薄壁鋼管產(chǎn)品分類

無(wú)縫鋼管分熱軋和冷軋（撥）無(wú)縫鋼管兩類。

熱軋無(wú)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(zhì)鋼管和其它鋼管等。

冷軋（撥）無(wú)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(wú)縫管外徑一般大于 32mm，壁厚2.5-75mm，冷軋無(wú)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(wú)縫鋼管

是用10、20、30、35、45等優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼16Mn、5MnV等低合金結(jié)構(gòu)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(wú)縫管主要用于流體輸送管道。45、40Cr等中碳鋼制成的無(wú)縫管用來(lái)制造機(jī)械零件，如汽車、拖拉機(jī)的受力零件。一般用無(wú)縫鋼管要保證強(qiáng)度和壓扁試驗(yàn)。熱軋鋼管以熱軋狀態(tài)或熱處理狀態(tài)交貨；冷軋以熱處理狀態(tài)交貨。

低中壓鍋爐用無(wú)縫鋼管

用于制造各種低中壓鍋爐、過(guò)熱蒸汽管、沸水管、水冷壁管及機(jī)車鍋爐用過(guò)熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管等。用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋或冷軋（撥）無(wú)縫鋼管。主要用10、20號(hào)鋼制造，除保證化學(xué)成分和機(jī)械性能外要做水壓試驗(yàn)，卷邊、擴(kuò)口、壓扁等試驗(yàn)。熱軋以熱軋狀態(tài)交貨、冷軋（撥）以熱處理狀態(tài)交貨。

高壓鍋爐鋼管

主要用來(lái)制造高壓及其以上壓力的蒸汽鍋爐管道等用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹耐熱鋼無(wú)縫鋼管、這些鍋爐管經(jīng)常處于高溫和高壓下工作、管子在高溫?zé)煔夂退羝淖饔孟逻€會(huì)發(fā)生氧化和腐蝕，因此要求鋼管有高的持久強(qiáng)度、高的抗氧化性能，并具有良好的組織穩(wěn)定性，采用鋼號(hào)有：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)有20G、20MnG、25MnG；合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)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(xué)成分和機(jī)械性能外，要逐根做水壓試驗(yàn)，要作擴(kuò)口、壓扁試驗(yàn)。鋼管以熱處理狀態(tài)交貨。此外，對(duì)成品鋼管顯微組織、晶粒度、脫碳層也有一定要求。

地質(zhì)鉆探及石油鉆探用無(wú)縫鋼管

為探明地下巖層結(jié)構(gòu)、地下水、石油、天然氣及礦產(chǎn)資源情況，利用鉆機(jī)打井。石油、天然氣開(kāi)采更離不開(kāi)打井，地質(zhì)鉆探用石油鉆探用無(wú)縫鋼管是鉆井的主要器材，主要包括巖芯外管、巖芯內(nèi)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(fù)雜，鉆桿承受拉、壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)和不均衡沖擊載荷等應(yīng)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(qiáng)度、硬度、耐磨性和沖擊韌性，鋼管用鋼用“DZ”（地質(zhì)的漢語(yǔ)拼音字頭）加數(shù)字一代表鋼屈服點(diǎn)表示，常用的鋼號(hào)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(tài)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(wú)縫管。常用優(yōu)質(zhì)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(xué)成分和各種機(jī)械性能外，還要保證水壓、壓扁、擴(kuò)口等試驗(yàn)，及表面質(zhì)量和無(wú)損檢驗(yàn)。鋼管在熱處理狀態(tài)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(yīng)用于石油、化工設(shè)備管道和各種用途的不銹鋼結(jié)構(gòu)零件，除應(yīng)保證化學(xué)成分和機(jī)械性能，凡用作承受流體壓力的鋼管要保證水壓試驗(yàn)合格。各種專用鋼管要按規(guī)定保證條件。

