无缝化钢管与无缝钢管怎么区分(钢管的分类及设计相关规定)

Posted 2023-05-28

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无缝化钢管与无缝钢管怎么区分(钢管的分类及设计相关规定)

一、按生产方法分类

（1）无缝管--热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管

（2）焊管

1）按工艺分--电弧焊管、电阻焊管(高频、低频)、气焊管、炉焊管

2）按焊缝分--直缝焊管、螺旋焊管

二、无缝钢管

是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。钢管具有中空截面，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。

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，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。

由于在周长相等的条件下，圆面积最大，用圆形管可以输送更多的流体。

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。

但是，圆管也有一定的局限性，如在受平面弯曲的条件下，圆管就不如方、矩形管抗弯强度大，一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。

无缝钢管的生产方法，大致分为斜轧法(孟内斯曼法)和挤压法。

斜轧法(孟内斯曼法)是先用斜轧辊将管坯穿孔，然后用轧机将其延伸。这种方法生产速度快，但对管坯的可加工性要求较高，主要适用于生产碳素钢和低合金钢管。

挤压法则是用穿孔机将管坯或钢锭穿孔，再用挤压机挤压成钢管，这种方法比斜轧法效率低，适用于生产高强度合金钢管。

斜轧法和挤压法都必须先将管坯或钢锭加热，生产的钢管称为热轧管。用热加工法生产的钢管有时候可根据需要再进行冷加工。冷加工有两种方法:一种是冷拔法，就是将钢管通过拔管模拉拔，使钢管逐渐变细、伸长;另一种方法是冷轧法，它是将孟内斯曼兄弟发明的热轧机应用于冷加工中的方法。无缝钢管的冷加工，可以进步钢管的尺寸精度和加工光洁度，改善材质的机械性能等。

无缝化钢管(热轧钢管)的生产工艺

钢管的无缝化主要是通过张力减径来完成的，张力减径过程是空心母材不带芯棒的连续轧制过程。在保证母管焊接质量的条件下，焊管张力减径工艺是将焊管整体加热到950摄氏度以上，再经张力减径机(张力减径机共有24道次)轧制成各种外径与壁厚的成品管，采用此工艺所生产的热轧钢管与普通的高频焊管有本质的区别通过加热炉加热后其焊缝与母体的金相组织和机械性能可以达到完全一致此外，通过多道次的张力减径机轧制和自动控制使得钢管的尺寸精度(尤其是管体圆度和壁厚精度)优于同类无缝管。世界发达国家生产的流体管，锅炉管中已大量采用焊管无缝化工艺，随着社会的发展，国内热轧焊管逐步代替无缝管的局面已经形成。

三、焊接钢管

焊接钢管也称焊管，是用钢板或钢带经过卷曲成型后焊接制成的钢管。焊接钢管生产工艺简单，生产效率高，品种规格多，设备资金少，但一般强度低于无缝钢管。

焊接钢管按焊缝的形式分为直缝焊管和螺旋焊管。螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高，能用较窄的坏料生产管径较大的焊管，还可以用同样宽度的坏料生产管径不同的焊管。但是与相同长度的直缝管相比，焊缝长度增加30~100%，而且生产速度较低。因此，较小口径的焊管大都采用直缝焊，大口径焊管则大多采用螺旋焊。

四、《钢结构钢材选用与检验技术规程》CECS300:2011

1、3．3．9结构用直缝焊接圆钢管与冷弯方(矩)焊接钢管的力学性能应分别符合现行国家标准《直缝电焊钢管》GB／T 13793与现行行业标准《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG／T 178的规定。其主要力学性能指标可按附录B表B．0．4与表B．0．5确定。双焊缝冷弯方形及矩形钢管的技术要求应符合现行行业标准《双焊缝冷弯方形及矩形钢管》YB／T 4181的规定，其平板部分伸长率应不低于原板伸长率的90％。

2、3．3．10结构用无缝钢管的力学性能(纵向)应符合现行国家标准《结构用无缝钢管》GB／T 8162的规定。其主要力学性能指标可按附录B表B．0．6确定。

（条文解释：由于热轧无缝钢管采用热顶管成型的特殊生产工艺，不同于传统的钢板轧制工艺，因而成型后力学性能也有差异。如与同厚度、同级别的Q355钢板相比，无缝钢管的屈服强度与冲击功值均有所降低，且厚度分组方法亦不同，在选材时应予以注意。本条明确提出了钢管力学性能应依据的产品标准）

3、3.4.3 结构用无缝钢管与焊接钢管应保证压扁试验分别符合现行国家标准《结构用无缝钢管》GB/T8162和《直缝电焊钢管》GB/T13793的规定；

4、3.5.2 直缝焊接圆钢管宜以冷卷成型或冷压成型状态交货。订货时应约定其成型工艺、焊接方法、性能与质量等级要求。

（条文解释：直缝焊接圆钢管均以冷成型直缝焊管产品交货。其成型方法可为沿钢板纵向卷曲成圆与沿钢板横向多道压制成圆（UOE法）两种方法，其直缝焊接可采用高频电阻焊或埋弧焊。因受力性能有一定差异，故设计或订货文件中宜明确约定成型方法与焊接方法的要求）

5、3.5.3 当按现行行业标准《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178订货钢管时，应按直接成方冷成型状态交货，并提出钢管产品质量等级要求。

