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试样在拉伸过程中,在拉断时所承受的大力(Fb),除以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度(σb),单位为N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的大能力。计算公式为:
式中:Fb--试样拉断时所承受的大力,N(牛顿); So--试样原始横截面积,mm2。
②屈服点(σs)
具有屈服现象的金属材料,试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称屈服点。若力发生下降时,则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2(MPa)。
上屈服点(σsu):试样发生屈服而力首次下降前的大应力; 下屈服点(σsl):当不计初始瞬时效应时,屈服阶段中的小应力。
屈服点的计算公式为:
式中:Fs--试样拉伸过程中屈服力(恒定),N(牛顿)So--试样原始横截面积,mm2。
③断后伸长率(σ)
在拉伸试验中,试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比,称为伸长率。以σ表示,单位为%。计算公式为:
式中:L1--试样拉断后的标距长度,mm; L0--试样原始标距长度,mm。
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钢管按生产工艺分为无缝钢管和焊接钢管。前者又分为热轧无缝钢管和冷轧(冷拔、挤压)无缝钢管;后者根据焊接方法又分为电焊钢管(以高频电阻焊为主)、气焊钢管和炉焊钢管等。按其用途分类,有管道用、热工设备用、机械工业用、高压容器用、地质钻探用、石油工业用、化学工业用和工程结构用钢管等。
用于输送水、煤气的管道用钢管,其规格小于或等于12英寸(304.8毫米)的,以公称口径表示,表示方法同时用英寸数和毫米数两种,但公称口径不一定等于钢管外径减2倍壁厚之差,它不过是钢管规格的名称;其他圆形钢管均以外径和壁厚的毫米数表示;选用异形钢管时,需标明其外形。
端部加厚的钢管,其端部承载力增大,用以制作钻杆、套管和油管,多用于地质勘探和石油、天然气的开采。内层用铜或其他金属、外层用钢的双层金属管,以及内衬塑料的钢管,其防腐性能较强,多用于输送有腐蚀性的流体。
钢管的承载力,一方面与钢号及其力学性能,即屈服点、抗拉强度、伸长率和冲击韧性等有关,另一方面与截面的几何特性有关。圆形钢管抵抗局部屈曲的能力强,因而它是承受径向内压和径向外压的好构件。在钢号相同、面积相等和同样支撑条件下,矩形钢管的偏心受压承载力较强,圆形和方形钢管的轴心受压承载力强。但方形和矩形钢管在受压区抵抗局部屈曲的能力不如圆形钢管。无缝钢管与焊接钢管相比,前者生产工艺复杂,质优价昂,在土木工程中应用较少,后者应用较多。
2.常用标准:① GB/T 2102-2006 钢管的验收、包装、标志和质量证明书。
② GB/T 17395-1998 无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差。
③ GB/T5310-1995 高压锅炉用无缝钢管。
④ GB/T 6479-2000 高压化肥设备用无缝钢管。
⑤GB/T 18248-2000 气瓶用无缝钢管。
编辑本段镀锌方法
无缝钢管的镀锌方法
有热镀锌和电镀锌两大类。热镀锌有湿法、干法、铅锌法、氧化还原法等,其工艺流程如图所示。
不同热镀锌方法的主要区别在钢管酸浸清洗后,用什么方法活化管体表面提高镀锌质量。现生产中主要采用干法和氧化还原法,其特点见表。
电镀锌的锌层表面十分光滑致密、组织均匀;具有良好的力学性能和抗腐蚀能力;锌耗比热镀锌低60%~75%。电镀锌在技术上有一定的复杂性,但对单面镀层,内外表面镀层厚度不同的双面镀层,以及薄壁管镀锌等皆须采用此法。
4.钢管理化性能检验:
①拉伸试验:测应力和变形,判定材料的强度(YS、TS)和塑性指标(A、Z)
纵向,横向试样 管段、弧型、圆形试样(¢10、¢12.5)
小口径、薄壁 大口径、厚壁 定标距。
注:试样断后伸长率与试样尺寸有关 GB/T 1760
②冲击试验:CVN、缺口C型、V型、功J 值J/cm2
标准试样10×10×55(mm) 非标试样5×10×55(mm)
③硬度试验:布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、维氏硬度HV等
④液压试验:试验压力、稳压时间、 p=2Sδ/D
5.钢管工艺性能检验:
①压扁试验:圆形试样 C形试样(S/D>0.15) H=(1+2)S/(∝+S/D)
L=40~100mm 单位长度变形系数=0.07~0.08
②环拉试验:L=15mm 无裂纹为合格
③扩口和卷边试验:顶心锥度为30°、40°、60°
④弯曲试验:可代替压扁试验(对大口径管而言)
6.钢管金相分析:
①高倍检验(微观分析):非金属夹杂物100x GB/T 10561 晶粒度:级别、级差
组织:M、B、S、T、P、F、A-S
脱碳层:内、外
A法评级:A类-硫化物 B类-氧化物 C类-硅酸盐 D-球状氧化 DS类
②低倍试验(宏观分析):肉眼、放大镜10x以下
a. 酸蚀检验法、b. 硫印检验法(管坯检验,显示低培组织及缺陷,如疏松、偏析、皮下气泡、翻皮、白点、夹杂物等。
c. 塔形发纹检验法:检验发纹数量、长度及分布。
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