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一、钢管的分类 1、按生产方法分类 (1)无缝钢管--热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管 (2)焊管 (a)按工艺分--电弧焊管、电阻焊管(高频、低频)、气焊管、炉焊管 (b)按焊缝分--直缝焊管、螺旋焊管 2、按断面形状分类 (1)简单断面钢管--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、半圆形钢圆、其他 (2)复杂断面钢管--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、其他 3、按壁厚分类--薄壁钢管、厚壁钢管 4、按用途分类--管道用钢管、热工设备用钢管、机械工业用钢管、石油、地质钻探用钢管、容器钢管、化学工业用钢管、特殊用途钢管、其他 二、无缝钢管标准 是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。钢管具有中空截面,大量用作输送流体的管道,如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。钢管与圆钢等实心钢材相比,在抗弯抗扭强度相同时,重量较轻,是一种经济截面钢材,广泛用于制造结构件和机械零件,如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。用钢管制造环形零件,可提高材料利用率,简化制造工序,节约材料和加工工时,如滚动轴承套圈、千斤顶套等,目前已广泛用钢管来制造。钢管还是各种常规武器不可缺少的材料,枪管、炮筒等都要钢管来制造。钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下,圆面积 ,用圆形管可以输送更多的流体。此外,圆环截面在承受内部或外部径向压力时,受力较均匀,因此,绝大多数钢管是圆管。 但是,圆管也有一定的局限性,如在受平面弯曲的条件下,圆管就不如方、矩形管抗弯强度大,一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。根据不同用途还需有其他截面形状的异型钢管。 1.结构用无缝钢管(GB/T8162-1999)是用于一般结构和机械结构的无缝钢管。 2.流体输送用无缝钢管(GB/T8163-1999)是用于输送水、油、气等流体的一般无缝钢管。 3.低中压锅炉用无缝钢管(GB3087-1999)是用于制造各种结构低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔(轧)无缝钢管。 4.高压锅炉用无缝钢管(GB5310-1995)是用于制造高压及其以上压力的水管锅炉受热面用的优质碳素钢、合金钢和不锈耐热钢无缝钢管。 5.化肥设备用高压无缝钢管(GB6479-2000)是适用于工作温度为-40~400℃、工作压力为10~30Ma的化工设备和管道的优质碳素结构钢和合金钢无缝钢管。 6.石油裂化用无缝钢管(GB9948-88)是适用于石油精炼厂的炉管、热交换器和管道无缝钢管。 7.地质钻探用钢管(YB235-70)是供地质部门进行岩心钻探使用的钢管,按用途可分为钻杆、钻铤、岩心管、套管和沉淀管等。 8.金刚石岩芯钻探用无缝钢管(GB3423-82)是用于金刚石岩芯钻探的钻杆、岩心杆、套管的无缝钢管。 9.石油钻探管(YB528-65)是用于石油钻探两端内加厚或外加厚的无缝钢管。钢管分车丝和不车丝两种,车丝管用接头联结,不车丝管用对焊的方法与工具接头联结。山东无缝钢管 10.船舶用碳钢无缝钢管(GB5213-85)是制造船舶I级耐压管系、Ⅱ级耐压管系、锅炉及过热器用的碳素钢无缝钢管。碳素钢无缝钢管管壁工作温度不超过450℃,合金钢无缝钢管管壁工作温度超过450℃。 11.汽车半轴套管用无缝钢管(GB3088-82)是制造汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管用的优质碳素结构钢和合金结构钢热轧无缝钢管。 12.柴油机用高压油管(GB3093-2002)是制造柴油机喷射系统高压管用的冷拔无缝钢管。 13.液压和气动缸筒用精密内径无缝钢管(GB8713-88)是制造液压和气动缸筒用的具有精密内径尺寸的冷拔或冷轧精密无缝钢管。 14.冷拔或冷轧精密无缝钢管(GB3639-2000)是用于机械结构、液压设备的尺寸精度高和表面光洁度好的冷拔或冷轧精密无缝钢管。 选用精密无缝钢管制造机械结构或液压设备等,可以大大节约机械加工工时,提高材料利用率,同时有利于提高产品质量。 15.结构用不锈钢无缝钢管(GB/T14975-2002)是广泛用于化工、石油、轻纺、医疗、食品、机械等工业的耐腐蚀管道和结构件及零件的不锈钢制成的热轧(挤、扩)和冷拔(轧)无缝钢管。
