形状差异,主要分为圆形和形状各异的异型管。在周长相同的前提下,圆形管的面积最大,这使得圆形管能够输送更多的流体。另外,圆形截面的钢管在承受内部或外部的径向压力时,其受力分布较为均匀。正因为如此,圆形钢管在所有钢管中占据了绝大多数。圆管虽然有其优势,但亦存在局限,特别是在平面弯曲的情境下,其抗弯强度相较于方形或矩形管要低。因此,诸如农机具的骨架、钢木家具等常采用方形或矩形管。此外,根据不同的使用需求,还需使用其他截面形状的异型钢管。
无缝钢管,按照GB/T 8162-2008标准制造,主要适用于常规的建筑物和机械设备构建。
流体输送用无缝钢管,按照GB/T 8163-2008标准制造,主要适用于输送水、油、气等不同类型的流体。
低中压锅炉专用的无缝钢管,依据GB 3087-2008标准生产,主要应用于制作不同结构的低中压锅炉过热蒸汽管道、沸水管道,以及机车锅炉中的过热蒸汽管道、大烟管道、小烟管道和拱砖管道。这种钢管由优质碳素结构钢经过热轧和冷拔(轧)工艺制成。
高压锅炉制造中,所采用的GB 5310-2008标准无缝钢管,主要适用于制作承受高压甚至更高压力的水管锅炉受热面部分,该钢管由优质的碳素钢、合金钢以及耐高温不锈钢材料制成。
化肥生产设备所采用的GB 6479-2013标准的高压无缝钢管,是一种优质的碳素结构钢和合金钢无缝钢管,它适用于化工设备和管道,这些设备在-40至400℃的工作温度范围内运行,且承受10至30Ma的工作压力。
石油精炼厂在炼油过程中使用的无缝钢管,按照GB 9948-2013标准制造,这类钢管主要应用于炉管、热交换器以及承受压力的管道系统。
地质钻探领域所采用的GB/T 9808-2008标准无缝钢管,是专门用于地质部门进行岩心钻探作业的,此类钢管根据其使用功能,可以分为钻杆、钻铤、岩心收集管、保护套管以及沉淀收集管等多种类型。
《地质岩心钻探钻具》(GB/T 16950-2014)标准明确了地质岩心钻探钻具所需使用的无缝钢管。
石油钻探管,即YB 528-65标准产品,主要用于石油钻探作业,其两端设计为内加厚或外加厚,材质为无缝钢管。根据加工方式的不同,钢管分为车丝管和不车丝管两种类型,其中车丝管通过接头进行连接,而不车丝管则采用对焊技术,与工具接头相连。
船舶制造中使用的GB/T 5312-2009标准碳钢和碳锰钢无缝钢管,包括I级和Ⅱ级耐压管系、锅炉以及过热器等部件。此类碳素钢无缝钢管的管壁工作温度限制在450℃以下,而合金钢无缝钢管的管壁工作温度则可超过450℃。
汽车半轴套管的制造,所采用的材质为GB 3088-82标准规定的无缝钢管,这种钢管是由优质的碳素结构钢和合金结构钢经过热轧工艺制成的。
高压无缝钢管,依据GB/T 3093-2002标准制造,是专为柴油机喷射系统中的高压管道所采用的冷拔无缝钢管。
液压和气动缸筒的制造中,所选用的精密内径无缝钢管应符合GB 8713-88标准,这种钢管具备精确的内径尺寸,且是通过冷拔或冷轧工艺制成的。
冷拔或冷轧精密无缝钢管,按照GB/T 3639-2009标准生产,适用于机械结构和液压设备,因其尺寸精度高和表面光洁度佳而备受青睐。采用此类钢管制造机械结构或液压设备,不仅能显著减少机械加工所需时间,还能提升材料使用效率,进而有助于提升产品的整体质量。
结构用不锈钢无缝钢管,依据GB/T 14975-2012标准制造,这种钢管广泛应用于化工、石油、轻纺、医疗、食品、机械等多个工业领域,是耐腐蚀管道、结构件以及零件的理想选择,它通过热轧(挤、扩)或冷拔(轧)工艺制成。
