橢圓形冷拔無縫鋼管的用途與使用價值觀

     冷拔無縫鋼管按照無縫鋼管截面形狀的不同，分為三種：矩形冷拔無縫鋼管、圓形冷拔無縫鋼管及橢圓形冷拔無縫鋼管。國內目前大多使用的是矩形無縫鋼管及圓形無縫鋼管。相較于前兩種無縫鋼管，橢圓形無縫鋼管有漏風率低，結構強度高，剛性好，占用空間高度小等優點，橢圓形無縫鋼管的使用也逐漸增加。橢圓形無縫鋼管的制作，是經過橢圓無縫鋼管機一次性擴張成型至客戶所需的橢圓無縫鋼管的標準尺寸，具有成型好，效率高，操作簡便等優點，是通無縫鋼管道生產中不可缺少的設備。螺旋無縫鋼管換成橢圓無縫鋼管前工序之用· 原理是：先將圓無縫鋼管逐步壓成橢圓形，然后進入橢圓無縫鋼管機，擴張成型。橢圓無縫鋼管成型能滿足大多數冷拔無縫鋼管加工生產的要求，加工長度為3米，橢圓冷拔無縫鋼管除外形美觀優點外、強度更高氣密性更好且大大降低無縫鋼管安裝空間（高度）擴展了橢圓無縫鋼管應用范圍，代替目前矩形無縫鋼管理想的產品。橢圓無縫鋼管自投放市場以來，因其本身具有卓越性能及低廉的成本，在通風、空調系統中的應用不斷得到推廣，目前大部分產品也廣泛應用于造船、通風、凈化、紡織、會展、隧道等通風除塵領域。
橢圓冷拔無縫鋼管的優點：
1. 全自動機械化工廠生產，產品潔凈無灰塵。
2. 鎖縫嚴密，冷拔無縫鋼管內鎖縫隙平滑且無泄漏；鎖縫具有加強的作用。
3. 斷面濕周小，冷拔無縫鋼管漏風率極低，僅0.02% ，安裝輔材造價降低30%。
4. 有較長的連續長度（一般管長為 3M ），無縫鋼管尺寸一致性好，安裝簡便。
5. 結構強度高、剛性好、避免二次噪聲產生。優于矩形無縫鋼管，使系統通風質量大大提高。
6. 占用空間高度小，適應層高不足的建筑空間的通風無縫鋼管。不僅經濟，而且節約空間 。
7、其強度、氣密度更優于一般圓管、管壁內側接縫平滑，大幅度提高無縫鋼管剛性，明顯降低顫震噪音。
8、采用高速飛式切割機、無毛邊、無須二次加工、施工，管徑精密度高。
9.螺旋無縫鋼管經濟，可節省材料。重量輕，施工方便。施工時吊裝效率比矩形無縫鋼管提高一倍。
10.管端200mm以下采用CRIMPER(浪紋式)接頭，免用法蘭，結合迅速，氣密度高。
11、同等條件下滿狀輔材（吊架等）結果簡單，數量少，安裝輔材造價降低30%。
12、機械成型無縫鋼管的制作使優質鍍鋅板不受傷害，鍍鋅層不被破壞，延長了使用壽命。
13、規格統一，尺寸標準，保證了管道內壁平整，光滑，因而便于潔凈，使物料輸送流暢。
14、自成型法蘭能使管道材質統一，不再使用角鋼法蘭，減輕管道重量達20%以上。
15、建筑物的承荷能力可大大減小，從而減少了建筑物的總體造價。
橢圓冷拔無縫鋼管的用途：
(1)通風系統：送新風和排氣，將有害氣體排出室外，把室外新鮮空氣送至室內。一般而言，通風系統的流量都很大，因此要求使用阻力較小的空氣輸送冷拔無縫鋼管，以節省造價和運行費用——橢圓無縫鋼管就適用。一般情況下使用鍍鋅鐵管，有腐蝕性及特別潮濕的場所使用不銹無縫鋼管。(2)空調系統：橢圓無縫鋼管可內貼保溫材料，外表美觀。  (3)排油煙系統：飯店、酒樓、賓館的廚房均有大量油煙產生，需要排出，采用橢圓無縫鋼管是合適的，強度好，經濟實用。(4)除塵系統：除塵裝置的收集和輸送，可使用橢圓無縫鋼管。(5)散裝物料輸送：氣力輸送系統種，一些較細些松散的物料顆粒，可使用橢圓無縫鋼管輸送，造價低、效果好。（6）使用范圍跨足以下領域:1. 半導體集成 2. 光電廠 3.生物科技. 4制藥 5.食品. 6醫療. 7發電廠. 8 實驗室暨研究單位等

影響無縫鋼管材料疲勞強度的八大因素