常見(jiàn)小口徑薄壁管規(guī)格

冷拔無(wú)縫管 48×2-2.5薄壁鋼管

冷拔無(wú)縫管27×2.5-6

冷拔無(wú)縫管 8×1-2 冷拔無(wú)縫管 24×2.5-6

冷拔無(wú)縫管 48×3-6 冷拔無(wú)縫管 10×1-3

冷拔無(wú)縫管 25×1-2 冷拔無(wú)縫管 50×2-2.5

冷拔無(wú)縫管 12×1-2 冷拔無(wú)縫管 25×2.5-6

冷拔無(wú)縫管 50×3-6 冷拔無(wú)縫管 12×1-4

冷拔無(wú)縫管 26×1-2 冷拔無(wú)縫管 51×2-2.5

冷拔無(wú)縫管 14×1-2.5 冷拔無(wú)縫管 26×2.5-4

冷拔無(wú)縫管 51×3-6 冷拔無(wú)縫管 14×3-4 冷拔無(wú)縫管 28×1-2

冷拔無(wú)縫管 54×2-2.5 冷拔無(wú)縫管 16×1-2 冷拔無(wú)縫管 28×2.5-6

冷拔無(wú)縫管 54×3-6 冷拔無(wú)縫管 16×2.5-4 冷拔無(wú)縫管 31×1-2

冷拔無(wú)縫管 57×2-2.5 冷拔無(wú)縫管 17×1-2 冷拔無(wú)縫管 30×2.5-9

冷拔無(wú)縫管 57×3-6 冷拔無(wú)縫管 17×2.5-3 冷拔無(wú)縫管 32×1-2 冷拔無(wú)縫管 60×3-6

冷拔無(wú)縫管 18×1-2 冷拔無(wú)縫管 32×2.5-10 冷拔無(wú)縫管 63.5×3-6 冷拔無(wú)縫管 18×2.5-6

冷拔無(wú)縫管 34×1-2 冷拔無(wú)縫管 65×3-6 冷拔無(wú)縫管 19×1-2 冷拔無(wú)縫管 34×2.5-8

冷拔無(wú)縫管 68×3-6 冷拔無(wú)縫管 19×2.5-3 冷拔無(wú)縫管 38×1-2 冷拔無(wú)縫管 70×3-6

冷拔無(wú)縫管 20×1-2 冷拔無(wú)縫管 38×2.5-10 冷拔無(wú)縫管 76×4-16 冷拔無(wú)縫管 20×2.5-6

冷拔無(wú)縫管 40×2-2.5 冷拔無(wú)縫管 83×4-18 冷拔無(wú)縫管 21×1-2 冷拔無(wú)縫管 40×3-6

冷拔無(wú)縫管89×4-25 冷拔無(wú)縫管 21×2.5-3 冷拔無(wú)縫管 42×2-2.5 冷拔無(wú)縫管 22×1-2

冷拔無(wú)縫管 42×3-6 冷拔無(wú)縫管 22×2.5-6 冷拔無(wú)縫管 45×3-10

1、結(jié)構(gòu)用無(wú)縫鋼管：GB8162-2008

2、輸送流體用地縫鋼管：GB8163-2008

3、鍋爐用無(wú)縫鋼管：GB3087-2008

4、鍋爐用高壓無(wú)縫管：GB5310-2008（ST45.8-Ⅲ型）

5、化肥設(shè)備用高壓無(wú)縫鋼管：GB6479-1999

6、地質(zhì)鉆探用無(wú)縫鋼管：YB235-70

7、石油鉆探用無(wú)縫鋼管：YB528-65

8、石油裂化用無(wú)縫鋼管：GB9948-88

9、石油鉆鋌專用無(wú)縫管：YB691-70

10、汽車半軸用無(wú)縫鋼管：GB3088-1999

11、船舶用無(wú)縫鋼管：GB5312-1999

12、冷拔冷軋精密無(wú)縫鋼管：GB3639-1999

13、各種合金管16Mn、27SiMn、15CrMo、35CrMo、12CrMov、20G、40Cr,12Cr1MoV,15CrMoc其他

另外，還有GB/T17396-1998（液壓支柱用熱軋無(wú)縫鋼管）、

GB3093-1986（柴油機(jī)用高壓無(wú)縫鋼管）、

GB/T3639-1983（冷拔或冷軋精密無(wú)縫鋼管）、

GB/T3094-1986（冷拔無(wú)縫鋼管異形鋼管）、

GB/T8713-1988（液壓和氣動(dòng)筒用精密內(nèi)徑無(wú)縫鋼管）、

GB13296-1991（鍋爐、熱交換器用不銹鋼無(wú)縫鋼管）、

GB/T14975-1994（結(jié)構(gòu)用不銹鋼無(wú)縫鋼管）、

GB/T14976-1994（流體輸送用不銹鋼無(wú)縫鋼管）、

GB/T5035-1993（汽車半軸套管用無(wú)縫鋼管）、

API SPEC5CT-1999（套管和油管規(guī)范）等。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有無(wú)縫管生產(chǎn)企業(yè)約240多家，無(wú)縫鋼管機(jī)組約250多套，年產(chǎn)能力約450多萬(wàn)噸。從口徑看，<φ76的，占35%，<φ159-650的，占25%。從品種看，一般用途管190萬(wàn)噸，占54%；石油管76萬(wàn)噸，占5.7%；液壓支柱、精密管15萬(wàn)噸，占4.3%；不銹管、軸承管、汽車管共5萬(wàn)噸，占1.4%。

