钢管:简介

钢管的历史、生产和使用

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bwin体育,几乎在任何地方都能找到——甚至在罗马的斗兽场也能找到, 在一个修复工程的脚手架上.

钢管是由钢材制成的圆柱形管,在制造业和基础设施中有多种用途. 它们是钢铁工业使用最多的bwin体育. 管道的主要用途是在地下输送液体或气体,包括石油, 气体, 和水. 然而,不同尺寸的管道被用于整个制造业和建筑业. 一个常见的家用制造业例子是用于冰箱冷却系统的窄钢管. 建筑使用管道加热和管道. 结构可以用不同尺寸的钢管建造, 比如扶手, 自行车架, 或者管柱.

威廉默多克 被认为是钢管的先驱. 1815年,他把火枪的枪管连在一起,支撑起一个煤灯燃烧系统. 默多克利用他的创新管道系统将煤气输送到伦敦街头的路灯上.

从19世纪开始, 钢管技术已经取得了很大的进步, 包括改进制造方法, 开发应用程序以供使用, 以及建立管理其认证的法规和标准.

钢管堆叠
钢管要么是无缝的,要么是焊接的,有各种尺寸和长度.

钢管是怎样制成的?

从熔炼原材料到成型或焊接, 这种无处不在的建筑材料是通过两个主要过程产生的:

把原钢转变成更有用的形式

这两种工艺都必须从生产高质量的钢材开始. 原钢是由铸造厂生产的 通过在熔炉中熔化原料的过程. 让构图完全正确, 可以向熔融金属中添加元素, 去除杂质. 产生的钢水被倒入模具中制成铸锭,或被转移到连铸机中制成平板, 坯料, 和华. 管子是由这些bwin体育中的两种制成的:平板或钢坯.

一堆钢坯
固体钢坯加热, 拉伸, 并通过中心穿孔成为无缝钢管.

钢管制造中的钢板和钢骨架

钢骨架是由加热到2200华氏度的板制成的. 热使表面形成水垢, 哪些必须通过破垢器和高压清洗去除. 一旦清洗干净,钢板就会被热轧成薄而窄的钢带,称为钢带. 用硫酸腌制(清洗表面), 用水冲洗后滚到大线轴上作为制管的原料. 骨架的宽度决定了可以制作的管子的直径.

从线轴上解开钢圈, 加热, 并通过槽辊轧制, 是什么使骨骼的边缘向上弯曲. 这一过程产生一个圆柱形管,其中两个边缘弯曲,彼此相遇形成一个长圆柱体. 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, 焊接滚轮将管子的边缘相互挤压——由于已经施加到骨骼上的热量,形成了一个伪造的焊缝. 焊接过程中不添加金属, 最后的滚轮将管道的直径和壁厚降低到规格.
  • 电阻焊的工艺与连续焊类似, 只不过骨骼是冷轧成管状的. 电流通过旋转的铜片供给到管的边缘, 加热边缘到焊接温度. 焊接辊连接管道边缘,形成一个锻造焊缝.
  • 螺旋焊和双埋弧焊采用更传统的焊接工艺,并加入焊接材料形成粘结.

无缝管用钢坯

钢坯是直接从连铸机生产出来的正方形长钢块,或者是由轧制和拉伸的铸锭制成的二次bwin体育. 这些钢坯可以用来制造 无缝钢管在某些应用中,由于没有焊接线,这是更安全的.

固体钢坯必须在极端温度下加热,达到白热但不熔化的状态. 机器将它们滚动,使它们变成圆柱形固体. 虽然还很热, 一个子弹形状的穿孔器被用来根据其尺寸使中空的中心变得规则. 随后进行一系列的铣削操作,以使管道符合所需的规格.

完成步骤

管子在安装接头之前,可能要经过矫直机作为最后的加工步骤. 小孔管道通常安装有螺纹接头, 但大口径管道通常安装法兰焊接到管道的末端. 测量机检查成品管的尺寸, 并在管子侧面盖上详细的图章,以作质量控制之用.

质量控制

质量控制步骤包括使用x光机检查管道缺陷,特别是沿焊缝. 另一种方法是通过注水来测试管道的压力, 然后将其置于压力下一段时间,以便在投入使用之前暴露任何可能导致灾难性故障的缺陷.

钢管是如何使用的?

管道用于建筑、运输和制造业. 它们的大小是根据外径而定的, 内径随壁厚的变化而变化. 有些应用需要比其他应用更厚的管壁,这取决于管道必须管理的力.

