合金钢管的优点
主要的优点是可以100%回收,符合环保、节能、节约资源的国家战略,国家政策鼓励扩大高压合金管的应用领域。目前我国合金管消费量占钢材总量的比重仅为发达国家的一半,合金管使用领域扩大为行业发展提供更广阔的空间。根据中国特钢协会合金管分会专家组的研究,未来我国高压合金管长材的需求年均增长可达10-12%。
合金管与无缝管两者既有关系又有区别,不能混为一谈。
合金管是钢管按照生产用料(也就是材质)来定义的,顾名思义就是合金做的管子;而无缝管是钢管按照生产工艺(有缝无缝)来定义的,区别于无缝管的就是有缝管,包括直缝焊管和螺旋管。
合金管的材质大致有:16-50Mn、27SiMn、40Cr、12-42CrMo 16Mn 12Cr1MoV T91 27SiMn 30CrMo 15CrMo 20G Cr9Mo 10CrMo910 15Mo3 15CrMoV 35CrMoV 45CrMo 、15CrMoG、12CrMoV、45Cr、50Cr、45CrNiMo等
合金管标准:合金管具有中空截面,大量用作输送流体的管道,如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。合金钢管与圆钢等实心钢材相比,在抗弯抗扭强度相同时,重量较轻,合金钢管是一种经济截面钢材,广泛用于制造结构件和机械零件,如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。用合金钢管制造环形零件,可提高材料利用率,简化制造工序,节约材料和加工工时,如滚动轴承套圈、千斤顶套等,目前已广泛用钢管来制造。合金钢管还是各种常规不可缺少的材料,炮筒等都要钢管来制造。合金钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下,圆面积zui大,用圆形管可以输送更多的流体。此外,圆环截面在承受内部或外部径向压力时,受力较均匀,因此,绝大多数钢管是圆管。
合金钢管的生产工艺
合金钢管成型的方式称为弯曲,合金钢管成型的方式便称为弯折。弯折成型有2种基本方法:实弯和空弯。
1、实弯
实弯,顾名思义是压实了弯折,实弯时内外辊与管坯内外壁双向压实。
实弯的优点是反弹小,成型准确,而且只要辊型准确,内角成型的R比较准确。
实弯的缺点是有拉伸/减薄效应。
一,实弯会使弯折处产生拉伸,拉伸效应使弯折线纵向的长度缩短;
二,实弯弯折处金属会因拉伸而变薄。
2、空弯
空弯是通过外辊与管坯外壁的单向接触形成弯矩使带料弯折,空弯会使弯折线产生压缩,压缩效应使弯折线纵向伸长,弯折处金属出现堆积变厚,这就是空弯的压缩/增厚效应。
空弯的优点是可以在无法进行实弯时进行边长的弯折,比如合金钢管的上边/侧边同步弯折和精整。空弯还可以弯折R<0.2t的内角而不致管壁发生断裂。
空弯的缺点是合金钢管在上边/侧边同步空弯时,由于上辊和下辊同时产生压力,成型力容易超越临界点,造成边部失稳内凹,并且也会影响到机组稳定运行和成型质量。这也是合金钢管和圆管空弯成型时不同的特点。
我国建设部目前已经在工民建筑中建设一些钢结构试验楼,如2002年在天津建成的两栋建设部钢结构示范住宅,该工程采用钢管混凝土柱钢梁框架-钢骨混凝土核心筒(SRC)结构体系,工程总面积8000m2,主体十一层,一栋柱采用圆管,另一栋柱采用方钢管350×350mm,厚度随楼层变化而变化,其中1~3层为16mm,4~6层为14mm,7~9层为12mm,10~11层为10mm,钢管内灌注C40砼。梁采用焊接工字钢,规格为350×200×10×18mm,楼板为高强螺旋肋钢筋预应力叠合板。由于当时国内没有厂家生产如此大口径的合金钢管,工程中采用方钢管是四块板焊接的BOX柱。
天津两栋建设部钢结构示范住宅工程对冷弯型钢(主要是合金钢管)在钢结构住宅中应用得出两个启示:
一是大规格冷弯合金钢管市场空间较大,钢结构住宅的合理层数为10~18层,这样的中高层结构也对冷弯合金钢管的规格有一定要求。
二是方钢管较圆钢管有明显优势,原因有三:
其一,同样边长和直径的方、圆管,合金钢管的承载力和抗震性能更佳,根据天津某大学对三层二跨合金钢管和圆管砼柱框架进行的试验,合金钢管柱边长150mm,圆管直径150mm,试验结果前者抗侧力屈服承载力和极限承载力较后者高出80%,抗震性能指标约为后者的两倍;
其二,合金钢管施工更方便。钢结构住宅的圆管砼柱一般还需进一步施工,将圆型截面改为方型;
其三,采用圆管砼柱,与梁的连接较难处理。我国未来的钢结构市场中,冷弯方矩形管将占重要的份额。
实际应用中,这两种基本方法,在合金钢管成型中应根据产品需要配置到合理的工艺位置。应注意实弯成型的拉伸/减薄效应和空弯成型的压缩/增厚效应对于产品质量的影响,否则将导致合金钢管成型时侧边内凹,成品管纵向翘曲,而且难以矫直。
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