鋼管的力學(xué)性能 力學(xué)性能 鋼材的力學(xué)性能是保證鋼材最終使用性能（力學(xué)性能）的重要指標，它取決于鋼材的化學(xué)成分和熱處理制度。在鋼管標準中，根據(jù)不同的使用要求，規(guī)定了拉伸性能（抗拉強度、屈服強度或屈服點、伸長率）、硬度和韌性指標，以及用戶要求的高低溫性能。抗拉強度(σ) 試樣在拉伸過程中斷裂時所承受的最大力(Fb)，由試樣的原始橫截面積(So)得到的應(yīng)力(σ)稱為抗拉強度(σb) )，單位為 N/mm2 (MPa)。它代表了金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。計算公式為： 式中： Fb——試樣斷裂時所承受的最大力，N（牛頓）；所以——樣品的原始橫截面積，mm2。屈服點（有屈服現(xiàn)象的金屬材料的σ，試樣在拉伸過程中受力不增加（保持不變）并能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力，稱為屈服點，如果受力減小，則上、下屈服點屈服點的單位是N/mm2（MPa）。上屈服點（σsu）：試樣屈服前的最大應(yīng)力，力首次減小；sl）：試樣屈服前的最小應(yīng)力不考慮初始瞬態(tài)效應(yīng)的屈服階段。屈服點的計算公式為： 式中：Fs——試樣拉伸過程中的屈服應(yīng)力（常數(shù)），N（牛頓） So——試樣原始橫截面積，mm2。斷裂后伸長率（σ 在拉伸試驗中，試樣斷裂后的標距長度與原始標距長度的長度增加的百分比稱為伸長率。

用σ表示，單位為%。計算公式為： 式中：L1——試樣斷裂后的標距，mm；L0——試樣的原始標距，mm。拉伸試驗中的面積收縮率（ψ），試樣斷裂后試樣縮徑處的最大截面積相對于原始截面積的百分比，稱為面積收縮率。以ψ表示，單位為%。計算公式如下： 式中：S0——試樣的原始橫截面積，mm2；S1——斷裂后試樣縮徑處的最小橫截面積，mm2。金屬材料抵抗硬物表面壓痕能力的硬度指標稱為硬度。根據(jù)不同的測試方法和應(yīng)用范圍，硬度可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。布氏硬度、洛氏硬度用于管道。用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球以規(guī)定的試驗力（F）壓入試樣表面，在規(guī)定的保持時間后去除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑（L）樣本。布氏硬度值是試驗力除以壓痕球的表面積所得的商。以HBS（鋼球）表示，單位為N/mm2（MPa）。其計算公式為： 式中：F——壓入金屬試樣表面的試驗力，N；D——試驗用鋼球的直徑，mm；d——壓痕的平均直徑，mm。布氏硬度比較準確可靠，但一般HBS只適用于450N/mm2（MPa）以下的金屬材料，不適用于較硬的鋼或較薄的板材。

在鋼管標準中，布氏硬度應(yīng)用最為廣泛，材料的硬度常以壓痕直徑d表示，既直觀又方便。例：/：表示直徑為10mm的鋼球在試驗力（9.807KN）作用下30s（秒）測得的布氏硬度值為120N/mm2（MPa）。熱軋和冷軋（撥）無縫鋼管的區(qū)別 熱軋和冷軋（撥）無縫鋼管的區(qū)別 具有高質(zhì)量和表面光潔度的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。無縫鋼管分為熱軋和冷軋（拉）無縫鋼管兩大類。冷軋（拉）無縫管分為普通鋼管、低中壓鋼管。除鍋爐鋼管、高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管等鋼管外，還包括碳素薄壁鋼管、合金薄壁鋼管、不銹鋼薄壁鋼管、壁鋼管和異型鋼管。熱軋無縫鋼管外徑一般大于32mm，壁厚2.5-75mm，冷軋無縫鋼管外徑可達6mm，壁厚可達0.@ >25mm，薄壁管外徑可達5mm，壁厚小于0.@>25mm，冷軋比熱軋具有更高的尺寸精度。熱軋無縫管分為普通鋼管、低中壓鍋爐鋼管、高壓鍋爐鋼管、

