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力學性能指標編輯
鋼材力學性能是保證鋼材終使用性能（機械性能）的重要指標，它取決于鋼的化學成分和熱處理制度。在鋼管標準中，根據不同的使用要求，規定了拉伸性能（抗拉強度、屈服強度或屈服點、伸長率）以及硬度、韌性指標，還有用戶要求的高、低溫性能等。
①抗拉強度（σb）
試樣在拉伸過程中，在拉斷時所承受的力（Fb），除以試樣原橫截面積（So）所得的應力（σ），稱為抗拉強度（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。
②屈服點（σs）
具有屈服現象的金屬材料，試樣在拉伸過程中力不增加（保持恒定）仍能繼續伸長時的應力，稱屈服點。若力發生下降時，則應區分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm2（MPa）。
上屈服點（σsu）：試樣發生屈服而力首次下降前的應力； 下屈服點（σsl）：當不計初始瞬時效應時，屈服階段中的小應力。
屈服點的計算公式為：
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。
③斷后伸長率（σ）
在拉伸試驗中，試樣拉斷后其標距所增加的長度與原標距長度的百分比，稱為伸長率。以σ表示，單位為%。計算公式為：σ=（Lh-Lo）/L0*
式中：Lh--試樣拉斷后的標距長度，mm； L0--試樣原始標距長度，mm。
④斷面收縮率（ψ）
在拉伸試驗中，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。
⑤硬度指標
金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力，稱為硬度。根據試驗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。
A、布氏硬度（HB）
用一定直徑的鋼球或硬質合金球，以規定的試驗力（F）壓入式樣表面，經規定保持時間后卸除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑（L）。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。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--試驗用鋼球直徑，mm； d--壓痕平均直徑，mm。
測定布氏硬度較準確可靠，但一般HBS只適用于450N/mm2（MPa）以下的金屬材料，對于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標準中，布氏硬度用途廣，往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度，既直觀，又方便。
舉例：120HBS10/1000/30：表示用直徑10mm鋼球在1000Kgf（9.807KN）試驗力作用下，保持30s（秒）測得的布氏硬度值為120N/ mm2（MPa）。 [1]
質量要求編輯
（一）質量要求
①鋼的化學成分：鋼的化學成分是影響無縫鋼管性能主要的因素之一，也是制定軋管工藝參數和鋼管熱處理工藝參數的主要依據。
a. 合金元素：有意加入，根據用途
b. 殘余元素：煉鋼帶入，適當控制
c. 有害元素：嚴格控制（As、Sn、Sb、Bi、Pb），氣體（N、H、O）
爐外精煉或電渣重熔：提高鋼中化學成分的均勻性和鋼的純凈度，減少管坯中的非金屬夾雜物并改善其分布形態。
②鋼管幾何尺寸精度和外形
a. 鋼管外徑精度：取決于定（減）徑方法、設備運轉情況、工藝制度等。
外徑允許偏差 δ=（D-Di）/Di × D： 或小外徑mm
Di：名義外徑mm
b. 鋼管壁厚精度：與管坯的加熱質量，各變形工序的工藝設計參數和調整參數，工具質量及其潤滑質量等有關
壁厚允許偏差： ρ=（S-Si）/Si× S：橫截面上或小壁厚
Si：名義壁厚mm
C．鋼管橢圓度：表示鋼管的不圓程度。
d. 鋼管長度：正常長度、定（倍）尺長度、長度允許偏差
e. 鋼管彎曲度：表示鋼管的彎度：每米鋼管長度的彎曲度、鋼管全長的彎曲度
f. 鋼管端面切斜度：表示鋼管端面與鋼管橫截面的傾斜程度
g. 鋼管端面坡口角度和鈍邊
5．鋼管表面質量：表面光潔要求
a. 危險性缺陷：裂紋、內折、外折、軋破、離層、結疤、拉凹、凸包等。