鋼坯被送入熔爐內(nèi)加熱，溫度大約為1200攝氏度。燃料為氫氣或乙炔。爐內(nèi)溫度控制是關(guān)鍵性的問(wèn)題.圓管坯出爐后要經(jīng)過(guò)壓力穿孔機(jī)進(jìn)行穿空。一般較常見(jiàn)的穿孔機(jī)是錐形輥穿孔機(jī)，這種穿孔機(jī)生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，穿孔擴(kuò)徑量大，可穿多種鋼種。穿孔后，圓管坯就先后被三輥斜軋、連軋或擠壓。擠壓后要脫管定徑。定徑機(jī)通過(guò)錐形鉆頭高速旋轉(zhuǎn)入鋼胚打孔，形成鋼管。鋼管內(nèi)徑由定徑機(jī)鉆頭的外徑長(zhǎng)度來(lái)確定。鋼管經(jīng)定徑后，進(jìn)入冷卻塔中，通過(guò)噴水冷卻，鋼管經(jīng)冷卻后，就要被矯直。鋼管經(jīng)矯直后由傳送帶送至金屬探傷機(jī)（或水壓實(shí)驗(yàn)）進(jìn)行內(nèi)部探傷。若鋼管內(nèi)部有裂紋，氣泡等問(wèn)題，將被探測(cè)出。鋼管質(zhì)檢后還要通過(guò)嚴(yán)格的手工挑選。鋼管質(zhì)檢后，用油漆噴上編號(hào)、規(guī)格、生產(chǎn)批號(hào)等。并由吊車吊入倉(cāng)庫(kù)中。

一種薄壁鋼管高速焊接生產(chǎn)工藝及裝置專利目的

《一種薄壁鋼管高速焊接生產(chǎn)工藝及裝置》目的是提供一種薄壁鋼管高速焊接生產(chǎn)工藝及裝置，該工藝不僅可以實(shí)現(xiàn)薄壁鋼管的高速、高效焊接生產(chǎn)，還可以實(shí)現(xiàn)厚壁鋼管多層焊接生產(chǎn)中的高速打底焊，解決了薄壁鋼管焊接生產(chǎn)產(chǎn)量低的技術(shù)難題。

一種薄壁鋼管高速焊接生產(chǎn)工藝及裝置技術(shù)方案

《一種薄壁鋼管高速焊接生產(chǎn)工藝及裝置》解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

一種薄壁鋼管高速焊接生產(chǎn)工藝，將不銹鋼帶經(jīng)過(guò)整形卷成鋼管形連續(xù)輸送至焊接位置，焊接位置處設(shè)置前后兩個(gè)TIG焊接電源，先經(jīng)第一TIG電弧焊接使焊縫完全焊透并保證鋼管內(nèi)表面的焊縫成形，隨后經(jīng)第二TIG電弧對(duì)第一TIG電弧形成的熔池后部進(jìn)行加熱，保證鋼管外表面焊縫平整連續(xù)。

所述的焊接速度為1.0-8.0米/分，鋼管壁厚范圍0.5-6毫米。

所述的第一TIG電弧由第一TIG焊槍產(chǎn)生，第二TIG電弧由第二TIG焊槍產(chǎn)生。

所述的第二TIG焊槍與第一TIG焊槍之間距離為0-60毫米。

所述的第一TIG焊槍在鋼管對(duì)接坡口平面內(nèi)與鋼管的水平對(duì)接焊縫成40-90°夾角的姿態(tài)，第一TIG電弧的焊接電流在30-400安、電弧電壓在10-40伏之間，鎢極尖端到對(duì)接邊上表面的距離為0.1-5毫米。

所述的第二TIG焊槍與第一TIG焊槍在同一平面內(nèi)，在鋼管對(duì)接坡口平面內(nèi)與鋼管的水平對(duì)接焊縫成60-90°夾角，第二TIG電弧的焊接電流為30-350安、電弧電壓為10-40伏，鎢極尖端到對(duì)接邊上表面的距離為0.1-5毫米。