10、20 低碳鋼無縫管主要用于流體輸送管道。45、40Cr等中碳鋼無縫管用于制造機械零件，如汽車、拖拉機的受力零件。一般采用無縫鋼管來保證強度和壓扁試驗。熱軋鋼管以熱軋或熱處理狀態(tài)交貨；冷軋鋼管以熱處理狀態(tài)交貨。熱軋和冷軋無縫管的主要區(qū)別：冷軋成型鋼允許斷面局部屈曲，使屈曲后鋼筋的承載能力得到充分利用；而熱軋型鋼不允許型材局部屈曲。2、 熱軋鋼和冷軋鋼產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因不同，因此在截面上的分布也有很大差異。冷彎薄壁鋼截面上的殘余應(yīng)力分布是彎曲的，而熱軋或焊接鋼截面上的殘余應(yīng)力分布是薄膜狀的。3、熱軋鋼的自由扭轉(zhuǎn)剛度高于冷軋鋼，因此熱軋鋼的扭轉(zhuǎn)性能優(yōu)于冷軋鋼。冷軋無縫管 冷軋無縫管是指將鋼板或鋼帶在常溫下通過冷拔、冷彎、冷拔等冷加工加工成各類鋼材。優(yōu)點：成型速度快，產(chǎn)量高，對涂層無損傷，可制成多種截面形式，以滿足使用條件的需要；冷軋可使鋼產(chǎn)生較大的塑性變形，從而提高鋼點的屈服強度。缺點：1.雖然在成型過程中沒有熱塑壓縮，但截面仍有殘余應(yīng)力，勢必影響鋼材的整體和局部屈曲特性；2.式樣冷軋鋼一般為開口截面，因此截面的自由扭轉(zhuǎn)剛度較低。

彎曲時易發(fā)生扭轉(zhuǎn)，受壓時易發(fā)生彎扭屈曲，抗扭性差；局部集中負荷能力較弱。熱軋無縫管與冷軋無縫管相比。冷軋無縫管在再結(jié)晶溫度以下軋制，熱軋無縫管在再結(jié)晶溫度以上軋制。優(yōu)點：能破壞鋼錠的鑄造組織，細化鋼的晶粒316不銹鋼管執(zhí)行標準213力學(xué)性能屈服抗拉強度是多少，消除組織的缺陷，使鋼組織致密，提高力學(xué)性能。這種改進主要體現(xiàn)在軋制方向上，使鋼材在一定程度上不再是各向同性的；氣泡，鑄造時形成的裂紋和氣孔，在高溫高壓的作用下也可以焊接。缺點：1.熱軋后，鋼材內(nèi)部的非金屬夾雜物（主要是硫化物和氧化物，以及硅酸鹽）被壓成薄片，產(chǎn)生分層（夾層）現(xiàn)象。分層會大大降低鋼在整個厚度上的拉伸性能，并且隨著焊縫的收縮，存在層間撕裂的可能性。焊縫收縮引起的局部應(yīng)變往往達到屈服點應(yīng)變的數(shù)倍，遠大于載荷引起的應(yīng)變；2.冷卻不均勻引起的殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力是在沒有外力的情況下內(nèi)部自相平衡的應(yīng)力。各種斷面的熱軋型鋼都有這樣的殘余應(yīng)力。一般型鋼的截面尺寸越大，殘余應(yīng)力越大。殘余應(yīng)力雖然是自平衡的，但對鋼構(gòu)件在外力作用下的性能仍有一定的影響。例如，它可能對變形、穩(wěn)定性和抗疲勞性產(chǎn)生不利影響。

3.熱軋鋼產(chǎn)品在厚度和邊寬方面難以控制。我們熟悉熱膨脹和冷收縮。因為即使一開始熱軋時長度和厚度都達標，冷卻后還是會有一定的負差。這種負差的邊寬越寬，厚度越厚，性能越明顯。因此，對于大型鋼材，鋼材的寬度、厚度、長度、角度、邊緣都不能太精確。無縫管的種類如下：(１）一般結(jié)構(gòu)和機械結(jié)構(gòu)用無縫管(-87）熔爐用無縫管(GB/T3087-1999）(３）高壓鍋爐用無縫管ST45.8/111(-85）(４）

