質量要求

（一）質量要求

①鋼(gang)的(de)化(hua)學成分：鋼(gang)的(de)化(hua)學成分是影響無縫鋼(gang)管(guan)性能最(zui)主要(yao)的(de)因素(su)之一(yi)，也是制(zhi)定軋(ya)管(guan)工(gong)藝參數(shu)和鋼(gang)管(guan)熱(re)處(chu)理工(gong)藝參數(shu)的(de)主要(yao)依據。

a. 合(he)金(jin)元素：有(you)意加入，根據(ju)用途

b. 殘余元素：煉鋼(gang)帶入，適當控制

c. 有害元(yuan)素：嚴格控制(zhi)（As、Sn、Sb、Bi、Pb），氣(qi)體（N、H、O）

爐外精煉或(huo)電渣重熔：提高(gao)鋼中化(hua)學成分(fen)的(de)均勻性和鋼的(de)純凈度(du)，減少管坯中的(de)非(fei)金屬夾雜物并改善其分(fen)布形態。

②鋼管幾何尺寸精度(du)和(he)外形

a. 鋼管外徑精(jing)度：取(qu)決于定（減）徑方法、設備運(yun)轉(zhuan)情況、工藝制度等。

外徑允許偏(pian)差 δ=（D-Di）/Di ×100% D： **或最小外徑mm

Di：名義外徑mm

b. 鋼管壁厚精度：與管坯(pi)的加熱質量(liang)(liang)，各變(bian)形工(gong)(gong)序的工(gong)(gong)藝設計參(can)數和(he)調整參(can)數，工(gong)(gong)具質量(liang)(liang)及(ji)其潤滑質量(liang)(liang)等有關

壁厚允許偏差： ρ=（S-Si）/Si×100% S：橫截面上**或(huo)最小壁厚

Si：名義壁厚mm

C．鋼管(guan)橢圓度(du)：表示鋼管(guan)的不圓程度(du)。

d. 鋼管長(chang)度(du)：正常長(chang)度(du)、定(ding)（倍(bei)）尺長(chang)度(du)、長(chang)度(du)允許偏差

e. 鋼管(guan)彎(wan)(wan)曲度：表示(shi)鋼管(guan)的(de)彎(wan)(wan)度：每米(mi)鋼管(guan)長度的(de)彎(wan)(wan)曲度、鋼管(guan)全長的(de)彎(wan)(wan)曲度

f. 鋼管端面切斜度：表示鋼管端面與鋼管橫截面的傾斜程度

g. 鋼管(guan)端面坡口(kou)角(jiao)度和(he)鈍邊(bian)

5．鋼管表面質(zhi)量(liang)：表面光潔(jie)要求

a. 危險(xian)性缺陷：裂紋、內折(zhe)(zhe)、外折(zhe)(zhe)、軋破、離層、結疤、拉凹、凸(tu)包等(deng)。

b. 一般性缺陷(xian)：麻坑、青線、劃傷、碰傷、輕微的內、外直道、輥(gun)印等(deng)。

產生原因：

① 由于管(guan)坯的表面(mian)缺陷(xian)(xian)或內部缺陷(xian)(xian)所帶來的。

② 生產過程中產生的，如軋(ya)制工藝參數設(she)計(ji)(ji)不(bu)正確，模具表面不(bu)光滑(hua)，潤滑(hua)條件不(bu)好(hao)，孔(kong)型設(she)計(ji)(ji)及調(diao)整不(bu)合理。

③ 管(guan)坯（鋼管(guan)）在加熱(re)軋(ya)制(zhi)，熱(re)處理以及(ji)矯直過(guo)程(cheng)中，如果因(yin)為加熱(re)溫度(du)控制(zhi)不(bu)(bu)當，變形不(bu)(bu)均勻，加熱(re)冷卻(que)速度(du)不(bu)(bu)合理或矯直變形量太大(da)而產(chan)生(sheng)過(guo)大(da)的殘余應(ying)力，那么也有可能導致鋼管(guan)產(chan)生(sheng)表面裂紋。

