碳素钢钢管知识总结(胡)

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Wc≤0.04%的铁碳合金；

2>低碳钢—含碳量Wc≤0.25%的碳钢；

3>中碳钢—含碳量0.25%＜Wc≤0.60%的碳钢；

4>高碳钢—含碳量Wc＞0.60%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DN250～DN2500，壁厚从5.0mm～20.0mm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》、HG50237.1～4《奥氏体不锈钢焊接钢管》等。其中，GB12771标准的规格范围为DN6～DN560，壁厚从0.3mm～14.0mm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DN≥50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DN≥50）采用无缝钢管，连接为焊接，而支管（一般DN≤40）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DN15～DN600）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（DN≥250）、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

①按断面形状分：圆形断面管、异形断面管

②按材质分：碳素钢管、合金钢管、不锈钢管、复合管

③按连接方式分：螺纹连接管、焊接管

④按生产方式：热轧（挤、顶、扩）管、冷轧（拔）管

⑤按用途分：锅炉管、油井管、管线管、结构管、化肥管……

3．生产工序

①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