2000年全國無縫管表觀消費量為418.萬噸，其中國內(nèi)供應(yīng)382.萬噸，占國內(nèi)總需求的91.4%。進口35.9萬噸，占國內(nèi)總需求的8.59%。同年油管消耗量約91萬噸。進口約25.20,000噸。進口管材占國內(nèi)消費總量的70%左右，其中進口管材占國內(nèi)消費總量的27.69%，進口油管占無縫管進口總量的70%左右管道。從日本進口的油管占進口總量的一半以上。中國最大的石油套管生產(chǎn)基地——佛山市利亞羅基管業(yè)有限公司生產(chǎn)52. 2000年鋼管20萬噸，其中石油套管產(chǎn)量36.41萬噸。套管占該國石油產(chǎn)量的一半以上。產(chǎn)銷量居中國腸衣市場第一。從國際國內(nèi)市場來看，現(xiàn)有無縫管（包括特種油管）產(chǎn)能已經(jīng)超過需求。因此，未來應(yīng)重點發(fā)揮現(xiàn)有機組能力，開發(fā)高強度、高抗損傷、高腐蝕的油管、高壓鍋爐管、氣瓶管等產(chǎn)品。反抗。也是國家針對當前我國鋼鐵市場優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。這也是提高國內(nèi)外產(chǎn)品競爭力、擴大市場份額的關(guān)鍵。也就是說，提高國內(nèi)鋼管企業(yè)的市場競爭力，是加入WTO后國內(nèi)企業(yè)成功發(fā)展的長期任務(wù)和關(guān)鍵。1.結(jié)構(gòu)無縫管（GB/T8162-1999）為一般結(jié)構(gòu)和機械結(jié)構(gòu)用無縫2.流體輸送無縫管（GB/T8163-1999）@9）是用于輸送水、油、氣等流體的通用無縫管。提高國內(nèi)鋼管企業(yè)的市場競爭力，是加入WTO后國內(nèi)企業(yè)成功發(fā)展的長期任務(wù)和關(guān)鍵。1.結(jié)構(gòu)無縫管（GB/T8162-1999）為一般結(jié)構(gòu)和機械結(jié)構(gòu)用無縫2.流體輸送無縫管（GB/T8163-1999）@9）是用于輸送水、油、氣等流體的通用無縫管。提高國內(nèi)鋼管企業(yè)的市場競爭力，是加入WTO后國內(nèi)企業(yè)成功發(fā)展的長期任務(wù)和關(guān)鍵。1.結(jié)構(gòu)無縫管（GB/T8162-1999）為一般結(jié)構(gòu)和機械結(jié)構(gòu)用無縫2.流體輸送無縫管（GB/T8163-1999）@9）是用于輸送水、油、氣等流體的通用無縫管。

適用于化工設(shè)備用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼無縫管，工作溫度-40~400、工作壓力10~30Ma的管道。6.石油裂化無縫管（-80.3@>是煉油廠爐管、熱交換器和管道用無縫管。7.地質(zhì)鉆探用鋼管（YB235-7< @0）地質(zhì)部門用于取芯鉆探鋼管按用途可分為鉆桿、鉆鋌、取芯管、套管、沉淀管。8.金剛石取芯無縫管（- 82）用于巖心鉆探用金剛石鉆桿、巖心管和套管無縫管。9.石油鉆桿（YB528-65） 是一種用于石油鉆井的無縫管，兩端有內(nèi)加厚或外加厚的管材。鋼管分為螺紋式和非螺紋式兩種。螺紋管與接頭連接，非螺紋管與工具接頭采用對焊方式連接。10.@>船用碳鋼無縫管（-85）是用于制造船舶I耐壓管道、鍋爐和過熱器的碳鋼無縫管。

碳鋼無縫管壁工作溫度不超過450，合金鋼無縫管壁工作溫度超過450。11.汽車橋殼用無縫管（-82）It 12.柴油機用高壓油管（ -80.5@>是制造柴油機噴射系統(tǒng)高壓管的冷拔無縫管 13.液壓和氣壓缸用精密內(nèi)徑無縫管 管材（-80.3@ > 是用于制造液壓和氣壓缸的具有精密內(nèi)徑的冷拔或冷軋精密無縫管。14.冷拔或冷軋精密無縫管（- 83）是用于機械結(jié)構(gòu)和液壓設(shè)備的尺寸精度高、表面光潔度好的冷拔或冷軋精密無縫管。使用精密無縫管制造機械結(jié)構(gòu)或液壓設(shè)備，可以大大節(jié)省機械，同時可以提高材料的利用率316不銹鋼管執(zhí)行標準213力學(xué)性能屈服抗拉強度是多少，提高產(chǎn)品質(zhì)量。15.結(jié)構(gòu)不銹鋼無縫管（GB/-199 4）廣泛用于化工、石油、紡織、醫(yī)療、不銹鋼熱軋（擠、擴）、冷拉（軋）無縫管，用于耐腐蝕管材和結(jié)構(gòu)件、零件食品、機械等行業(yè)。16.流體輸送用不銹鋼無縫管（GB/-1994）是由不銹鋼制成的用于輸送流體的熱軋（擠、擴）和冷拔（軋）無縫管。17.異型無縫管是除圓管外，其他截面形狀的無縫管的總稱。

按鋼管斷面形狀和尺寸可分為等壁厚異型無縫管（代號D）、不等壁厚異型無縫管（代號BD）、變徑異型無縫管管道（代碼 BJ）。異型無縫管廣泛用于各種結(jié)構(gòu)件、工具和機械零件。異形管與圓管相比，一般具有較大的慣性矩和截面模量，具有較大的抗彎抗扭能力，可以大大減輕結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省鋼材。無縫鋼管重量計算公式：[（外徑-壁厚）*壁厚]*0.@>02466=kg/m（每米重量） 套管和油管用無縫鋼管尺寸及允許偏差 鋼管道 J55、K55、N80、