1、鋼管力學性能力學性能鋼材力學性能是保證鋼材最終使用性能（機械性能）的重要指標，它取決于鋼的化學成分和熱處理制 度。在鋼管標準中，根據不同的使用要求，規定了拉伸性能（抗拉強度、屈服強度或屈服點、伸長率）以及 硬度、韌性指標，還有用戶要求的高、低溫性能等。抗拉強度（ob）試樣在拉伸過程中，在拉斷時所承受的最大力（Fb）,出以試樣原橫截面積（So）所得的應力（。）， 稱為抗拉強度（ob）,單位為N/mm2 （MPa）。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。計算 公式為：式中：Fb-試樣拉斷時所承受的最大力，N （牛頓）；So-試樣原始橫截面積，mm2。屈服點（os）具有屈服現象的金屬材料，試

2、樣在拉伸過程中力不增加（保持恒定）仍能繼續伸長時的應力，稱屈服 點。若力發生下降時，則應區分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm2 （MPa） o上屈服點（osu）：試樣發生屈服而力首次下降前的最大應力：下屈服點（asl）：當不計初始瞬時效 應時，屈服階段中的最小應力。屈服點的計算公式為：式中：Fs-試樣拉伸過程中屈服力（恒定），N （牛頓）S。-試樣原始橫截而積，mm2。斷后伸長率（。）在拉伸試驗中，試樣拉斷后其標距所增加的長度與原標距長度的百分比，稱為伸長率。以。表示，單 位為。計算公式為：式中：L1-試樣拉斷后的標距長度，mm： L0-試樣原始標距長度，mm.斷而收縮率（中）在拉伸試驗中

3、，試樣拉斷后其縮徑處橫截而積的最大縮減量與原始橫截而積的百分比，稱為斷面收縮 率。以中表示，單位為。計算公式如下：式中：SO-試樣原始橫截而積，mm2： S1-試樣拉斷后縮徑處的最少橫截面積，mm2.硬度指標金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力，稱為硬度。根據試驗方法和適用范圍不同，硬度又可分為布 氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對于管材一般常用的有布氏、洛氏、維 氏硬度三種。A、布氏硬度（HB）用一定直徑的鋼球或硬質合金球，以規定的試驗力（F）壓入式樣表而，經規定保持時間后卸除試驗 力,測量試樣表面的壓痕直徑（L）。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。以

4、HBS （鋼球） 表示，單位為N/mm2（MPa）。其計算公式為：式中：F-壓入金屬試樣表面的試驗力，N； D-試驗用鋼球直徑，mm； d-壓痕平均直徑，mm。測定布氏硬度較準確可靠，但一般HBS只適用于450N/mm2 （MPa）以下的金屬材料，對于較硬的 鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標準中，布氏硬度用途最廣，往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度，既直 觀，又方便。舉例：120HBS10/1000130：表示用直徑10mm鋼球在lOOOKgf （9.807KN）試驗力作用下，保持3 0s （秒）測得的布氏硬度值為120N/mm2 （MPa）。熱軋和冷軋(撥)無縫鋼管的區別熱軋和冷軋(撥無縫鋼管

5、的區別冷軋無縫管(GB3639-2000)是用于機械結構、液壓設備的尺寸精度高和表面光潔度好的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。無縫鋼管分熱軋和冷軋(撥)無縫鋼管兩類。冷軋(撥無縫管除分一般鋼管、低中壓鍋爐銅管、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、合金薄壁銅管、不銹薄壁鋼管、異型鋼管。熱軋無縫管外徑一股大于32mm.壁厚2.5-75mm.冷軋無縫鋼管處徑可以到 6mm,壁厚可到0.25皿，薄壁管外徑可到5mm,壁國小于0.25mm.冷軋比熱軋尺寸精度高。熱軋無縫管分一般鋼管，低、中樂鍋爐鋼管，高壓鍋爐鋼管、合金銅管、不銹鋼管、石油裂化管、地質銅管和其它鋼管等。

