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钢管管件知识

更新时间:2017-11-08 16:38:44点击次数:433次

钢管管件知识     

一.     管道系统概述:        为了输送液体或气体,必须使用各种管道,管道中除直管道用钢管以外,还要用到各种管配件:   管道拐弯时必须用弯头,管道变径时要用大小头,分叉时要用三通,管道接头与接头相连接时要用法兰,为达到开启输送介质的目的,还要用各种阀门,为减少热膨冷缩或频繁振动对管道系统的影响,还要用膨胀节。此外,在管路上,还有与各种仪器仪表相连接的各种接头﹑堵头等。我们习惯将管道系统中除直管以外的其它配件统称为管配件。 

 二.     金属材料常识:         金属材料是我们日常生活及工业上应用最广泛的材料。它主要分为钢﹑铁           及有色金属等几类,而其中的钢又是应用最多最普遍的材料,钢中主要成份是铁元素,其余部分是人为添加的合金元素及各种杂质。正是由于这些添加的合金元素的品种不同.数量不同才形成了各种各样的钢,如普通碳钢,不锈钢,合金钢等等,在这些添加元素中,碳C起着非常重要的作用。       

2.1 钢中常见化学元素:      各种钢中占多数百分比的为铁元素(Fe     ),除之以外,通常还含有下列几种元素(通常称之为钢中的合金元素):  C(碳) Si(硅)Mn(锰)P(磷)S(硫)以及  Cr(铬)Ni(镍)Mo(钼)Ti(钛)V(钒)等等。  一般情况下,其中P, S 为杂质成份,越低钢材质量越好。      

 2.2 钢的分类:       按照钢中添加的合金元素品种的不同,我们可以将钢简单地分为三大类:碳钢.合金钢.不锈钢.   ⑴碳钢:其中合金元素只有C, Si, Mn, P, S五种,其按照P, S杂质含量高低,又分为普碳钢(P, S 一般≤0.040%),和优碳钢(P, S一般≤0.03%),常见钢种有:               

普碳钢: Q215A.Q235BF.               

优碳钢: 20#.45#.16Mn等.   这种钢强度及韧性一般,不耐腐蚀,可用于要求不高的场合,成本最低.   ⑵合金钢:除碳钢中含有的5种元素以外,还添加了10%以下的Cr Mo V 等元素,常见的钢种有:                 

15CrMo   12Cr1MoV   1Cr5Mo 等.   与碳钢相比,合金钢强度更高,耐温性能也提高,但抗腐蚀性能仍较差,因此,合金钢通常用于腐蚀不大的高温高压场合,如锅炉用钢,电厂热蒸汽输送等等,使用成本处于中等水平.      ⑶不锈钢:通常是在碳钢基础上.增加了高比例的Cr, Ni等合金而成,含量比例可达20%以上。常见钢种有:304 ,304L, 321, 316,316L,1Cr18Ni9Ti,前几种用数字表示的钢号为日本、美国钢号表示方法,最后一种(1Cr18Ni9Ti)为国内钢号表示方法。下面以数字表示法钢号为例,说明几种不锈钢成分之间的关系:   作为一般性的了解,也为了便于初学者记忆,我们可以这样认为(但不是十分准确的说法):              

 304-------基本型钢种,只含(C<0.08%)、 Cr(~18%)、 Ni(~9%)              304L-----超低碳C的304(C<0.05%)就叫 304L              321------- 304 +   Ti(~0.5%)              316------- 304 +   Mo(~2.5%)               316L-----超低碳C的316(C<0.05%)就叫 316L    不锈钢的强度、韧性指标是各种钢中最好的,其最特出的优点是抗腐蚀,在化工造纸等腐蚀性较强的场合就必须使用不锈钢,当然,其成本也是最高的。    

2.3.钢的性能表示:       一种钢性能的好坏,总要用一些指标来反映,来表示.对于钢,我们通常用其所含的化学成份,机械性能的数值来反映其质量和性能。机械性能通常有三个指标:       

抗拉强度(σb, TS):材料在拉断时能承受的最大外拉力。  .    屈服强度(σs, YS):材料发生塑性变形能承受的最小外拉力。       

延伸率( ψ, EL):材料在拉断后,在长度方向上延长的百分比,此值越大,说明材料的塑性越好。有时,还用硬度值、冲击韧性值等反映材料性能。   我们最常见的碳钢20#,Q235 及国外的 SS400,SS41, St37 等等,它们的性能是非常接近的,或者说基本可以相互替代,它们的有关参数大致如下:   C:0.18-0.21%    Si: 0.30%   Mn:0.5%    P,S 0.025%  TS: ~550Mpa     YS: ~260Mpa     EL: ~ 25%    

2.4 钢的组织及其变化   钢为什么会有性能的差别,其实与钢的内部组织结构有关。通过显微镜可以看出,钢的内部是由许多不同的象细胞一样的小块块叠积而成的,再仔细观察,这些小块块其实归属于几种不同类别,我们通常将同一类的小块块称为一种“相”或一种“体”。如我们平时所说的奥氏体、铁素体就是指钢中最常见的两种组织结构,也就是两种相。一种钢中含有哪些相,每一种相所占的比例多少,相的形态如何,这些都直接影响钢的性能。也就是说,如果钢中相的类型,比例,形态发生变化,钢的性能就要跟着发生变化。那末,哪些因素会促使这些年变化呢?显然,钢的成分的变化肯定会影响钢的性能的变化,而对于成份固定的某一种钢来说,比如 20#钢,或者304L,当它们被进行形变加工,进行热处理时,其性能也会发生变化。归纳起来,影响钢的性能的主要因素是:成份,变形和温度。    