流体输送用不锈钢无缝钢管,依据国家标准GB/T 14976-2012制定,主要是由不锈钢材料制成,经过热轧(包括挤压和扩张)或冷拔(包括轧制)工艺加工而成,专用于输送各种流体。
异型无缝钢管,这一名称涵盖了除圆形管道之外,所有其他截面形状的无缝钢管。根据其截面形状和尺寸的不同,它们可以分为几类:等壁厚的异型无缝钢管,代号D;不等壁厚的异型无缝钢管,代号BD;以及直径变化的异型无缝钢管,代号BJ。此类钢管在结构件、工具以及机械零部件的制造中得到了广泛应用。与圆形管道相较,异型管道通常具备更显著的惯性矩和截面模数,因而展现出更强的抗弯和抗扭性能;这样的特性有助于显著降低结构自重,并在材料使用上实现节约。在标准方面,冷拔异型钢管(依据GB/T 3094-2012标准)被广泛采用。
三、焊接钢管
焊管,亦称作焊接钢管,是通过将钢板或钢带卷曲成管状并进行焊接而形成的。其生产流程相对简便,具有高效的生产速度,且可供选择的品种和规格丰富多样。此外,所需设备投资较低。然而,相较于无缝钢管,焊接钢管的强度通常要低一些。自20世纪30年代起,优质带钢连轧技术的迅猛进步,加之焊接与检测技术的不断革新,焊缝的品质得到了显著提升。随之而来的是,焊接钢管的种类和规格不断丰富,其在各个领域的应用也日益广泛,逐渐取代了无缝钢管。焊接钢管根据焊缝的形状,可分为直缝焊管和螺旋焊管两大类。
直缝焊管生产流程简便,其生产速度迅速,成本相对较低,因而发展迅速。相较于直缝焊管,螺旋焊管的强度通常更胜一筹,它能够利用较窄的坯料来制造更大直径的焊管,甚至能够用相同宽度的坯料生产出不同直径的焊管。然而,与等长度的直缝管相比,螺旋焊管的焊缝长度会增长30%至100%,并且生产速度也较慢。鉴于此,小口径的焊管多采用直缝焊技术,而大口径焊管则普遍选用螺旋焊工艺。
低压流体输送专用的直缝焊接钢管,依照GB/T 3092-2008标准生产,常被称作一般焊管或黑管。这种钢管主要用于输送水、煤气、空气、油以及取暖蒸汽等压力不高的流体,同时也可用于其他相关领域。根据钢管的壁厚,可以分为普通钢管和加厚钢管两种;而根据接管端的形状,又可分为不带螺纹的光管和带螺纹的钢管。钢管的尺寸通常以公称直径(单位:毫米)来标注,该公称直径是对其内径的一个估算值。在常规使用中,人们更倾向于用英寸来表示,例如11/2英寸。除了直接用于输送流体之外,低压流体输送焊接钢管还广泛地被用作制造镀锌焊接钢管的基材。
低压流体输送焊接钢管,依据GB/T 3091-2015标准,别称镀锌电焊钢管,民间常称作白管。这种钢管主要用于输送水、煤气、空气、油品以及取暖用的蒸汽和暖水等,适用于输送压力较低的各种流体,亦可用于其他领域。根据钢管的壁厚,可分为普通镀锌钢管和加厚镀锌钢管;而根据接管端的螺纹情况,又可分为不带螺纹的镀锌钢管和带螺纹的镀锌钢管。钢管的尺寸通常以公称直径(单位:毫米)来标示,而公称直径则是对其内径的一个估算值。在实际应用中,人们通常习惯用英寸来表示,例如11/2英寸这样的表示方法。
普通碳素钢电线套管,依据GB 3640-88标准制定,主要应用于工业和民用建筑的电气安装工程,以及机器设备的安装过程中,起到对电线进行保护的钢管作用。
GB/T 13793-2016规定的直缝电焊钢管,其焊缝与钢管的纵向保持平行。这类钢管一般包括公制电焊钢管、电焊薄壁管以及变压器冷却油管等多种类型。