6、一般用無縫管：是用10、20、30、35、45等優質碳結鋼16Mn、5MnV等低合金結構鋼或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40比1B等合金 銅熱軋或冷軋制成的c 10、20等低碳鋼制造的無縫管主要用于流體輸送管道。45、4OCr等中碳鋼制成的無縫管用來制造機械零件， 如汽車、拖拉機的受力零件。一般用無縫鋼管要保證強度和壓扁試驗。熱軋鋼管以熱軋狀態或熱處理狀態交貨：冷軋以熱處理狀態交 貨。熱軋和冷軋無縫管的主要區別：1、冷軋成型銅允許截面出現局部屈曲，從而可以充分利用桿件屈曲后的承載力：而熱軋型鋼不允許截面發生局部屈曲。2、熱軋型綱和冷軋型鋼殘余應力產生的原因不同，所以截而上的分布也有

7、很大差異。冷彎薄壁型鋼截面上的殘余應力分布是彎 曲型的，而熱扎型鋼或焊接型鋼截面上殘余應力分布是薄膜型。3、熱軋型鋼的自由扭轉剛度比冷軋型鋼高，所以熱軋型銅的抗扭性能要優于冷軋型鋼。冷軋無縫管冷軋無縫管是指在常溫下，經過冷拉、冷彎、冷拔等冷加工把鋼板或鋼帶加工成各種型式的鋼材,優點：成型速度快、產量高，且不損傷涂層，可以做成多種多樣的截面形式，以適應使用條件的需要：冷軋可以使鋼材產生很大 的塑性變形，從而提高了鋼材的屈服點。缺點：L雖然成型過程中沒有經過熱態塑性壓縮，但截而內仍然存在殘余應力，對鋼材整體和局部屈曲的特性必然產生影響：2. 冷軋型鋼樣式一般為開口被向，使得截面的自由扭轉剛度較低。

8、在受彎時容易出現扭轉，受壓時容易出現彎扭屈曲，抗扭性能較差： 3,冷軋成型鋼壁厚較小，在板件銜接的轉角處又沒有加國，承受局部性的集中荷載的能力弱。熱軋無縫管是相對于冷軋無縫管而言的，冷軋無縫管是在再結晶溫度以下進行的軋制，而熱軋無縫管就是在再結晶溫度以.上進行 的軋制。優點:可以破壞鋼錠的鑄造組織，細化鋼材的晶粒，并消除顯微組織的缺陷，從而使鋼材組織密實，力學性能得到改善,這種改 善主要體現在沿軋制方向上，從而使鋼材在一定程度上不再是各向同性體：澆注時形成的氣泡、裂紋和疏松，也可在高溫和壓力作用 下被焊合。缺點：L經過熱軋之后，鋼材內部的非金屬夾雜物(主要是硫化物和氧化物，還有硅酸鹽)被壓成薄

9、片，出現分層(夾層)現象。 分層使鋼材沿國度方向受拉的性能大大惡化，并且有可能在焊縫收縮時出現層間撕裂°焊縫收縮誘發的局部應變時常達到屈服點應變 的數倍，比荷載引起的應變大得多：2,不均勻冷卻造成的殘余應力。殘余應力是在沒有外力作用下內部自相平衡的應力，各種截面 的熱軋型鋼都有這類殘余應力,一般型鋼截面尺寸越大，殘余應力也越大。殘余應力雖然是自相平衡的，但對鋼構件在外力作用下的 性能還是有一定影響,如對變形、穩定性、抗疲勞等方面都可能產生不利的作用。3,熱軋的鋼材產品，對于國度和邊寬這方面不好控 制。我們熟知熱脹冷縮，由于開始的時候熱軋出來即使是長度、厚度都達標，最后冷卻后還是會出現

10、一定的負差，這種負差邊寬越寬, 厚度越厚表現的越明顯。所以對于大號的鋼材，對于鋼材的邊寬、厚度、長度，角度，以及邊線都沒法要求太精確。無縫管用途種類如下：(1 ) 一般結構、機械結構用無縫管(GB8162-87) ( 2 )低中壓鍋爐用無縫管(GB/T3087-1999) ( 3 )高壓鍋爐用無縫管 ST45. 8/111 (GB5310-85)( 4 )輸送流體用無縫管(GB/T8163-1999)( 5 )冷拔或冷扎精密無縫管(GB3639-S3)( 6 )地質鉆探用綱管(YB235-70) ( 7 )石油鉆探鋼管(YB528-65) ( 8 )液壓氣缸筒精密內徑用無縫管(GB8713-8