结构使用

结构用途是常见的建筑和建筑. 在这些行业中,这种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, 为地基提供额外的强度,广泛应用于建筑工程中.
建筑桩

钢管通过一种叫做 打桩. 在这些应用中,在基础铺设之前,管子被打入地下深处. 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 底部是否放在一层特别坚硬的土壤或岩石上. 建筑物的荷载通过桩传递到加固层上.
  • 摩擦桩 通过摩擦力将建筑物的荷载转移到整个桩高的土壤上. 整个桩的表面有助于把力转移到土壤.

 

由钢管制成的脚手架
脚手架杆是由钢管制成的,可以让建筑工人进入建筑中无法到达的区域.
脚手架杆

脚手架杆是由连接在笼子里的钢管制成的,建筑工人可以通过笼子进入高于地面的区域.

生产使用

护栏采用钢管
钢管被用来建造护栏来保护骑自行车的人和行人.
栏杆

护栏也由钢管制成, 为楼梯和阳台创造美观的安全功能.

不同尺寸的钢管柱排成一排
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 用于隔离某一区域的车辆,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
不锈钢管是户外现场陈设的好选择,因为它既耐腐蚀又坚韧.
自行车架

许多 商用自行车架 是弯曲钢管形成的吗. 钢的坚韧材料特性使它防盗.

运输使用

钢管最常见的用途是用于bwin体育的运输,因为这种材料非常适合长期安装. 由于它的韧性和抗击穿性,可以埋在地下.

低压应用不要求管道有高强度,因为它们没有暴露在显著的应力. 窄壁厚使得制造成本更低. 更专业的应用,如石油和天然气行业使用的管道,需要更严格的规格. 被运输bwin体育的危险性, 还有可能增加线路的压力, 要求高的强度,因此更高的壁厚. 这通常会带来相应的更高成本. 质量控制对于这些应用来说是至关重要的.

发电厂外的运输管道
钢管用于运输石油等bwin体育, 气体, 和水, 并适合长期安装.

钢管是如何定义的?

这些材料的指定方式可能会引起混淆, 这对管子的确切特性意味着什么. 的 美国测试与材料学会 随着 美国机械工程师学会(ASME)美国石油学会 在北美管道规格方面最被参考的组织是什么.

规格可分为三大类:

公称管径

管道尺寸被称为“公称管道尺寸”或NPS. 的 origin of the NPS numbers for smaller pipes (< NPS 12) is different to the origin for larger diameter pipes. 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,相同的结构支撑可用于特定NPS编号的所有管道.

日程安排

钢管表 是一种描述管道壁厚的方法吗. 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. 管程是一个无量纲数,是根据壁厚设计公式计算出来的, 给定设计压力和许用应力.

计划编号示例如下, 5S, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 性病, XS, 和xxs -最常见的是附表40和80. 随着附表数的增加,管道的壁厚也随之增加. 因此,管道的附表编号定义了内径, 因为OD是由NPS号确定的.

管重量

管子的重量可以根据NPS计算出来, 外径的定义是什么, 还有日程安排, 壁厚的定义是什么. 该公式使用钢的理论重量为40.8磅每平方英尺每1英寸的厚度来确定常数.

W = 10.69 × t (OD - t)

地点:

            重量(每英尺磅)
            外径
             厚度

下表来自 工程的工具箱 显示了不同NPS管道的外径、壁厚和重量的测量值. 表40和表80都显示了测量结果.

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
磅/英尺
内部
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

3.000

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

18.000

16.880

0.560

105.000

16.130

0.940

171.000

20

20.000

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

297.000

根据ASTM A53 -管道标准规范, 钢, 黑色和热浸, 镀锌的, 焊接和无缝.

认证

制造商发出 材料检测报告, 或轧机试验报告, 验证bwin体育符合化学分析和机械性能规范. MTR将包含与bwin体育相关的所有数据,并伴随bwin体育的整个生命周期.

以下是可在MTR上记录的典型参数:

  • 化学成分包括碳含量、合金和硫
  • 材料尺寸,重量,标识和等级
  • 材料发热数,与加工批次有关
  • 机械性能,如抗拉强度,屈服强度和延伸率

对于钢柱,最常引用的规格是ASTM A53和ASTM A500.

信实铸造厂如何使用钢管?

信实代工供应 管护柱 它们是由钢管制成的. 护柱是安装在地面上的垂直管道长度,用来保护人们, 建筑, 以及周围的基础设施.

钢管护柱必须符合安全规范,以确保它们的强度足以抵御车辆碰撞的冲击. 附表40和附表80钢可用于制作钢管护柱,这取决于应用情况.

钢管护柱通常用不锈钢、塑料或其他金属覆盖 装饰盖 为了美观和保护钢管免受腐蚀.

装饰性塑料系柱盖
钢管护柱可以用不锈钢覆盖, 塑料, 或其他金属装饰盖,以美观和防止腐蚀.