所述的鋼管為圓形管或方形管或橢圓形管及其他異型管。

一種薄壁鋼管高速焊接生產(chǎn)裝置，包括鋼管輸送裝置、平焊焊接裝置，平焊焊接裝置包括在焊接位置設(shè)置的前后兩個(gè)獨(dú)立的TIG焊接電源，兩個(gè)TIG焊接電源分別產(chǎn)生第一TIG電弧和第二TIG電弧，第二TIG焊槍與第一TIG焊槍在同一個(gè)平面內(nèi)，且位于其后面，兩焊槍之間距離為0-60毫米，成0-90°夾角。

采用前后兩TIG電弧列置的方式，第一TIG電弧確保焊縫完全焊透并保證鋼管內(nèi)表面的焊縫成形，隨其后的第二TIG電弧提供輔助熱源，對(duì)第一TIG電弧形成的熔池尾部進(jìn)行加熱，并使其保持液態(tài)狀態(tài)，延長(zhǎng)鋼管外表面液態(tài)熔池的存在時(shí)間，使其有充足的時(shí)間可以回流填充熔池的下塌，從而可以形成表面平整連續(xù)的焊縫。在《一種薄壁鋼管高速焊接生產(chǎn)工藝及裝置》技術(shù)方案中，前后兩TIG電弧具有明確的分工：第一TIG電弧確保焊縫能夠完全焊透以及鋼管內(nèi)表面的焊縫成形，第二TIG電弧保證鋼管外面的焊縫成形，且不能使鋼管外表面熔池金屬過(guò)熱造成晶粒過(guò)分粗大。第二TIG電弧提供輔助熱源，延長(zhǎng)了液態(tài)熔池金屬的存在時(shí)間，為熔池后部堆積的液態(tài)金屬回流提供了充足的時(shí)間，是在高速焊接條件下不銹鋼獲得表面平整連續(xù)焊縫的關(guān)鍵。該方法采用兩臺(tái)獨(dú)立的TIG焊接電源，既可以同型號(hào)同規(guī)格，也可以不同型號(hào)不同規(guī)格；既可以是數(shù)字化焊接電源，也可以是普通的逆變TIG焊接電源、晶閘管TIG焊接電源。該方法所使用的母材既可以是不銹鋼材料，也可以碳鋼、合金鋼等黑色金屬以及鋁合金、鈦合金等有色金屬，所焊接生產(chǎn)的鋼管及有色金屬管可以是圓形管、方形管及其他異型管。焊接過(guò)程中，根據(jù)生產(chǎn)不銹鋼管的壁厚，確定第一TIG焊槍的姿態(tài)以及焊接電流、電弧電壓等參數(shù)，并以此形成的熔池尺寸調(diào)節(jié)第二TIG焊槍的姿態(tài)及其與第一TIG焊槍之間的距離以及焊接電流、電弧電壓等工藝參數(shù)，以便達(dá)到最佳的焊縫表面成形效果進(jìn)行鋼管的焊接生產(chǎn)。

一種薄壁鋼管高速焊接生產(chǎn)工藝及裝置改善效果

通過(guò)該焊接工藝方法可以實(shí)現(xiàn)薄壁（壁厚≤3毫米）鋼管的高速、高效焊接生產(chǎn)，還可以實(shí)現(xiàn)厚壁鋼管多層焊接生產(chǎn)中的高速打底焊。該焊接工藝方法不需要特別設(shè)計(jì)焊接裝置，只需在原有的鋼管焊接生產(chǎn)線上，緊鄰原有的TIG焊槍后面安裝一把姿態(tài)位置均可調(diào)節(jié)的TIG焊槍，通過(guò)調(diào)節(jié)兩把TIG焊槍之間的距離以及合理匹配兩TIG電弧電壓和焊接電流，就可以實(shí)現(xiàn)鋼板的高速高效焊接生產(chǎn)。另外，該焊接工藝方法不僅可以實(shí)現(xiàn)薄壁鋼管的高速焊接生產(chǎn)，還可以實(shí)現(xiàn)厚壁鋼管多層多道焊焊接生產(chǎn)過(guò)程中的高速打底焊以及鋁合金、鈦合金、鎂合金等有色金屬管的高速焊接生產(chǎn)。用該焊接工藝方法，對(duì)1.2毫米后的不銹鋼管生產(chǎn)中，在5米/分的焊接速度下，可以生產(chǎn)處焊縫表面成形良好、達(dá)標(biāo)，焊縫力學(xué)性能滿足要求的鋼管，雙TIG焊槍高速焊接焊縫表面形貌見(jiàn)附圖3。