11、8) ( 9 )化肥專用無縫 管(GB6479-86)( 1 0 )船舶用管(GB5312-85)(11)石油裂化管(GB9948-88)(12)各種合金管 16Mn 27SiMn 15CrMo.35CrMo 12CrMov 20G 40Cr目前，全世界生產無縫管的共計有110多個國家的1850多個公司下的5100多個生產廠，其中生產石油管的有44個國家的170 多個公司下的260多個廠。2000年，無縫管全國表現消費量為418.0萬噸，其中國內供應量的382.1萬噸，占國內總需求的9L 4%。 進口為35. 9萬噸，占國內總需求的8.59%。同年石油管消費量大約為91萬噸。進口約25. 2萬

12、噸。進口管占國內總消費量的大約70%, 其中進口管占國內總消費量的27.69%,石油管進口量約占無縫管總進口量的大約70缸從日本進口的石油管占總進口量一半以上。中 國最大的石油套管生產基地一一天津鋼管公司2000年的鋼管產品出來為52. 20萬噸，其中石油套管產量為36.41萬噸，套管占全國 石油產量的一半以上。在產量和銷售量上都占中國套管市場的第一位。從國際和國內兩個市場來看，無縫管(包括石油專用管)的現有生產能力均已大于需求.所以，今后的重點應放在充分發揮現有 機組的能力，開發出高強度等級、島抗擊毀、高抗腐蝕的石油管、高樂鍋爐管和氣瓶管等產品。也是國家針對當前我國鋼鐵市場進行 優化產品結構

13、的內容,這也是增加在國內外產品競爭力、擴大市場份額的關鍵所在。就是說，提高國內鋼管企業的市場競爭力是加和 WT0以后國內企業長期的任務和成功發展的關鍵。L結構用無縫管(GB/T8162-1999)是用于一般結構和機械結構的無縫管。2.流體輸送用無縫管(GB/T8163-1999)是用于輸送水、油、氣等流體的一般無縫管。3.低中樂鍋爐用無縫管(GB3087-1999)是用于制造各種結構低中樂鍋爐過熱蒸汽管、沸水管及機車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、 小煙管和拱磚管用的優質碳素結構鋼熱軋和冷拔(軋)無縫管。4,高壓鍋爐用無縫管(GB5310-1995)是用于制造高壓及其以上壓力的水管鍋爐受熱而用的優質

14、碳素鋼、合金鋼和不銹耐熱鋼無 縫管。5,化肥設備用高壓無縫管(GB6479-2000)是適用于工作溫度為FO'lOOC、工作壓力為lO"SOMa的化匚設備和管道的優質碳素結 構鋼和合金鋼無縫管°6,石油裂化用無縫管(GB9918-88)是適用于石油精煉廠的爐管、熱交換器和管道無縫管。7,地質鉆探用鋼管(YB235-70)是供地質部門進行巖心鉆探使用的鋼管，按用途可分為鉆桿、鉆鋌、巖心管、套管和沉淀管等。8 .金剛石巖芯鉆探用無縫管(GB3123-82)是用于金剛石巖芯鉆探的話桿、巖心桿、套管的無縫管。9 .石油鉆探管(YB328-65)是用于石油鉆探兩端內加厚或外加

15、厚的無縫管。銅管分下絲和不在絲兩種，車絲管用接頭聯結，不中 絲管用對焊的方法與工具接頭聯結。10 .船舶用碳鋼無縫管(GB5213-85)是制造船舶I級耐壓管系、H級耐壓管系、鍋爐及過熱器用的碳素鋼無縫管。碳素綱無處管 管壁工作溫度不超過450C,合金鋼無縫管管壁工作溫度超過450C。1L汽車半軸套管用無縫管(GB3088-82)是制造汽年半軸套管及驅動橋橋殼軸管用的優質碳素結構鋼和合金結構鋼熱軋無縫管。12 .柴油機用高壓油管(GB3093-86)是制造柴油機噴射系統高壓管用的冷拔無縫管。13 .液壓和氣動缸筒用精密內徑無縫管(GB8713-88)是制造液壓和氣動缸筒用的具有精需內徑尺寸的冷