可分为无缝钢管和有缝钢管,有缝钢管简称为直缝钢管。无缝钢管可用于各种行业的液体气压管道和气体管道等。焊接管道可用于输水管道、煤气管道、暖气管道、电器管道等。
按钢管用途分
1、管道用管。如:水、煤气管、蒸汽管道用无缝管、石油输送管、石油天然气干线用管。农业灌溉用水龙头带管和喷灌用管等。
2、热工设备用管。如一般锅炉用的沸水管、过热蒸汽管,机车锅炉用的过热管、大烟管、小烟管、拱砖管以及高温高压锅炉管等。
3、机械工业用管。如航空结构管(圆管、椭圆管、平椭圆管),汽车半轴管、车轴管、汽车拖拉机结构管、拖拉机的油冷却器用管、农机用方形管与矩形管、变压器用管以及轴承用管等。
4、石油地质钻探用管。如:石油钻探管、石油钻杆(方钻杆与六角钻杆)、钻挺、石油油管、石油套管及各种管接头、地质钻探管(岩心管、套管、主动钻杆、钻挺、按箍及销接头等)。
5、化学工业用管。如:石油裂化管,化工设备热交换器及管道用管、不锈耐酸管、化肥用高压管以及输送化工介质用管等。
6、其他各部门用管。如:容器用管(高压气瓶用管与一般容器管),仪表仪器用管、手表壳用管、注射针头及其医疗器械用管等。
按钢管材质分
钢管按制管材质(即钢种)可分为:碳素管和合金管、不锈钢管等。碳素管又可分为普通碳素钢管和优质碳素结构管。合金管又可分为:低合金管、合金结构管、高合金管、高强度管。轴承管、耐热耐酸不锈管、精密合金(如可伐合金)管以及高温合金管等。
内球笼和外球笼统称为球笼,被称作“等速万向节”,是轿车传动系统中的重要部件,其作用是将发动机的动力从变速器传递到两个前车轮,驱动轿车高速行驶。而钟形壳是汽车用等速万向节至关重要的零件之一,它主要由工作部分和联结部分组成,工作部分由内球面及若干沟道组成,联结部分由柄部的台阶面、外花键和外螺纹等组成。
在工作过程中,外花键柄部主要承受车辆启动和制动时的扭矩及一定的弯曲载荷,有时还要承受车辆启动和制动时因突然加速和减速所产生的冲击载荷。故其外花键柄部受到的应力主要为弯曲加扭转应力。内腔沟道表面则要承受传动轴传递扭矩时沿周向产生的钢球挤压,以及车辆在转向过程中钢球沿沟道方向运动所产生的磨损。
由于钟形壳工作承受极其复杂的交变载荷,为确保外花键齿面具有足够的硬度,外花键柄部具有高的强度、良好的耐冲击韧性和抗疲劳性能;内腔沟道表面具有高硬度、高耐磨性和高接触疲劳极限。钟形壳一般选用渗碳钢,再经过表面渗碳后淬火、回火处理,达到所要求的硬度、强度和韧性等使用性能要求。
本文对20CrMnTi内球笼钟形壳在热处理渗碳淬火过程中变形控制办法进行了研究。
1.技术条件
0458D型内球笼钟形壳的加工工艺路线为:锻造→正火→粗加工→热处理(渗碳淬火+回火)→精加工→成品。
尺寸及技术要求如下:内径¢53.04mm,壁厚8mm,有效硬化层0.8~1.2mm,芯部硬度35~48HRC,椭圆变形0.1mm以内。
检测仪器:洛氏硬度计、显微维氏硬度计、通止规和圆度仪。
2.内球笼钟形壳变形控制方法
0458D型内球笼钟形壳内腔沟道在渗碳淬火过程中易产生淬火变形,若变形较大,会影响后续的装配和使用,所以应控制好内球笼钟形壳的变形量。笔者分析机加工、工装、热处理工艺、淬火冷却介质、搅拌方式等都是决定淬火变形的因素,本文着重研究了淬火冷却介质、工艺及机加工对内球笼钟形壳变形的影响。
(1)合理选择油品
热处理设备为多用炉,生产初期使用某快速油淬火,超过75%的工件因内腔道变形较大而影响产品质量,笔者通过改变渗碳时间、淬火温度及保温时间、碳势及渗碳时间、油温及搅拌频率等来降低内腔变形量,结果都不理想, 情况是工件变形超标比例为55%,图1为0458D型内球笼钟形壳外观图,图2为钟形壳装炉方式。
众所周知,试样的几何因素是个重要因素。但各企业对拉伸试验的几何尺寸,形状等的规定却存在差别,因此有必要对此进行探讨,便于各生产单位和使用单位之间的相互了解。本文对试样的形状变化、宽度变化、不同平行长度对拉伸试验性能的影响进行了讨论;同时用光弹方法研究了板状样过渡圆弧半径及试样夹持部位等因素对拉伸试验结果的影响。
一、试验材料及实验条件
试验材料分别为薄板08Al、08F;中厚板X60、A3钢。均经化学成分检验,符合标准要求,加工试样精度符合GB 6397-86 金属拉伸试验试样标准, 要求拉伸试验在 材料试验机上进行。十字头速度恒定为10mm/min;引伸计符合ASTM E83C级要求;标距划线机线间长度误差小于0.1mm;光弹试验在光弹议上进行。
二、试验结果和讨论
1.试样对拉伸性能的影响
按照GB/T228-2010 金属拉伸试验标准要求,中厚板既可取保留原表面的板状试样,也可制成棒状试样测试拉伸性能。为表明二者是否存在差异,我们将X60(8mm厚)和A3(10mm厚)钢板分别制成带头板状样和直径为5mm的棒状试样进行实验。采用短比例试样。