    山東源利通無縫鋼管材料的疲勞強度對各種外在因素和內在因素都極為敏感。外在因素包括零件的形狀和尺寸、表面光潔度及使用條件等，內在因素包括材料本身的成分，組織狀態、純凈度和殘余應力等。這些因素的細變化，均會造成材料疲勞性能的波動甚至大幅度變化。 
   各種因素對疲勞強度的影響是疲勞研究的重要方面，這種研究將為零件合理的結構設計、以及正確選擇無縫鋼管材料和合理制訂各種冷熱加工工藝提供依據，以保證零件具有高的疲勞性能。 
1.應力集中的影響
常規所講的疲勞強度，都是用精心加工的光滑試樣測得的，然而，實際機械零件都不可避免地存在著不同形式的缺口，如臺階、鍵槽、螺紋和油孔等。這些缺口的存在造成應力集中，使缺口根部的 實際應力遠大于零件所承受的名義應力，零件的疲勞破壞往往從這里開始。
理論應力集中系數Kt ：在理想的彈性條件下，由彈性理論求得的，缺口根部的 實際應力與名義應力的比值。
有效應力集中系數（或疲勞應力集中系數）Kf：光滑試樣的疲勞極限σ-1與缺口試樣疲勞極限σ-1n的比值。
有效應力集中系數不僅受構件尺寸和形狀的影響，而且受材料的物理性質、加工、熱處理等多種因素的影響。
有效應力集中系數隨著缺口尖銳程度的增加而增加，但通常小于理論應力集中系數。
疲勞缺口敏感度系數q：疲勞缺口敏感度系數表示材料對疲勞缺口的敏感程度，由下式計算。
q的數據范圍是0-1，q值越小，表征無縫鋼管材料對缺口越不敏感。試驗表明，q并非純粹是材料常數，它仍然和缺口尺寸有關，只有當缺口半徑大于一定值后，q值才基本與缺口無關，而且對于不同材料或處理狀態，此半徑值也不同。
2.尺寸因素的影響
由于材料本身組織的不均勻性以及內部缺陷的存在，尺寸增加造成材料破壞概率的增加，從而降低材料的疲勞極限。尺寸效應的存在，是把試驗室小試樣測得的疲勞數據運用于尺寸實際零件中的一個重要問題，由于不可能把實際尺寸的零件上存在的應力集中、應力梯度等完全相似地在小試樣上再現出來，從而造成試驗室結果與某些具體零件疲勞破壞之間的互相脫節。
3.表面加工狀態的影響
機加工的表面總存在著高低不平的加工痕跡，這些痕跡就相當于小缺口，在材料表面造成應力集中，從而降低材料的疲勞強度。試驗表明，對于鋼和鋁合金，粗糙的加工（粗車）與縱向精拋光相比，疲勞極限要降低10%－20%甚至更多。材料的強度越高，則對表面光潔度越敏感。
4.加載經歷的影響
實際上沒有任何零件是在 恒定的應力幅條件下工作，材料實際工作中的超載和次載都會對材料的疲勞極限產生影響，試驗表明，材料普遍存在著超載損傷和次載鍛煉現象。
所謂超載損傷是指材料在高于疲勞極限的載荷下運行達到一定周次后，將造成材料疲勞極限的下降。超載越高，造成損傷所需的周次越短，如圖1所示。

    事實上，在一定條件下，少量次數的超載不僅不會對材料造成損傷，由于形變強化、裂紋 鈍化以及殘余壓應力的作用，還會對材料造成強化，從而提高材料的疲勞極限。因此，應對超載損傷的概念進行一些補充和修正。所謂次載鍛煉是指材料在低于疲勞極限但高于某一限值的應力水平下運行一定周次后，造成材料疲勞極限升高的現象。次載鍛煉的效果和材料本身的性能有關，塑性好的材料，一般來說鍛煉周期要長些，鍛煉應力要高些方能見效。
5.化學成分的影響
材料的疲勞強度與抗拉強度在一定條件下存在著較密切的關系，因此，在一定條件下凡能提高抗拉強度的合金元素，均可提高材料的疲勞強度。比較而言，碳是影響材料強度的主要因素。而一些在鋼中形成夾雜物的雜質元素則對疲勞強度產生不利影響。
熱處理和顯組織的影響不同的熱處理狀態會得到不同的顯組織，因此，熱處理對疲勞強度的影響，實質上就是顯組織的影響。同一成份的材料，由于熱處理不同，雖然可以得到相同的靜強度，但由于組織的不同，疲勞強度可在相當大的范圍內變化。
