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合金管具有中空截面,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。合金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,合金钢管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。用合金钢管制造环形零件,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,当前已广泛用钢管来制造。合金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。合金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,圆面积更大,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。
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流体管钢管钢级
管道介质的输送压力有逐渐增高的趋势,在输气管线上尤为明显。这是因为在一定范围内提高输送压力会增加经济效益,以输气管线为例,在输量不变的条件下,随着输送压力的提高气体的密度增加而流速减小,从而使摩阻下降。在一条输气管线的站间距内由进站到出战压力逐渐下降,而流速逐渐增加,随之摩阻也逐渐增加,故离进站口 3 / 4 长度消耗生出站压差△ p 的一半,而后 1 / 4 长度消耗另一半。输气管线与输油管线大的差别是由进站到出站流速是逐渐增加的,这是介质的可压缩性造成的。而油基本上是不可压缩的,虽然输送压力沿管程逐步下降,但流速是不变的,摩阻也是前后相同的。由此看出对于输气管线压力的提高可使摩阻下降,而输送能耗下降。
还应指出,输气管线的能耗远比输油为大,仅以西气东输管线为例,该管线输送压力 p : 10MPa ,输量为 120 亿 m3 /年,管线长度为 4000KM ,粗略按经验估计能耗大致为 12 亿 m3 /年,而输量的。 1/10 作为沿途的能源消耗掉了。
由于对降低能耗的关切,输送压力有逐步增加的趋势。早期我国四川省的天然气管线输送压力为 2.5MPa ,以后增加到 4MPa ,陕京线为 6MPa ,西气东输增至 10MPa ,国外经济发达近十气输气管线多选取 12MPa 。
在输气管线上压比亦有逐渐下降的趋势。所谓压比指进站压力与出站压力之比,压比减少意味着全线均在较高的压力下运行,这样也可使能耗减小。早期压力多为 1.6 ,后来降至 1.4 ,近年国外有些输气管线取压比为 1.25 。当然,压比减小,压缩机站数要增加,从而投资会增加。对于管径、压力、压比均需进行优化计算和比选。
一般粗轧与中轧要求有较大的压下率,较高的轧制速度,以获得较大的生产率。但其大的总压下率,主要是由带钢本身塑性决定的,同时也受到轧制设备能力的限制。因此拟定粗轧,中轧工艺制度时,往往根据综合性能、设备能力及充分利用轧制带钢的塑性,并考虑“加工硬化”的影响,适当分配道次压下率,尽可能减少中间退火次数,以达到提高生产率,降低消耗和保证产品质量的目的。由于粗轧、中轧时所产生的“加工硬化”只是间接地影响到成品的力学性能,而不能直接控制成品的后性能,因此在整个轧制过程中,粗轧和中轧在经济上的要求,要重于质量控制的要求。
精轧是冷轧的后工序,是保证产品质量的关键一环。精轧的目的,主要在于控制成品的力学性能和工艺性能,控制成品的厚度和良好的板形以获得高质量性能和表面状态的成品。
精轧与粗轧、中轧虽然同属于冷轧,但在生产技术要求上有很大的区别。为了能地控制成品的力学性能,工艺性能,尺寸精度和表面光洁度,在精轧过程中对精轧坯的要求是非常严格的。精轧前的带钢,必须获得充分退火,以达到完全再结晶的状态。为了获得充分的退火,退火前的后一次中轧必须有足够的变形量。精轧时所采取的道次下率必须适当,这就是必须根据成品的各项有关质量的技术要求,选定总的压下率及分配道次压下率。
为了能够地控制带钢厚度,必须尽量避免轧机各部件的弹性变形,特别是要避免轧辊的弹性变形。
在实际生产中,粗轧、中轧与精轧的设备,往往是分开的,但没有严格的划分。因为对于一些力学性能、尺寸偏差和表面状态要求不十分严格的产品,往往在中轧设备上即可生产出成品。但对于一些要求较高的,特别是厚度较薄的产品,应当有中轧、精轧设备之分,亦即必须进行精轧。
必须指出,冷轧的这种分工及其产品特点之所以较之热轧方式生产的产品有许多优点,乃与如下的冷轧工艺特点是分不开的:
① 带钢在冷状态下轧制时,由于带钢加工硬化,则必须经过中间退火使之重新软化,并恢复塑性,以便继续轧制;
② 带钢坯在轧制前必须表面氧化铁皮,从而保证了带钢表面光洁度,并减少了轧辊的磨损;
③ 采用张力轧制,保证了带钢的良好板形,控制了带钢厚度偏差,并减小轧制压力,有利于轧制薄规格产品。
④ 采用工艺冷却和润滑,便于控制轧辊与带钢的温度,减少轧辊与带钢间的摩擦并降低轧制压力,有利于板形控制并防止了带钢的粘辊。
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