结果表明:两种形状的试验结果是有差异的。棒状试样的应力σ5较板状试样高得多。我们认为原因在于;棒状试样经加工,表面光滑,缺陷少;而板状试样两表面均为直接轧制面,表面缺陷相对多一些。另外,两种试样在拉伸时的应力和应变状态也有差异。棒状试样的派生应力σ2=σ3,ε2=ε3,四周缩变均匀,而板状试样σ2≠σ3,ε2≠ε3,也造成的试验的结果不同。
2.试样宽度对拉伸结果的影响
板状拉伸试样的宽度,在其他因素相同的情况下,宽度保准也大不相同。为明确试样宽度对拉伸机械性能的影响。我们分别取08Al冷轧板和08F热轧板进行比较研究。
试样基本尺寸符合标准要求,固定其他尺寸,变化试样宽度。
结果表明:在固定标距的情况下,随试样宽度增加,σ0.2或(σs)和σb有下降趋势。我们认为:其原因在于随着试样宽度的增加,派生应力σ2增加,试样由单向拉伸逐渐转向平面应力状态,从而使参加流变的材料逐渐增多之故。
3.平行长度对板状试样拉伸性能的影响
一般都认为:平行试样长度越长,材料变形越均匀,伸长率就越大。但在实际工作中得出的结论却并非完全如此。同时平行长度的增大引起试样重量的增加,对材料也是一种浪费,因而需要明确一个范围,在不同 的标准中,我们同样发现平行长度有差异,如有l0+b/2, l0+b, l0+2b, (b为试样的宽度)。为进一步明确平行长度对拉伸试样机械性能的影响,我们用08Al冷轧板研究了这一问题。
试样尺寸符合标准要求,固定其他尺寸,变化试样平行长度。
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锅炉管锅炉管是指两端开口并具有中空断面,其长度与周边之比较大的钢材,按生产方法可分为无缝钢管和焊接钢管,钢管的规格用外形尺寸(如外径或边长)及壁厚表示,其尺寸范围很广,从直径很小的毛细管直到直径达数米的大口径管。钢管可用于管道、热工设备、机械工业、石油地质勘探、容器、化学工业和特殊用途。 1、基础知识分类钢管分无缝钢管和焊接钢管(有缝管)两大类。按断面形状又可分为圆管和异形管,广泛应用的是圆形钢管,但也有一些方形、矩形、半圆形、六角形、等边三角形、八角形等异形钢管。对于承受流体压力的钢管都要进行液压试验来检验其耐压能力和质量,在规定的压力下不发生泄漏、浸湿或膨胀为合格,有些钢管还要根据标准或需方要求进行卷边试验、扩口试验、压扁试验等。生产制造方法 ①一般锅炉管使用温度在350℃以下,国产管主要用10号、20号碳结钢热轧管或冷拔管制造。 ②高压锅炉管使用时经常处于高温和高压条件,管子在高温烟气和水蒸气的作用下,会发生氧化和腐蚀。要求钢管具有高的持久强度,高的抗氧化腐蚀性能,并有良好的组织稳定性。用途 ①一般锅炉管主要用来制造水冷壁管、沸水管、过热蒸汽管、机车锅炉用的过热蒸汽管,大、小烟管及拱砖管等。 ②高压锅炉管主要用来制造高压和超高压锅炉的过热器管、再热器管、导气管、主蒸汽管等。高压锅炉管行业供求趋势总体平稳,但是,各具体子行业供求状况将进一步分化。业内人士指出,关键的环节还是新型节能保温20g高压锅炉管设备的使用及。新型节能20g高压锅炉管产品在市场中正在逐渐增多,比如,绿色环保涂料、节能节水卫浴产品、环保石材、环保外水泥发泡保温板等,节能环保产品在20g高压锅炉管行业广阔的市场中前景令人看好。[1] 相关规定 (1)GB/T5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》规定。化学成分试验方法按GB222-84及《钢铁及合金化学分析方法》、GB223《钢铁及合金化学分析方法》中的有关部分。 (2)进口锅炉钢管的化学成分检验按合同规定的有关标准进行。 2、采用钢号 (1)优质碳素结构钢钢号有20G、20MnG、25MnG。 (2)合金结构钢钢号15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等。 (3)有锈耐热钢常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb锅炉管除保证化学成分和机械性能外,要逐根做水压试验,要作扩口、压扁试验。钢管以热处理状态交货。此外,对成品钢管显微组织、晶粒度、脱碳层也有一定要求。山东无缝钢管 3、物理性能 (1)GB3087-2008《低中压锅炉用无缝钢管》规定。拉力试验按GB/T228-87,水压试验按GB/T241-90,压扁试验按GB/T246-97,扩口试验按GB/T242-97,冷弯试验按GB244-97。 (2)GB5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》规定。拉力试验、水压试验和压扁试验与GB3087-82规定相同;冲击试验按GB229-94,扩口试验按GB/T242-97,晶粒度试验按YB/T5148-93;显微组织检验按GB13298-91,脱碳层检验按GB224-87,超声波检验按GB/T5777-96。 (3)进口锅炉管的物理性能检验及指标按合同规定的有关标准进行。
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