    在相同的強度水平時，片狀珠光體的疲勞強度明顯要低于粒狀珠光體。同是粒狀珠光體，其滲碳體顆粒越細小，則疲勞強度越高。
顯組織對材料疲勞性能的影響，除了和各種組織本身的機械性能特性有關外，還和晶粒度以及復合組織中組織的分布特征有關。細化晶粒可提高材料的疲勞強度。
6.夾雜物的影響
夾雜物本身或由它而產生的孔洞相當于小缺口，在交變載荷作用下將產生應力集中和應變集中，成為疲勞斷裂的裂紋源，對材料的疲勞性能造成不良影響。夾雜物對疲勞強度的影響不僅取決于夾雜物的種類、性質、形狀、大小、數量和分布，而且還取決于材料的強度水平以及外加應力水平及狀態等因素。
不同類型的夾雜物其機械和物理性能不同，和母材性能之間的差異不同，對疲勞性能的影響也不同。一般說來，易變形的塑性夾雜物（如硫化物）對鋼的疲勞性能影響較小，而脆性夾雜物（如氧化物、硅酸鹽等）則有較大的危害。
   比基體膨脹系數大的夾雜物（如硫化物）因在基體中產生壓應力而影響小，而比基體膨脹系數小的夾雜物（如氧化鋁等）因在基體中產生拉應力而影響大。
   夾雜物與母材結合的緊密程度也會影響疲勞強度。硫化物易于變形，和母材結合緊密，而氧化物易于脫離母材，造成應力集中。由此可知，從夾雜物的類型來說，硫化物的影響較小，而氧化物、氮化物和硅酸鹽等則是危害較大的。
   不同加載條件下，夾雜物對材料疲勞性能的影響也不同，在高載條件下，無論有沒有夾雜物的存在，外加載荷均足以使材料產生塑性流變，夾雜物的影響較小，而在材料的疲勞極限應力范圍，夾雜物的存在造成局部應變集中成為塑性變形的控制因素，從而強烈地影響材料的疲勞強度。也就是說，夾雜物的存在主要是影響材料的疲勞極限，對高應力條件下的疲勞強度影響不明顯。
材料的純凈度是由熔煉工藝過程決定的，因此，采用凈化冶煉方法（如真空熔煉、真空除氣和電渣重熔等）均可有效降低鋼中的雜質含量，改善材料的疲勞性能。
7.表面性能變化及殘余應力的影響
表面狀態的影響除前已提及的表面光潔度外，還包括表層機械性能的變化及殘余應力對疲勞強度的影響。表層機械性能的變化可以是表層化學成分和組織不同所引起，也可以是表層因形變強化而引起。
滲碳、氮化和碳氮共滲等表面熱處理除了可以增加零件的耐磨性之外，還是提高零件疲勞強度，特別是提高耐腐蝕疲勞和咬蝕的一種有效手段。
表面化學熱處理對疲勞強度的影響主要取決于加載方式、滲層中的碳氮濃度、表面硬度及梯度、表面硬度與心部硬度之比、層深以及表面處理所形成的殘余壓應力的大小和分布等因素。大量試驗表明，只要是先加工缺口后經化學熱處理，則一般說來缺口越尖銳，疲勞強度的提高也越多。
不同的加載方式下，表面處理對疲勞性能的影響也不同。軸向加載時，由于不存在應力沿層深分布不均的現象，表層和層下的應力相同。在這種情況下，表面處理只能改善表面層的疲勞性能，由于心部材料未得到強化，因而疲勞強度的提高有限。在彎曲和扭轉條件下，應力的分布集中于表層，表面處理形成的殘余應力和這種外加應力疊加，使表面實際承受的應力降低，同時，由于表層材料的強化，因而能有效地提高彎曲和扭轉條件下的疲勞強度。
    和滲碳、氮化以及碳氮共滲等化學熱處理相反，如果零件在熱處理過程中脫碳，使表層的強度降低，則會使源利通無縫鋼管材料的疲勞強度大幅度降低。同樣，表面鍍層（如鍍Cr、Ni等）由于鍍層中的裂紋造成的缺口效應、鍍層在基體無縫鋼管中引起的殘余拉應力以及電鍍過程中氫氣的浸入導到氫脆等原因，使疲勞強度降低。
    采用感應淬火、表面火焰淬火以及低淬透性鋼的薄殼淬火，均可獲得一定深度的表面硬度化層，并在表層形成有利的殘余壓應力，因而也是提高零件疲勞強度的有效方法。
   表面滾壓和噴丸等處理，由于能在試樣表面形成一定深度的形變硬化層，同時使表面產生殘余壓應力，因而也是提高疲勞強度的有效途徑