2.5钢的热处理:         为了使某种钢达到我们所希望的最佳性能,必须使其内部组织结构稳定于某一种稳定的结构状态。        在很多情况下,我们都必须对钢进行热处理。因为我们的很多产品都是经过加工变形而成的,上面提到经变形的钢,其组织结构就要发生变化,也就是说,钢的性能就发生了变化,而这种变化往往是我们所不愿意的,这时我们就必须采取热处理的办法来消除这些变化,恢复钢的本来特性。当然,我们还有因为其他考虑,进行其它方式的热处理。几种钢经冷,热变形后的热处理方法参见附表1 。    

2.6 钢号表示方法:   世界各国钢号表示方法不尽一样,但多数按两类方法来表示:一类以含有的合金之素及其含量来表示,一类以钢种代号及强度数值来表示。例如:   20#--表示含碳量为0.20%左右的优碳钢  45#--表示碳量为0.45%左右的优碳钢  1Cr18Ni9Ti—表示含碳量:0.1%以下                          Cr18%左右                          Ni   9%左右                          Ti: 含少许   0Cr18Ni9—表示含碳量极低,≤0.08%                          Cr   18%左右                          Ni   9%左右   Q235-----表示屈服强度>235MPA的普碳钢  SS400---表示抗拉强度>400MPA的优碳钢    

2.7常用钢铁代号,成份性能        按照碳钢、合金钢、不锈钢三大类,我们汇总如附表2:  

三.管道系统常识3.1 管道常用材料:      管道中常用的原材料有:板材、管材和锻件。   ⑴板材:常见板材有卷板、平板和开平板.卷板通常成卷交货,优点是可根据需要任意截取长度,缺点是必须有相应的开卷设备,板面平整度一般.平板通常是成张交货,优点是板面平整,便于运输,使用缺点是有时板材使用率较低.开平板是将卷板通过剪板机剪成一块块经板面平整后而成的.区分平板和开平板的方法,除观察其表面及边缘平整度,光滑度外,还有一简便方法:真正的平板,每张上均有钢厂出厂时的标记,如厂家、规格、钢号等字样,而在开平板上就没有这些记号.    板材理论重量计算公式为:            碳 钢 板理重 =长*宽*厚*7.85/106 (毫米为单位, 重量为公斤)           不锈钢板理重 =长*宽*厚*7.91/106 (毫米为单位, 重量为公斤)    例如: 一张 1500*6000*6 的不锈钢板:             理重=1500*6000*6*7.91=71190000, 小数点前移6位=71.19Kg     ⑵管材:这主要指圆管,可分为焊管(直缝焊管、螺旋焊管)及无缝管.焊管(也叫有缝管)通常用于压力较低(20KG/CM2)的管道,其中螺旋焊管又主要用于大口径(如DN400以上)系统,因此,其壁厚一般较薄(通常SCH10以下).无缝管则一般 用于压力较高的管道,由于无缝管生产工艺所限,我们常用的工业无缝管,通常是热轧而成,因此市场上可供热轧无缝管的壁厚,对于一定口径的管材,通常是有一定下限的(一般在SCH10以上),此如:     Φ27-Φ48     壁厚 ≥2.0     Φ57-Φ76     壁厚 ≥3.0     Φ89-Φ159    壁厚 ≥3.5      Φ168-Φ219   壁厚 ≥4.0(Φ168*3市场有,但较少)     Φ273         壁厚 ≥6.0     Φ325-Φ377   壁厚   ≥8.0     Φ402-Φ426   壁厚   ≥9.0     Φ530-Φ630   壁厚   ≥10.0    管材每米理论重量计算公式为:            碳 钢 管理重 =(外经-壁厚)*壁厚*0.02466 (毫米为单位, 重量为公斤)           不锈钢管理重 =(外经-壁厚)*壁厚*0.02491 (毫米为单位, 重量为公斤))             例如: 一根6米长 273*8的不锈钢管:            每米理重=(273-8)*8*0.02491=52.81Kg            6米一根理重=52.81*6=316.86Kg    (3)锻件:锻件通常用于制造法兰,承插件及某些接头。    

3.2 管系通径及壁厚的表示方法:     

 (1) 最简单明了的表示方法是: 管道的实际外径*实际壁厚,例如:Φ114.3*6.02 即表示管道外径为114.3mm,壁厚为6.02mm。但在很多情况下,为便于设计,管道口径多用公称通径来表示,例如DN100,4”等。壁厚用管标号SCH××表示,如SCH80来表示。这些数值不代表实际外径或实际壁厚,它们只是一种标识。由于世界各国使用上的习惯,某种公称通径(如DN100)所代表示实际外径并不是唯一的,归纳起来,主要有两种,一种称公制系列(B系列),一种称为英制系列(A系列)。因此,如果只知道公称通径,而不知道属于A系列还是B系列,(钢塑管件

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