薄壁鋼管分別受徑向動(dòng)力載荷和軸向動(dòng)力載荷下的屈曲分析計(jì)算方法，內(nèi)容以實(shí)驗(yàn)和理論分析相結(jié)合。以薄壁鋼管為研究對(duì)象，對(duì)不同截面及不同排列形式的薄壁鋼管進(jìn)行了動(dòng)力實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算。其中除第1章是對(duì)該領(lǐng)域研究現(xiàn)狀的敘述外，其他章節(jié)內(nèi)容包括薄壁鋼管徑向動(dòng)態(tài)和靜態(tài)實(shí)驗(yàn)、力學(xué)分析、無(wú)側(cè)限薄壁鋼管動(dòng)力屈曲四塑性鉸模態(tài)解、排式薄壁鋼管徑向動(dòng)力屈曲模態(tài)解、軸向動(dòng)態(tài)和靜態(tài)實(shí)驗(yàn)、軸向變形計(jì)算、動(dòng)力屈曲應(yīng)變率效應(yīng)等。

第1章 緒論

1.1 薄壁鋼管軸向動(dòng)力屈曲變形

1.1.1 實(shí)驗(yàn)

1.1.2 理論

1.2 薄壁鋼管徑向動(dòng)力屈曲變形

1.2.1 實(shí)驗(yàn)

1.2.2 理論

第2章 薄壁鋼管徑向受力分析及實(shí)驗(yàn)

2.1 圓截面薄壁鋼管力學(xué)分析

2.1.1 圓管受力分析

2.1.2 圓管極值內(nèi)力分析

2.1.3 破壞模態(tài)分析及結(jié)論

2.2 矩形截面薄壁鋼管力學(xué)分析

2.2.1 矩形管受力分析

2.2.2 矩形管極值內(nèi)力分析

2.2.3 破壞模態(tài)分析及結(jié)論

2.3 準(zhǔn)靜態(tài)壓力實(shí)驗(yàn)

2.3.1 單個(gè)圓管壓力實(shí)驗(yàn)

2.3.2 排式圓管壓力實(shí)驗(yàn)

2.3.3 矩形管壓力實(shí)驗(yàn)

2.4 梯度藥量爆炸實(shí)驗(yàn)

2.4.1 薄壁鋼管爆炸實(shí)驗(yàn)

2.4.2 普通鋼管爆炸實(shí)驗(yàn)

第3章 無(wú)側(cè)限薄壁鋼管徑向動(dòng)力屈曲變形

3.1 模態(tài)解方法

3.2 單個(gè)圓管動(dòng)力屈曲變形分析

3.2.1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

3.2.2 基本假定

3.2.3 變形模態(tài)設(shè)定

3.3 單個(gè)圓管動(dòng)力屈曲變形計(jì)算

3.4 多層鋼管動(dòng)力屈曲變形計(jì)算

第4章 排式薄壁鋼管徑向動(dòng)力屈曲變形

4.1 排式圓形截面薄壁鋼管動(dòng)力屈曲變形分析

4.1.1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

4.1.2 基本假定

4.1.3 變形模態(tài)

4.1.4 轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)尺寸及塑性鉸位置

4.2 排式圓形截面薄壁鋼管動(dòng)力屈曲變形計(jì)算

4.2.1 動(dòng)力壓扁運(yùn)動(dòng)場(chǎng)

4.2.2 模態(tài)解方程

4.2.3 塑性鉸處塑性彎矩

4.2.4 初始條件

4.2.5 鋼管變形響應(yīng)

4.3 排式矩形截面薄壁鋼管動(dòng)力屈曲變形分析

4.3.1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

4.3.2 基本假定

4.3.3 變形模態(tài)

4.4 排式矩形截面薄壁鋼管動(dòng)力屈曲變形計(jì)算

4.4.1 動(dòng)力屈曲第一階段

4.4.2 動(dòng)力屈曲第二階段

第5章 薄壁鋼管軸向動(dòng)力屈曲變形

第6章 薄壁鋼管動(dòng)力屈曲應(yīng)變率效應(yīng)

參考文獻(xiàn)2100433B