钢管:简介

钢管的历史、生产和使用

古罗马斗兽场修复时使用的钢管脚手架
钢管是钢铁工业中使用最多的产品,几乎在任何地方都能找到,甚至在罗马圆形大剧场,在一个修复项目的脚手架上。

钢管是由钢制成的圆柱形管,在制造业和基础设施中有多种用途。它们是钢铁工业中利用率最高的产品。管道的主要用途是输送地下的液体或气体,包括石油、天然气和水。然而,在整个制造和建造过程中都使用不同尺寸的管道。一个常见的家用制造例子是用于冰箱冷却系统的窄钢管。建筑使用管道来供暖和修水管。结构可以使用不同尺寸的钢管建造,如扶手、自行车架或钢管柱。

威廉默多克被认为是钢管的先驱。1815年,他把一桶桶火枪联合起来支持煤灯燃烧系统。默多克利用他的创新管道系统将煤气灯输送到伦敦的街道上。

自19世纪以来,钢管技术取得了巨大的进步,包括改进制造方法、开发其用途,以及制定规范和标准来管理其认证。

钢管堆放
钢管可以是无缝的,也可以是焊接的,有多种尺寸和长度。

钢管是怎么制成的?

从熔化原材料到成型或焊接,这种无处不在的建筑材料通过两个主要过程来创造:

把未加工的钢转化成更容易使用的形式

这两个过程都必须从生产优质钢材开始。原钢由铸造厂生产通过在熔炉中熔化原材料的过程。为了使成分准确无误,可以向熔融金属中加入元素,并除去杂质。由此产生的钢水被倒入模具中制成钢锭,或者被转移到连铸机中制成板坯、小方坯和钢坯。管子是由这两种产品制成的:板坯或小方坯。

钢坯堆
实心钢坯经过加热、拉伸、穿过中心成为无缝钢管。

管道制造中的钢板和钢鳞

钢骨架由加热至2200˚F的板坯制成。加热会在表面形成水垢,必须通过阻垢器和高压清洗去除水垢。清洁后,将钢坯热轧成称为钢骨架的薄窄钢带。骨架用硫酸进行酸洗(表面清洁),用水冲洗,然后作为制管的原材料轧制到大型线轴上。骨架的宽度决定了可以制作的管道的直径。

线材从线轴上松开,加热,通过带槽辊轧制,使线材的边缘向上弯曲。这一过程产生了一个圆柱形的管子,其中的两条边被弯曲,使它们互相接触,形成一个长圆柱体。焊接过程将边缘连接在一起并密封管道。

  • 在一个连续焊接操作在这种情况下,焊接辊将管子的边缘压成彼此之间的形状——由于已经应用到钢骨上的热量,形成了一个锻造焊缝。焊接过程中不添加金属,最后的轧辊使管道的直径和壁厚达到规格要求。
  • 电阻焊接遵循类似于连续焊接的过程,除了钢骨是冷轧成管道形状。电流通过旋转铜盘供给管道边缘,将边缘加热到焊接温度。焊接滚轮连接管道边缘,形成锻焊。
  • 螺旋焊和双埋弧焊采用更传统的焊接工艺,并添加焊接材料形成粘结剂。

无缝管用钢坯

钢坯是直接从连铸机生产的长方形钢件,或是由轧制和拉伸铸锭制成的二次产品。这些钢坯可用于制造无缝钢管,在某些应用中,由于没有焊接线,因此更安全。

实心钢坯必须在极端温度下加热,达到白热,但不熔化。机器把它们卷成圆柱体。在空心中心还热的时候,就会使用一个子弹形状的穿孔器,根据它的尺寸使其变得规则。随后进行一系列的铣削操作,以使管道符合要求的规格。

完成步骤

管道在末端安装接头之前,可通过矫直机作为最终工艺步骤。小口径管道通常配有螺纹接头,但大口径管道通常配有焊接在管道末端的法兰。测量机检查成品管道的尺寸,并在管道侧面压印细节,以进行质量控制。

质量控制

质量控制步骤包括使用x射线机检查管道缺陷,尤其是沿着焊缝。另一种技术是用水对管道进行压力测试,然后在压力下保持一定时间,以暴露任何可能导致灾难性故障的缺陷,然后再投入使用。

钢管是如何使用的?