5. SY 5036-83标准的承压流体输送螺旋缝埋弧焊钢管,其制作过程涉及将热轧钢带卷制成管坯,随后通过常温螺旋成型工艺成型,并采用双面埋弧焊技术进行焊接。此类钢管适用于输送承压流体,具有优异的承压能力和焊接性能。经过多道严格科学的检验与测试,确保了其使用的安全性及可靠性。此外,该钢管口径较大,输送效率高,且在铺设管线时能显著降低投资成本。它主要被应用于石油和天然气的输送管线中。
以热轧钢带卷为原料,经常温螺旋成型,并运用高频搭接焊法连接而成的承压流体输送专用螺旋缝高频焊钢管(SY 5038-83),具备优异的承压性能和良好的塑性,便于焊接及加工成型。该钢管经过严格的科学检验和测试,确保使用安全可靠。此外,其口径较大,输送效率高,且有助于降低铺设管线的投资成本。主要用于铺设输送石油、天然气等的管线。
一般而言,用于输送低压流体的螺旋缝埋弧焊钢管,如SY5037-83标准所规定,其制作过程涉及以热轧钢带卷为原料,经过常温下的螺旋成型工艺,并可通过双面自动埋弧焊或单面焊法完成焊接。此类钢管适用于输送水、煤气、空气以及蒸汽等低压流体。
一般而言,用于输送低压流体的螺旋缝高频焊钢管,如SY 5039-83标准规定的产品,其制作过程包括以热轧钢带卷为原料卷制管坯,随后通过常温下的螺旋成型工艺,并最终采用高频搭接焊技术进行焊接。
桩用螺旋焊缝钢管,依据标准SY 5040-83制造,其管坯由热轧钢带卷制成,经过常温下的螺旋成型工艺,再通过双面埋弧焊接或高频焊接技术完成制作。这种钢管主要用于土木建筑结构、码头、桥梁等工程中的基础桩建设。
四、钢塑复合管、大口径涂敷钢管
钢塑复合管以热浸镀锌钢管为基础材料,通过粉末熔融喷涂技术在管内壁(必要时也可在外壁)涂覆塑料,因而展现出卓越的性能。相较于镀锌管,它表现出更强的抗腐蚀性、防锈、不易积垢、表面光滑、流通顺畅、清洁无害等特点,并且其使用寿命更长。据测试数据表明,钢塑复合管的使用寿命是镀锌管的超过三倍。同时,与塑料管相比,它还具备更高的机械强度、优良的耐压和耐热性能。钢管作为基体,不涉及脆化或老化的担忧。它能在自来水、煤气、化工产品等流体的输送以及供暖工程中广泛使用,并且是镀锌管的更新升级版本。由于安装和使用的步骤与传统的镀锌管类似,管件的设计也保持一致,同时还能在大型口径的自来水输送中替代铝塑复合管,因此受到了用户的广泛喜爱,并已成为管道市场中竞争力极强的新产品之一。
钢管的涂敷工艺是在大口径螺旋焊管与高频焊管的基础上进行的,通过涂抹塑料材料形成,其最大管口直径可达1200毫米。根据不同需求,可以涂覆聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)或环氧树脂(EPOZY)等不同性能的塑料涂层。这种涂层具有良好的附着力,强大的抗腐蚀性,能够抵御强酸、强碱及其他化学物质的侵蚀。此外,它还具有无毒、不生锈、耐磨、耐冲击和耐渗透等特点。管道表面光滑,不吸附任何物质,有助于降低输送过程中的阻力,提升流量和输送效率,同时减少输送压力的损失。涂层不含溶剂,不含有可渗透物质,因此不会对输送介质造成污染,确保了流体的纯净与卫生。它在-40℃至+80℃的温度区间内能够进行冷热交替循环使用,不会发生老化或龟裂,这使得它适用于包括寒冷地区在内的各种严苛环境。
大口径涂敷钢管在自来水供应、天然气输送、石油开采、化工生产、医药制造、通讯设施、电力输送以及海洋工程等多个领域得到了广泛的应用。

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