16、拔或冷軋精密無縫管。L1 .冷拔或冷軋精密無縫管(GB3639-83)是用于機械結構、液壓設備的尺寸精度高和表面光潔度好的冷拔或冷軋精密無縫管。選 用精密無縫管制造機械結構或液壓設備等，可以大大節約機械加工工時,提高材料利用率，同時有利于提高產品質量。15 .結構用不銹鋼無縫管(GB/T14975-1994)是廣泛用于化工、石油、輕紡、醫療、食品、機械等工業的耐腐蝕管道和結構件及 零件的不銹鋼制成的熱軋(擠、擴)和冷拔(軋)無縫管°16 .流體輸送用不銹鋼無縫管(GB/T14976-1994)是用于輸送流體的不銹鋼制成的熱軋(擠、擴)和冷拔(軋)無縫管。17 .異型無縫管是除J

17、9;圓管以外的其他鼓而形狀的無縫管的總稱。按鋼管截而形狀尺寸的不同又可分為等壁厚異型無縫管(代號 為D)、不等壁厚異型無縫管(代號為BD)、變直徑異型無縫管(代號為BJ)。異型無縫管廣泛用于各種結構件、工具和機械零部 件。和帆管相比，異型管一般都有較大的慣性矩和裁面模數，有較大的抗彎抗扭能力，可以大大減輕結構重量，節約鋼材。無縫鋼管重量計算公式：(外徑-壁厚)*壁厚*0. 02466=kg/米(每米的重量)無縫管尺寸及允許偏差偏差等級標準化外徑允許偏差D1±1. 5%.最小±0.75 mmD2±1. 0%o 最小±0.50 mmD3±0. 75

18、%.最小±0.30 mmD4±0. 50%o 最小±0. 10 mm套管和油管用無縫鋼管J55、K55、N80、套0、P110力學性能化學成分套管和石油用無縫鋼管J55、K55、N80、L80、P110力學性能化學成分標準：API SPEC 5CT 美國 石油學會標準用途:用于油井用套管和油管的無縫鋼管主要生產鋼管牌號:J55、K55、N80、L80、P110 等石油套鋼管用途：油管用于油井中抽取石油或天然氣，套管用作油氣井中的井壁尺寸公差：鋼管種類外徑(D)壁厚(S)冷拔管鋼管外徑(mm)允許偏差(mm)允許偏差(mm)<114.3 ±0.79

19、-12.5%>114.3 -0.5%, +1%力學性能：標準牌號抗拉強度(MPa)屈服強度(MPa)伸長率()硬度API SPEC 5CT J55 >517 379552 查表K55 >517 >655N80 >689 552758L80(13Cr) >655 552655 <241HBP11O>862 758965化學成分：標準牌號化學成分()CSi Mn PSCrNi Cu Mo V AisAPI SPEC 5CT J55K55(37Mn5) 0.34-0.39 0.200.35 1.251.50 <0,020 <0,015 &l

20、t;0,15 <0.20 <0.20 <0,020N80(36 Mn2V) 0.34-0.38 0.20-0.35 1.45-1.70 <0.020 <0.015 <0.150.11-0.16 <0.020L80(13Cr) 0.15-0.22 <1.00 0.25-1.00 <0.020 <0.010 12.0-14.0 <0,20 <0.20 <0.020P110,(30CrMo) 0.26 0.35 0.17 0.37 0.40 0.70 <0,020 <0.010 0.80 1.10 <0.

21、20 <0.20 0.15 0.25 <0.08 <力學性能標準牌號抗拉強度(MPa)屈服強度(MPa)伸長率(%)硬度API SPEC 5CTJ55>517379-552K55>517>655N80>689552-758L8O(13Cr)>655552-655<241HBPHO>862758-965合金鋼管力學性能標準牌號抗拉強度(MPa)屈服強度(MPa)伸長率()硬度GB308710335475>195>24/20410550>245>20/GB531020G410550>245>24/20MnG>415>240>22/25MnG>485>275>20/15CrMoG440640>235>21/12Cr2MoG450600>280>20/12CrlMoVG470640>255>21/12Cr2MoWVTiB540735>345>18/10Cr9MolVNb>585>415>20/ASME SA210SA210A-1>415>255>30<143HBS