管道用于建筑、运输和制造。它们的尺寸是根据它们的外径,内径根据壁厚而变化。有些应用需要更厚的壁,这取决于管道必须承受的压力。

结构使用

结构用途是常见的建筑和建筑。在这些工业中,建筑材料通常被称为钢管。

焊工在钢管上工作
钢管,又称钢管,为基础提供额外的强度,广泛应用于建筑工程。
建筑桩

钢管在一个叫做打桩.在这些应用中,在打地基之前,管子要深入地下。它为高层建筑或地面上不安全的建筑提供稳定性。

有两种基本类型桩基础

  • 端承桩将底端置于一层特别坚硬的土壤或岩石上。建筑物的荷载通过桩转移到坚固层上。
  • 摩擦桩通过摩擦将建筑荷载传递到桩的整个高度的土壤上。桩的整个表面有助于将力传递到土壤中。

钢管脚手架
脚手架杆由钢管制成,允许建筑工人进入建筑物内无法触及的区域。
脚手架杆

脚手架杆是将钢管连接在一个笼子里制成的,这样建筑工人就可以进入高于地面的区域。

生产使用

护栏采用钢管
钢管用来建造护栏,保护骑自行车的人和行人。
栏杆

护栏也由钢管制成,为楼梯和阳台创造了美观的安全功能。

不同尺寸的钢管桩排成一排
钢管护柱保护行人和基础设施免受车辆碰撞。
护柱

安全护柱用于封锁车辆通行的区域,以保护人员、建筑物或基础设施。

一系列弯曲的不锈钢户外自行车架固定着一辆色彩鲜艳的自行车
不锈钢管既耐腐蚀又坚韧,是户外场地陈设的理想选择。
自行车架

许多的商业的自行车架由弯曲的钢管制成。钢的坚硬的材料特性使它能防盗。

运输使用

钢管最常用于产品运输,因为这种材料非常适合长期安装。由于其耐寒性和耐击穿性,可将其埋在地下。

低压应用不要求管道具有高强度,因为它们不会暴露在显著的应力下。较窄的壁厚使得制造成本更低。更特殊的应用,如石油和天然气行业使用的管道,需要更严格的规范。由于产品在运输过程中的危险性,以及管道压力增加的可能性,要求较高的强度,因此需要较高的壁厚。这通常会带来相应的更高成本。质量控制对这些应用程序至关重要。

电厂外输送管道
钢管用于运输石油、天然气、水等产品,适合长期安装。

钢管是如何规定的?

对于这些材料是如何指定的,以及管道的确切特征意味着什么,可能会有混淆。的美国材料试验学会(ASTM)随着美国机械工程师协会(ASME)美国石油学会(API)是北美管道规范中引用最多的组织。

规格可以分为三大类:

公称管道尺寸

管道尺寸引用为“公称管道尺寸”或NPS。较小管道(< NPS 12)的NPS编号来源与较大直径管道的NPS编号来源不同。然而,所有特定NPS编号的管道具有相同的外径或外径(OD)。内径将根据金属的壁厚而变化。这样做的原因是,无论壁厚如何,所有特定NPS编号的管道都可以使用相同的结构支撑。

日程安排

钢管的日程安排是描述管道壁厚的一种方法。这是一个关键参数,因为它直接关系到管道的强度和特定应用的适用性。管道进度表是一个无量纲数,是根据壁厚设计公式计算的,给定设计压力和许用应力。

时间表编号的示例如下:5、5S、10、20、30、40、50、60、80、100、120、140、160、STD、XS和xxs -最常见的是时间表40和80。随着进度数的增加,管道的壁厚也随之增加。因此,管道的时间表编号定义了内径,因为外径是由NPS编号确定的。