（条文解释：冷弯焊接矩形钢管均以冷成型状态交货。其成型方法可为先冷弯并焊接成为直缝圆钢管，再经二次冷成型为方（矩）钢管（即先圆后方）与直接将钢带多次折弯成方（矩）形状焊接成管（即直接成方）两种方法。前者因经二次冷成型，其成管后冷作硬化效应更为显著，伸长率有明显降低，对钢材力学性能影响较大，故承重构件的选材应要求以直接成方状态交货。当要求综合性能更好的焊接矩形钢管时，可选用最终热成型钢管，亦即将冷弯焊接圆管在加热状态下再成型为矩形钢管，相当于进行了热处理。此类钢管在消减残余应力、均化材质、细化晶粒、改善钢材的塑性、韧性、加工性能等方面有良好的效果，但国内尚无产品与产品标准。近年来，工程应用多为进口产品。若有必要选用时，可按欧洲标准《非合金和细晶粒结构钢的最终热成型管材》EN10210约定交货状态及性能指标。）

6、3.5.5 用户在签订钢材订货合同时，应按相应产品标准与设计要求详细约定所要求的钢材牌号、等级与性能指标等技术要求和质量要求，并包括以下内容：

（1）钢材牌号、质量等级与所依据的标准名称（含年号）。

（2）钢材的规格和数量。对有复验取样的钢材，订货数量应考虑样坯的附加余量。

（3）确认订货钢材相应标准所规定的各项质量要求、化学成分、力学性能与工艺性能等技术要求及尺寸公差、质量检验与交货状态等要求。对以上要求内容有变动或有附加要求者，应有明确的补充约定。

（4）所订货板材、型材与管材，其相应标准未规定化学成分与力学性能等技术条件内容时，则应明确约定此类要求的技术条件、指标要求与所依据的相应标准名称。

（5）焊接钢管原板和管材产品的性能与技术要求及所依据的标准名称。

（6）根据设计与使用要求，提出补充的钢材性能附加要求。

（7）质量与检验的补充要求。

（8）包装要求

7、7.1.9 承重结构选用钢管钢材时，应符合下列规定：

（1）按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017设计的节点相贯线直接焊接的格构式钢管结构，其钢管屈服强度不应大于345MPa,屈服比不应大于0.8，壁厚不宜大于25mm。

（2）选用圆钢管时宜优先选用直缝焊接圆钢管，其力学性能和技术要求可以现行国家标准《冷弯型钢》GB/T6725与《直缝电焊钢管》GB/T13793规定的技术条件作为基本交货条件。必要时，可提出附加要求的性能保证。

（条文解释：热轧圆钢管由专用轧机轧成，并有专用产品标准规定了其产品的化学成分与力学性能，优点是作压杆计算时可按A类曲线计算，但规格一般限于直径500mm以下，且管壁厚度公差较大，价格较高。直缝焊接圆钢管以轧制钢板为原料，因而可选用各类材质和性能的钢板制成各种规格，适用面广而材质综合性能较好，且价格较低，故在性能满足适用条件下，宜优先选用焊接圆钢管）

（3）承重结构用焊接圆管不应采用径厚比（D/t）过小的钢管，同时不应选用流体用直缝焊管和螺旋焊管。

（条文解释：冷弯焊接圆钢管的径厚比D/t很小时，因冷作硬化影响，会显著降低钢管的伸长率和塑性性能，故应注意避免选用小径厚比焊接圆钢管。根据现有应用经验，建议D/t不宜小于15（Q235钢）或20（Q355钢）。现螺旋焊管标准均规定了其产品为流体用管，其性能不能符合结构用管的技术要求，故不宜在工程结构中选用）

（4）要求保证冲击功的焊接圆钢管，若采用沿钢板长度方向卷制的钢管时，宜要求你其原板保证横向冲击功符合设计要求。

（5）承重结构用冷成型矩形钢管宜选用符合现行行业标准《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/J178规定的冷弯矩形钢管1级产品，其成型工艺应选用直接成方工艺。大截面或厚壁矩形钢管可选用符合现行行业标准《双焊缝冷弯方形及矩形钢管》YB/T4181的冷弯双焊缝方（矩）钢管。

（6）主要承重构件对钢管的均质性、韧性、晶粒细化和低残余应力等有更高要求是，宜选用最终热成型矩形钢管。

8、8.2.3 圆钢管交货时，其表面质量和焊接质量要求应符合相应材料标准或表8.2.3的规定。

表8.2.3 圆钢管表面质量焊接质量要求

钢管、型钢的外形、尺寸允许偏差应符合各相关钢材标准的规定。检查验收时，应对钢管或型材两端的每端1000mm范围内截面尺寸、外形尺寸及厚度等偏差进行抽检量测。每一品种相同规格型（管）材中的抽检数量不应小于总量的10%，抽检可采用卡尺、量尺量测的方法进行。

五、《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015

1、4.1.6 框架柱采用圆钢管时，宜选用直缝焊接圆钢管，其材质和材料性能应符合现行行业标准《建筑结构用冷成型焊接圆钢管》JG/T381的规定，其截面规格的径厚比不宜过小；

（条文解释：由于热轧无缝钢管价格较高，产品规格较小（直径一般小于500mm）并壁厚公差较大，其Q355钢管的屈服强度和-40℃冲击功要低于Q355钢板的相应值。故高层民用建筑钢结构工程中选用较大截面圆钢管时，宜选用直缝焊接圆钢管，并要求其原板和成管后管材的材质性能均符合设计要求或相应标准的规定。还应注意选用时为避免过大的冷作硬化效应降低钢管的延性，其截面规格的径厚比不应过小，根据现有经验，对主要承重构件用钢管不宜小于20（Q235钢）或25（Q355钢））