b. 一般性缺陷：麻坑、青線、劃傷、碰傷、輕微的內、外直道、輥印等。
無縫鋼管分熱軋和冷軋（撥）無縫鋼管兩類。
熱軋無縫鋼管分一般鋼管，低、中壓鍋爐鋼管，高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、地質鋼管和其它鋼管等。
冷軋（撥）無縫鋼管除分一般鋼管、低中壓鍋爐鋼管、高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、其它鋼管外，還包括碳素薄壁鋼管、合金薄壁鋼管、不銹薄壁鋼管、異型鋼管。熱軋無縫管外徑一般大于 32mm，壁厚2.5-75mm，冷軋無縫鋼管處徑可以到6mm，壁厚可到0.25mm，薄壁管外徑可到5mm，壁厚小于0.25mm，冷軋比熱軋尺寸精度高。
一般用無縫鋼管：是用10、20、30、35、45等優質碳結鋼16Mn、5MnV等低合金結構鋼或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合金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械零件，如汽車、拖拉機的受力零件。一般用無縫鋼管要保證強度和壓扁試驗。熱軋鋼管以熱軋狀態或熱處理狀態交貨；冷軋以熱處理狀態交貨。
低中壓鍋爐用無縫鋼管：用于制造各種低中壓鍋爐、過熱蒸汽管、沸水管、水冷壁管及機車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管等。用優質碳素結構鋼熱軋或冷軋（撥）無縫鋼管。主要用10、20號鋼制造，除保證化學成分和機械性能外要做水壓試驗，卷邊、擴口、壓扁等試驗。熱軋以熱軋狀態交貨、冷軋（撥）以熱處理狀態交貨。
高壓鍋爐鋼管：主要用來制造高壓及其以上壓力的蒸汽鍋爐管道等用的優質碳素結構鋼、合金結構鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管、這些鍋爐管經常處于高溫和高壓下工作、管子在高溫煙氣和水蒸汽的作用下還會發生氧化和腐蝕，因此要求鋼管有高的持久強度、高的抗氧化性能，并具有良好的組織穩定性，采用鋼號有：優質碳素結構鋼鋼號有20G、20MnG、25MnG；合金結構鋼鋼號15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等；有銹耐熱鋼常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb高壓鍋爐管除保證化學成分和機械性能外，要逐根做水壓試驗，要作擴口、壓扁試驗。鋼管以熱處理狀態交貨。此外，對成品鋼管顯微組織、晶粒度、脫碳層也有一定要求。
地質鉆探及石油鉆探用無縫鋼管：為探明地下巖層結構、地下水、石油、天然氣及礦產資源情況，利用鉆機打井。石油、天然氣開采更離不開打井，地質鉆探用石油鉆探用無縫鋼管是鉆井的主要器材，主要包括巖芯外管、巖芯內管、套管、鉆桿等。由于鉆探用管要深入到幾千米地層深度工作，工作條件極為復雜，鉆桿承受拉、壓、彎曲、扭轉和不均衡沖擊載荷等應力作用，還要受到泥漿、巖石磨損，因此，要求管材必須具有足夠的強度、硬度、耐磨性和沖擊韌性，鋼管用鋼用“DZ”（地質的漢語拼音字頭）加數字一代表鋼屈服點表示，常用的鋼號有DZ45的45MnB、50Mn；DZ50的40Mn2、40Mn2Si；DZ55的40Mn2Mo、40MnVB；DZ60的40MnMoB、DZ65的27MnMoVB。鋼管都以熱處理狀態交貨。
石油裂化管：用于石油煉廠的爐管、熱交換器管和管道用無縫管。常用優質碳素鋼（10、20）、合金鋼（12CrMo、15CrMo）、耐熱鋼（12Cr2Mo、15Cr5Mo）、不銹鋼（1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti）制造。鋼管除得證化學成分和各種機械性能外，還要保證水壓、壓扁、擴口等試驗，及表面質量和無損檢驗。鋼管在熱處理狀態下交貨。不銹鋼管：用各種不銹鋼熱軋，冷軋的不銹鋼管，廣泛應用于石油、化工設備管道和各種用途的不銹鋼結構零件，除應保證化學成分和機械性能，凡用作承受流體壓力的鋼管要保證水壓試驗合格。各種專用鋼管要按規定保證條件。
產生原因：
① 由于管坯的表面缺陷或內部缺陷所帶來的。
② 生產過程中產生的，如軋制工藝參數設計不正確，模具表面不光滑，潤滑條件不好，孔型設計及調整不合理。
