钢管作为钢铁产品的重要组成部分,因其制造工艺及所用管坯形状不同而分为焊接钢管(板,带坯)和无缝钢管(圆坯)两大类。
工程施工部门很少用到无缝钢管,用的大多是用钢板钢带焊接而成的钢管,简称焊管。脚手架钢管就是一种直焊缝焊管。

( 1) 焊接钢管

焊接钢管采用的坯料是钢板或带钢,因其焊接工艺不同而分为炉焊管、电焊 (电阻焊) 管和自动电弧焊管。 因其焊接形式的不同分为直缝焊管和螺旋焊管两种 。因其端部形状又分为圆形焊管和异型(方、扁等)焊管。

无缝钢管和焊管的比较

焊管因其材质和用途不同而分为如下若干品种:

  • GB/T3091-1993(低压流体输送用镀锌焊接钢管)。主要用于输送水、煤气、空气、油和取暖热水或蒸汽等一般较低压力流体和其他用途管。其代表材质 Q235A级钢。
  • GB/T3092-1993(低压流体输送用镀锌焊接钢管)。主要用于输送水、煤气、空气、油和取暖热水或蒸汽等一般较低压力流体和其它用途管。其代表材质为: Q235A级钢。
  • GB/T14291-1992(矿用流体输送焊接钢管)。主要用于矿山压风、排水、轴放瓦斯用直缝焊接钢管。其代表材质 Q235A 、 B 级钢。
  • GB/T14980-1994(低压流体输送用大直径电焊钢管)。主要用于输送水、污水、煤气、空气、采暖蒸汽等低压流体和其它用途。其代表材质 Q235A级钢。
  • GB/T12770-1991(机械结构用不锈钢焊接钢管)。主要用于机械、汽车、自行车、家具、宾馆和饭店装饰及其他机械部件与结构件。其代表材质 0Cr13、 1Cr17、 00Cr19Ni11 、1Cr18Ni9 、 0Cr18Ni11Nb 等。
  • GB/T12771-1991(流体输送用不锈钢焊接钢管)。主要用于输送低压腐蚀性介质。代表材质为 0Cr13、0Cr19Ni9、00Cr19Ni11 、00Cr17、0Cr18Ni11Nb、0017Cr17Ni14Mo2 等。

( 2) 无缝钢管

因其制造工艺不同,又分为热轧(挤压)无缝钢管和冷拔(轧)无缝钢管两种。

无缝钢管和焊管的比较

A. 工艺流程概述

热轧(挤压无缝钢管): 圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧 、 连轧或挤压→脱管→定径 (或减径)→冷却→坯管→矫直→水压试验(或探伤)→标记→入库。
冷拔(轧)无缝钢管:圆圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→涂油(镀铜)→多道次冷拔(冷轧)→坯管→热处理→矫直→水压试验(探伤)→标记→入库。

B.无缝钢管,因其用途不同而分为如下若干品种:

  • GB/T8162-1999(结构用无缝钢管)。主要用于一般结构和机械结构。其代表材质(牌号):碳素钢 20、45 号钢;合金钢 Q345、20Cr、40Cr、20CrMo、30-35CrMo、42CrMo等。
  • GB/T8163-1999(输送流体用无缝钢管)。主要用于工程及大型设备上输送流体管道。代表材质(牌号)为20、Q345等。
  • GB3087-1999(低中压锅炉用无缝钢管)。主要用于工业锅炉及生活锅炉输送低中压流体的管道。代表材质为10、20号钢。
  • GB5310-1995(高压锅炉用无缝钢管)。主要用于电站及核电站锅炉上耐高温、高压的输送流体集箱及管道。代表材质为 20G、 12Cr1MoVG 、 15CrMoG等。
  • GB5312-1999(船舶用碳钢和碳锰钢无缝钢管。主要用于船舶锅炉及过热器用 I 、 II级耐压管等。代表材质为 360、 410 、 460 钢级等。
  • GB1479-2000(高压化肥设备用无缝钢管。主要用于化肥设备上输送高温高压流体管道。代表材质为20、16Mn、12CrMo、12Cr2Mo等。
  • GB9948-1988(石油裂化用无缝钢管。主要用于石油冶炼厂的锅炉、热交换器及其输送流体管道。其代表材质为20、12CrMo、1Cr5Mo、1Cr19Ni11Nb 等。
  • GB18248-2000(气瓶用无缝钢管)。主要用于制作各种燃气、液压气瓶。其代表材质为37Mn、34Mn2V、35CrMo等。
  • GB/T17396-1998(液压支柱用热轧无缝钢管) 。主要用于制作煤矿液压支架和缸、柱,以及其它液压缸、柱。其代表材质为 20、45、27SiMn 等。
  • GB3093-1986(柴油机用高压无缝钢管)。主要用于柴油机喷射系统高压油管。其钢管一般为冷拔管,其代表材质为 20A 。
  • GB/T3639-1983(冷拔或冷轧精密无缝钢管)。主要用于机械结构、碳压设备用的、要求尺寸精度高、表面光洁度好的钢管。其代表材质 20、45 钢等。
  • GB/T3094-1986(冷拔无缝钢管异形钢管)。主要用于制作各种结构件和零件,其材质为优质碳素结构钢和低合金结构钢。
  • GB/T8713-1988(液压和气动筒用精密内径无缝钢管)。主要用于制作液压和气动缸筒用的具有精密内径尺寸的冷拔或冷轧无缝钢管。其代表材质为20、45钢等。
  • GB13296-1991(锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管)。主要用于化工企业的锅炉、过热器、热交换器、冷凝器、催化管等。用的耐高温、高压、耐腐蚀的钢管。其代表材质为0Cr18Ni9 、1Cr18Ni9Ti 、0Cr18Ni12Mo2Ti等。
  • GB/T14975-1994(结构用不锈钢无缝钢管)。主要用于一般结构(宾馆、饭店装饰)和化工企业机械结构用的耐大气、酸腐蚀并具有一定强度的钢管。其代表材质为0-3Cr13 、0Cr18Ni9 、1Cr18Ni9Ti 、0Cr18Ni12Mo2Ti等。
  • GB/T14976-1994(流体输送用不锈钢无缝钢管) 。主要用于输送腐蚀性介质的管道。代表材质为0Cr13、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti 、0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni12Mo2Ti等。
  • YB/T5035-1993(汽车半轴套管用无缝钢管)。主要用于制作汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管用的优质碳素结构钢和合金结构钢热轧无缝钢管。其代表材质为 45、45Mn2、40Cr 、20CrNi3A等。
  • API SPEC5CT-1999( 套管和油管规范),是美国石油学会( American Petreleum Instiute,简称 “API” )编制并发布的在世界各地通用。其中: 套管:由地表面伸进钻井内,作为井壁衬的管子,其管子之间通过接箍连接。主要材质为 J55、 N80、P110等钢级,以及抗硫化氢腐蚀的 C90、 T95 等钢级。其低钢级( J55、 N80)可为焊接钢管。油管:由地表面插入套管内直至油层的管子, 其管子之间通过接箍或整体连接。其作用于是抽油机将油层石油经油管输送到地面。主要材质为 J55、 N80、P110、以及抗硫化氢腐蚀的 C90、 T95 等钢级。其低钢级(J55、 N80)可为焊接钢管。
  • API SPEC 5L-2000(管线管规范),是美国石油学会编制并发布的,在世界各地通用。管线管 : 是把轴出地面的油、气或水,通过管线管输送到石油和天然气工业企业。管线管包括无缝和焊接管两种,其管端有平端、带螺纹端和承口端 ; 其连接方式为端头焊接、接箍连接、承插连接等。该管主要材质为 B、 X42、 X56、 X65、 X70 等钢级。

无缝管与焊接管比较:

1、焊管和无缝钢管比较壁厚公差

不锈钢无缝管可以做到小直径大壁厚和大直径大壁厚,但一般都会受长度限制;但不锈钢焊管的壁厚却能做的较薄,能够做到大直径小壁厚和小直径小壁厚,理论上来说不锈钢卷带有多长,焊管就能做多长。换句话说越厚越适合使用无缝管,越薄就越适合采用焊管。管子壁厚的平均性和同心度,在这方面不锈钢焊管要好于不锈钢无缝管。因为冷轧板的板面厚度公差比较平均,成型过程中变形平均。无缝管轧制过程中受设备精度等要素影响,有着厚度不平均、同心度的问题,不过圆度要比焊管更好。
焊管:采用热轧带卷为原材料,现代热连扎厚度公差可以控制在0.05mm之内,而无缝钢管采用圆钢穿孔方式生产,壁厚偏差较大,随后的热轧可以部分消除壁厚不均匀性,但目前最先进的机组只能控制在±5~10%t以内,对应于8.94mm厚度的钢管。
无缝钢管: 壁厚控制精度的极限是0.9mm。

2焊管和无缝钢管比较外径公差

钢管:采用冷弯成型,通过0.6%减径完成定径,其工艺过程温度基本恒定在室温,因而外径控制准确、波动范围小,有利于杜绝黑皮扣;
无缝钢管:采用热轧成型工艺,其定径是在8000C左右完成,钢管原材料成分、冷却条件以及轧辊的冷却状态等对其外径都有较大影响,因而外径控制难以准确,且波动范围较大。

