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钢材力学性能是保证钢材终使用性能(机械性能)的重要指标,它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中,根据不同的使用要求,规定了拉伸性能(抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率)以及硬度、韧性指标,还有用户要求的高、低温性能等。
①抗拉强度(σb)
试样在拉伸过程中,在拉断时所承受的 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 能力。计算公式为:
式中:Fb--试样拉断时所承受的 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 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。
④断面收缩率(ψ)
在拉伸试验中,试样拉断后其缩径处横截面积的 缩减量与原始横截面积的百分比,称为断面收缩率。以ψ表示,单位为%。计算公式如下:
式中:S0--试样原始横截面积,mm2; S1--试样拉断后缩径处的少横截面积,mm2。
⑤硬度指标
金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
A、布氏硬度(HB)
用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(F)压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(L)。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS(钢球)表示,单位为N/mm2(MPa)。
无缝钢管的用途分类
1.管道用管。如:水、煤气管、蒸汽管道用无缝管、石油输送管、石油天然气干线用管。农业灌溉用水龙头带管和喷灌用管等。
2.热工设备用管。如一般锅炉用的沸水管、过热蒸汽管,机车锅炉用的过热管、大烟管、小烟管、拱砖管以及高温高压锅炉管等。
3.机械工业用管。如航空结构管(圆管、椭圆管、平椭圆管),汽车半轴管、车轴管、汽车拖拉机结构管、拖拉机的油冷却器用管、农机用方形管与矩形管、变压器用管以及轴承用管等。
4.石油地质钻探用管。如:石油钻探管、石油钻杆(方钻杆与六角钻杆)、钻挺、石油油管、石油套管及各种管接头、地质钻探管(岩心管、套管、主动钻杆、钻挺、按箍及销接头等)。
5.化学工业用管。如:石油裂化管,化工设备热交换器及管道用管、不锈耐酸管、化肥用高压管以及输送化工介质用管等。
6.其他各部门用管。如:容器用管(高压气瓶用管与一般容器管),仪表仪器用管、手表壳用管、注射针头及其医疗器械用管等。
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无缝钢管用途
1.建筑类的有:底下管道输送多较多、盖楼时抽取地下水、锅炉热水输送用等。
2.机械加工、轴承套、加工机械配件等。
3.电气类的:燃气输送、水发电流体管道。
4.风力发电厂防静电管等。流体管GB/T8163-2008、低中压锅炉管GB3087-2008、高压锅炉管GB5310-2008(ASME SA106/SA210/SA335)、高压化肥管GB6479-2000、石油裂化管GB9948-2006、不锈钢结构管GB/T14975-2002、不锈钢流体管GB/T14976-2002、不锈钢锅炉管GB13296-2007、管线管API SPEC 5L、石油套管API SPEC 5CT、低温管GB/T18984-2003(ASTM A333)等
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