管重量

管道重量可根据NPS(定义外径)和明细表(定义壁厚)计算。该公式使用每1英寸厚度40.8磅/平方英尺的理论钢重量来确定常数。

W=10.69 x t(外径–t)

地点:

W =重量(单位:磅/英尺)
外径
t =厚度

下表来自工程工具箱显示了不同NPS管道的外径、壁厚和重量测量值。附表40和附表80的测量结果均显示出来。

安排40
80年计划
名义上的
直径
直径
公称厚度
重量
直径
公称厚度
重量
管的大小
(in)
(in)
(in)
(in)
(in)
(in)

内部的
磅/英尺
内部的
磅/英尺

1/8

0.405

0.270

0.070

0.240

0.220

0.100

0.310

1/4

0.540

0.360

0.090

0.420

0.300

0.120

0.540

3/8

0.675

0.490

0.090

0.570

0.420

0.130

0.740

1/2

0.840

0.620

0.110

0.850

0.550

0.150

1.000

3/4

1.050

0.820

0.110

1.130

0.740

0.150

1.470

1

1.315

1.050

0.130

1.680

0.960

0.180

2.170

1 1/4

1.660

1.380

0.140

2.270

1.280

0.190

3

1 - 1/2

1.900

1.610

0.150

2.720

1.500

0.200

3.650

2

2.375

2.070

0.150

3.650

1.940

0.220

5.020

2 - 1/2

2.875

2.470

0.200

5.790

2.320

0.280

7.660

3.

3.500

3.070

0.220

7.580

2.900

0.300

10.300

3 - 1/2

4.000

3.550

0.230

9.110

3.360

0.320

12.500

4

4.500

4.030

0.240

10.790

3.830

0.340

14.900

5

5.563

5.050

0.260

14.610

4.810

0.380

20.800

6

6.625

6.070

0.280

18.970

5.760

0.430

28.600

8

8.625

7.980

0.320

28.550

7.630

0.500

43.400

10

10.750

10.020

0.370

40.480

9.560

0.590

64.400

12

12.750

11.940

0.410

53.600

11.380

0.690

88.600

14

14.000

13.130

0.440

63.000

12.500

0.750

107.000

16

16.000

15.000

0.500

78.000

14.310

0.840

137.000

18

18

16.880

0.560

105

16.130

0.940

171.000

20

20

18.810

0.590

123.000

17.940

1.030

209.000

24

24.000

22.630

0.690

171.000

21.560

1.220

297

基于ASTM A53–黑色和热浸镀锌、镀锌、焊接和无缝钢管的标准规范。

认证

制造商的问题材料测试报告,或Mill测试报告,以验证产品符合化学分析和机械性能规范。MTR将包含产品的所有相关数据,并将伴随产品的整个生命周期。雷竞技邀请码在哪里看

以下是MTR可能会记录的典型参数:

  • 化学成分,包括碳含量、合金和硫
  • 材料尺寸、重量、标识和等级
  • 物料炉号,与加工批次关联
  • 机械性能,如拉伸强度,屈服强度和伸长率

对于钢系柱,引用的最常见的规格是ASTM A53和ASTM A500。

Reliance Foundry是如何使用钢管的?

铸造供应的依赖管护柱是由钢管制成的。系柱是安装在地面上的垂直管道长度,以保护人员、建筑和周围的基础设施免受车辆碰撞。

钢管系船柱必须符合安全规范,以确保其足够坚固,能够抵抗车辆碰撞的冲击。根据应用情况,表40和表80钢可用于制造钢管系船柱。

钢管系柱通常覆盖不锈钢、塑料或其他金属电竞竞猜雷竞技 既美观又不腐蚀钢管。

装饰塑料系柱盖
钢管柱可以覆盖不锈钢、塑料或其他金属装饰盖,以达到美观和防止腐蚀的目的。