3、焊管和无缝钢管比较拉伸试验

无缝钢管与焊管的拉伸性能指标均符合API标准,但无缝钢管强度一般处于上限,塑性处于下限,相比较而言,焊管强度指标处于最佳状态,塑性指标高于标准33.3%,原因为焊管的原材料―热轧带卷的性能是依靠微合金化冶炼、炉外精炼以及控冷控轧等手段保证;无缝钢管主要依靠增加含碳量的手段,难以保证强度、塑性的合理匹配。

4、焊管和无缝钢管比较椭圆度

焊管:采用冷弯成型,因而外径控制准确、波动范围小。
无缝钢管:采用热轧成型工艺,钢管原材料成分、冷却条件以及轧辊的冷却状态等对其外径都有较大影响,因而外径控制难以准确,且波动范围较大。

5、焊管和无缝钢管比较硬度

焊管的原材料―热轧带卷在轧制过程中控冷控轧精度极高,能够保证带卷各部分性能均匀。

6、焊管和无缝钢管比较晶粒体

焊管的原材料―热轧带卷采用的是宽厚连铸坯,有较厚的细晶表面凝固层,无柱状晶区及缩孔和疏松,成分偏差小、组织致密;在随后的轧制过程中,控冷控轧技术的应用进一步保证了原材料的晶粒度。

7、焊管和无缝钢管比较抗挤毁试验

焊管因其原材料、制管工艺的特点。其壁厚均匀度、椭圆度远远优于无缝钢管,是抗挤毁性能高于无缝钢管的主要原因。

8、焊管和无缝钢管比较冲击试验

由于焊管母材的冲击韧性数倍于无缝钢管,焊缝处的冲击韧性是焊管的关键,通过控制原材料杂质含量、纵剪毛刺高度与方向、成型边部形态、焊角、焊接速度、加热功率与频率、焊接挤压量、中频退伙温度与深度、空冷段长度等工艺参数保证了焊缝的冲击功达到母材的60%以上,如进一步优化,可实现焊缝冲击功接近母材,从而实现性能无缝化。

9、焊管和无缝钢管比较爆破试验

焊管的爆破试验性能远远高于标准要求,主要源于焊管的壁厚均匀度高、外径尺寸均匀。

10、焊管和无缝钢管比较直线度

焊管属于冷加工,且在减径的状态下带有在线矫直,加上是无限倍尺,故直线度较好;无缝钢管在塑性状态下成型,加上单倍尺(连轧为3~4倍尺)管端直线度相对难以控制。

11、焊管和无缝钢管比较外观

无缝钢管与有缝钢管的主要区别是无缝钢管没有焊缝。无缝钢管采用的坯料外表面缺陷无法通过热轧工艺消除,只能在完成成品后,打磨掉缺陷;对于穿孔后留下的螺旋道,在减壁过程中,只能得到部分的消除。
焊管采用热轧卷板做为原材料,卷板的表面质量就是焊管的表面质量,而热轧卷板的表面质量便于控制且质量较高,故而焊管的表面质量远优于无缝钢管。焊管表面有:直缝或螺旋缝。
无缝钢管较有缝钢管承压能力好,密封性能好,适用于工况较苛刻的场合。

12、焊管和无缝钢管比较性能方面

不锈钢焊管的平均性、外表质量、胀管性能、弯曲、墩头性能都要更优秀。因为冷轧板的性能平均性要优于管材,并且焊管一般都是在线固溶,热处理比较平均,性能也就更加稳定。不锈钢无缝管则在同一支管子上不同位置取样,性能会有差异。通常焊管的精度更高、壁厚更均匀、不锈钢管件内外表光亮度高(钢板的表面等级决定的钢管表面亮度)、能够随意定尺。所以其在高精度、中低压流体使用上展现其经济性与美观性。无缝钢管的精度偏低,壁厚不均匀、管内外表光亮度低、定尺成本高,并且内外表的麻点、黑点不容易除去。

13、焊管和无缝钢管比较价格方面

焊管的价格比无缝钢管更便宜。

14、焊管和无缝钢管比较承压能力

相同的规格条件下,不锈钢无缝钢管承压能力要稍微高于焊管。但不锈钢焊管因为是采用的不锈钢板卷制形成,加工比较简单,因此交货期更短。不锈钢无缝管要从圆钢开端,穿孔后再经过多道次的冷拔、冷轧加工,再经固溶退火和酸洗才出成品,生产周期更久。

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