③ 管坯（鋼管）在加熱軋制，熱處理以及矯直過程中，如果因為加熱溫度控制不當，變形不均勻，加熱冷卻速度不合理或矯直變形量太大而產生過大的殘余應力，那么也有可能導致鋼管產生表面裂紋。
6．鋼管理化性能：常溫力學性能、高溫力學性能、低溫性能、抗腐蝕性能。鋼管的理化性能主要取決于鋼的化學成分，組織結構和鋼的純凈度以及鋼管的熱處理方式等。
7．鋼管工藝性能：壓扁、擴口、卷邊、彎曲、焊接等。
8．鋼管金相組織：低倍組織（宏觀）、高倍組織（微觀） M、B、P、F、A、S
9．鋼管特殊要求：合同附件、技術協議。
（二）無縫鋼管質量檢驗方法：
1．化學成分分析：化學分析法、儀器分析法（紅外C—S儀、直讀光譜儀、zcP等）。
①紅外C—S儀：分析鐵合金，煉鋼原材料，鋼鐵中的C、S元素。
②直讀光譜儀：塊狀試樣中的C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ni、Cn、A1、W、V、Ti、B、Nb、As、Sn、Sb、Pb、Bi
③N—0儀：氣體含量分析N、O
2．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點并記錄。
②鋼管外徑、橢圓度檢查：卡規、游標卡尺、環規，測出點、小點。
③鋼管長度檢查：鋼卷尺、人工、自動測長。
④鋼管彎曲度檢查：直尺、水平尺（1m）、塞尺、細線測每米彎曲度、全長彎曲度。
⑤鋼管端面坡口角度和鈍邊檢查：角尺、卡板。
3．鋼管表面質量檢查：
①人工肉眼檢查：照明條件、標準、經驗、標識、鋼管轉動。
②無損探傷檢查：
a. 超聲波探傷UT：
對于各種材質均勻的材料表面及內部裂紋缺陷比較敏感。
標準：GB/T 5777-1996 級別：C5級
b. 渦流探傷ET：（電磁感應）
主要對點狀（孔洞形）缺陷敏感。 標準：GB/T 7735-2004
級別：B級
c. 磁粉MT和漏磁探傷：
磁力探傷，適用于鐵磁性材料的表面和近表面缺陷的檢測。
標準：GB/T 12606-1999 級別： C4級
d. 電磁超聲波探傷：
不需要耦合介質，可以應用于高溫高速，粗燥的鋼管表面探傷。
e. 滲透探傷：
熒光、著色、檢測鋼管表面缺陷。
4．鋼管理化性能檢驗：
①拉伸試驗：測應力和變形，判定材料的強度（YS、TS）和塑性指標（A、Z）
縱向，橫向試樣 管段、弧型、圓形試樣（￠10、￠12.5）
小口徑、薄壁 大口徑、厚壁 定標距。
備注：試樣斷后伸長率與試樣尺寸有關 GB/T 1760
②沖擊試驗：CVN、缺口C型、V型、功J 值J/cm2
標準試樣10×10×55（mm） 非標試樣5×10×55（mm）
③硬度試驗：布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、維氏硬度HV等
④液壓試驗：試驗壓力、穩壓時間、 p=2Sδ/D
5．鋼管工藝性能檢驗過程：
①壓扁試驗：圓形試樣 C形試樣（S/D>0.15） H=（1+2）S/（∝+S/D）
L=40～100mm 單位長度變形系數=0.07～0.08
②環拉試驗：L=15mm 無裂紋為合格
③擴口和卷邊試驗：頂心錐度為30°、40°、60°
④彎曲試驗：可代替壓扁試驗（對大口徑管而言）
6．鋼管金相分析：
①高倍檢驗（微觀分析）：非金屬夾雜物100x GB/T 10561 晶粒度：級別、級差
組織：M、B、S、T、P、F、A-S
脫碳層：內、外。
A法評級：A類-硫化物 B類-氧化物 C類-硅酸鹽 D-球狀氧化 DS類。
②低倍試驗（宏觀分析）：肉眼、放大鏡10x以下。
a. 酸蝕檢驗法。
b. 硫印檢驗法（管坯檢驗，顯示低培組織及缺陷，如疏松、偏析、皮下氣泡、翻皮、白點、夾雜物等。
c. 塔形發紋檢驗法：檢驗發紋數量、長度及分布。
（三）中國現行無縫鋼管標準：
1．現行無縫鋼管標準：共有47項 其中：GB 25 項 HB 3 項 特殊用途19項；基礎 2項 產品 45項
2．常用標準：
① GB/T 2102-2006 鋼管的驗收、包裝、標志和質量證明書。
② GB/T 17395-2008 無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差。
③ GB 5310-2008 高壓鍋爐用無縫鋼管。
④ GB 9948-2013 石油裂化用無縫鋼管。
⑤ GB 6479-2013 高壓化肥設備用無縫鋼管。
⑥GB 18248-2008 氣瓶用無縫鋼管
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