無縫鋼管的力學(xué)性能

　　鋼材力學(xué)性能是保證鋼材終使用性能（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)、伸長率）以及硬度、韌性指標(biāo)，還有用戶要求的高、低溫性能等。

　?、倏估瓘?qiáng)度（σb）

　　試樣在拉伸過程中，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。

　?、谇c(diǎn)（σs）

　　具有屈服現(xiàn)象的金屬材料，試樣在拉伸過程中力不增加（保持恒定）仍能繼續(xù)伸長時(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--試樣拉伸過程中屈服力（恒定），N（牛頓）So--試樣原始橫截面積，mm2。

　?、蹟嗪笊扉L率（σ）

　　在拉伸試驗(yàn)中，試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長度與原標(biāo)距長度的百分比，稱為伸長率。以σ表示，單位為%。計(jì)算公式為：σ=（Lh-Lo）/L0*100%

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

　?、軘嗝媸湛s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少橫截面積，mm2。

　?、萦捕戎笜?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。對于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。

避免鋼管3PE防腐層管端出現(xiàn)翹邊

　　三層結(jié)構(gòu)的聚乙烯（3PE）防腐涂層以其良好的抗腐蝕性、抗水氣滲透性以及力學(xué)性能等，在石油管道行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。這種防腐層鋼管管端容易由于腐蝕而出現(xiàn)的翹邊問題。

　　分析認(rèn)為：3PE防腐層鋼管在打磨預(yù)留段聚乙烯層坡口時(shí)，管端焊縫余高未修磨或修磨不平整，會導(dǎo)致焊縫突出部分聚乙烯底部的環(huán)氧粉末被磨掉，在防腐管露天堆放時(shí)間較長的情況下，焊縫表面金屬就會先被腐蝕，從而導(dǎo)致3PE防腐層出現(xiàn)翹邊的現(xiàn)象。

　　避免3PE防腐層管端出現(xiàn)翹邊的措施是：

　　1、在不影響管口焊接的情況下，應(yīng)適當(dāng)增加聚乙烯層端部環(huán)氧粉末的預(yù)留長度，可預(yù)防因鋼管堆放時(shí)間較長，管端金屬腐蝕嚴(yán)重引起的3PE防腐翹邊。

　　2、防腐管露天堆放時(shí)間較長時(shí)，應(yīng)在管端進(jìn)行遮蓋，防止雨水侵蝕，造成管端嚴(yán)重腐蝕。

　　3、若管道現(xiàn)場施工周期較長，可以在管端金屬涂刷可焊防銹漆，以防止防腐管在儲存期間因腐蝕引起3PE防腐層翹邊。

　　4、嚴(yán)格控制管端預(yù)留處焊縫余高的修磨質(zhì)量。在焊縫處聚乙烯坡口外與管體其他部位一樣，使環(huán)氧粉末保留長度>20mm，以防止焊縫處環(huán)氧粉末底部先被腐蝕而引起3PE防腐層翹邊。管端焊縫修磨應(yīng)注意：

　　1）從焊縫修磨開始處到聚乙烯倒角處應(yīng)有10-20mm沒有焊縫余高的與管體一樣的聚乙烯層平整段，以保證管端聚乙烯坡口處擠壓粘結(jié)質(zhì)量。

　　2）焊縫修磨后的余高應(yīng)盡量做到與管體平齊，不要有明顯的余高，以防止在打磨聚乙烯層倒角時(shí)，將環(huán)氧粉末一同打磨掉。

　　3）焊縫未修磨的頂端與修磨處的過渡段倒角，也應(yīng)與聚乙烯層倒角一樣（≤30°），以便擠壓輥的擠壓力均勻地施壓在聚乙烯層上，防止因坡口處防腐層粘結(jié)不好出現(xiàn)聚乙烯層翹邊。

　　5、預(yù)留段環(huán)氧粉末涂層只有保護(hù)完整，才能起到延緩管端因腐蝕引起的翹邊。國內(nèi)管端聚乙烯坡口加工都用鋼絲輪打磨方式，會損壞環(huán)氧粉末涂層。應(yīng)改用機(jī)械加工坡口，刀口底層要有限位裝置來控制刀具的進(jìn)刀深度，以免傷及環(huán)氧粉末涂層。

不銹鋼無縫管固溶處理的作用

　　固溶溫度主要根據(jù)化學(xué)成分確定。一般說來，合金元素種類多、含量高的牌號，固溶溫度要相應(yīng)提高。特別是錳、鉬、鎳、硅含量高的鋼，只有提高固溶溫度，使其充分溶解，才能達(dá)到軟化效果。但穩(wěn)定化鋼，如321不銹鋼管，固溶溫度高時(shí)穩(wěn)定化元素的碳化物充分溶解于奧氏體中，在隨后的冷卻中會以Cr23C6的形態(tài)在晶界析出，造成晶間腐蝕。為使穩(wěn)定化元素的碳化物（TiC和NbC）不分解、不固溶，一般采用下限固溶溫度。20mm，以防止焊縫處環(huán)氧粉末底部先被腐蝕而引起3PE防腐層翹邊。

　　對于不銹鋼無縫管而言，固溶處理的3個(gè)要素是溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度。不銹鋼無縫管固溶處理有什么作用呢？

　　1:使不銹鋼無縫管組織和成分均勻一致，這對原料尤其重要，因?yàn)闊彳埞懿母鞫蔚能堉茰囟群屠鋮s速度不一樣，造成組織結(jié)構(gòu)不一致。在高溫下原子活動(dòng)加劇，σ相溶解，化學(xué)成分趨于均勻，快速冷卻后就獲得均勻的單相組織。

　　2:消除加工硬化，以利于繼續(xù)冷加工。通過固溶處理，歪扭的晶格恢復(fù)，伸長和破碎的晶粒重新結(jié)晶，內(nèi)應(yīng)力消除，鋼絲抗拉強(qiáng)度下降，伸長率上升。

　　3:恢復(fù)不銹鋼管固有的耐蝕性能。由于冷加工造成碳化物析出，晶格缺陷，使不銹鋼管耐蝕性能下降。固溶處理后不銹鋼無縫管耐蝕性能恢復(fù)

無縫鋼管是用10、20、30、35、45等碳結(jié)鋼16Mn、5MnV等低合金結(jié)構(gòu)鋼或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合結(jié)鋼熱軋或冷軋制成的。10、20等低碳鋼制造的無縫管主要用于流體輸送管道。45、40Cr等中碳鋼制成的無縫管用來制造機(jī)械零件，如汽車、拖拉機(jī)的受力零件。一般用無縫鋼管要保證強(qiáng)度和壓扁試驗(yàn)。熱軋鋼管以熱軋狀態(tài)或熱處理狀態(tài)交貨；冷軋以熱處理狀態(tài)交貨。④鋼管彎曲度檢查：直尺、水平尺（1m）、塞尺、細(xì)線測每米彎曲度、全長彎曲度。

鋼管幾何尺寸及外形檢查：

①鋼管壁厚檢查：千分尺、超聲測厚儀，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)。

③鋼管長度檢查：鋼卷尺、人工、自動(dòng)測長。

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

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：100%