6．鋼(gang)管理(li)化(hua)性(xing)(xing)(xing)能(neng)：常溫(wen)(wen)(wen)力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)、高溫(wen)(wen)(wen)力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)、低溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)、抗腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。鋼(gang)管的(de)(de)理(li)化(hua)性(xing)(xing)(xing)能(neng)主(zhu)要取決于鋼(gang)的(de)(de)化(hua)學成分(fen)，組織(zhi)結構(gou)和鋼(gang)的(de)(de)純凈度以及鋼(gang)管的(de)(de)熱處(chu)理(li)方式等。

7．鋼管(guan)工藝性能：壓扁、擴口、卷邊(bian)、彎曲(qu)、焊接等(deng)。

8．鋼管金相組織：低(di)倍(bei)組織（宏觀(guan)）、高倍(bei)組織（微觀(guan)） M、B、P、F、A、S

9．鋼管特殊要(yao)求(qiu)：合(he)同附(fu)件、技術協議。

（二(er)）無縫鋼管質(zhi)量檢驗方法：

1．化(hua)學成分分析：化(hua)學分析法(fa)(fa)、儀(yi)器分析法(fa)(fa)（紅(hong)外C—S儀(yi)、直(zhi)讀(du)光譜(pu)儀(yi)、zcP等）。

①紅(hong)外(wai)C—S儀：分析鐵(tie)(tie)合金，煉鋼原(yuan)材(cai)料(liao)，鋼鐵(tie)(tie)中的C、S元素。

②直讀光譜儀(yi)：塊狀試樣中的C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ni、Cn、A1、W、V、Ti、B、Nb、As、Sn、Sb、Pb、Bi

③N—0儀：氣體含量分析(xi)N、O

2．鋼(gang)管(guan)幾何尺寸(cun)及外形(xing)檢查：

①鋼管(guan)壁厚檢(jian)查：千(qian)分尺、超聲測厚儀，兩端不少于8點并記錄。

②鋼管外徑(jing)、橢圓度檢查(cha)：卡(ka)規、游標卡(ka)尺、環規，測出**點、最小(xiao)點。

③鋼管(guan)長度檢查：鋼卷尺(chi)、人工、自(zi)動測長。

④鋼管彎曲(qu)(qu)度(du)檢查：直尺、水平尺（1m）、塞尺、細線測每米彎曲(qu)(qu)度(du)、全長彎曲(qu)(qu)度(du)。

⑤鋼(gang)管端面坡口角度和鈍邊檢(jian)查：角尺、卡板。

3．鋼管表面質量檢查：100%

①人(ren)工肉眼檢查(cha)：照明條(tiao)件、標準、經(jing)驗、標識(shi)、鋼管轉動(dong)。

②無損探傷檢查：

a. 超聲波探傷(shang)UT：

對于(yu)各種(zhong)材(cai)質(zhi)均勻的材(cai)料表面及內部裂紋(wen)缺陷(xian)比較敏感。

標準：GB/T 5777-1996 級別：C5級

b. 渦流探傷ET：（電磁感(gan)應）

主要(yao)對點狀（孔洞形）缺陷敏(min)感(gan)。 標準(zhun)：GB/T 7735-2004

級別：B級

c. 磁(ci)粉MT和漏磁(ci)探傷：

磁力探傷，適用(yong)于鐵磁性材料的表(biao)(biao)面和近表(biao)(biao)面缺陷的檢(jian)測。

標準：GB/T 12606-1999 級別： C4級

d. 電(dian)磁超聲(sheng)波探(tan)傷：

不(bu)需要(yao)耦合(he)介質，可以(yi)應用(yong)于高(gao)溫高(gao)速，粗燥的鋼管表面探傷。

e. 滲透探傷：

熒光、著色、檢(jian)測鋼管表面(mian)缺(que)陷。

4．鋼管理(li)化性能檢驗：

①拉伸試驗：測(ce)應力(li)和變形(xing)，判定(ding)材料的強度（YS、TS）和塑性指標（A、Z）

縱向，橫向試樣 管段、弧型、圓形(xing)試樣（￠10、￠12.5）

小(xiao)口徑(jing)薄壁(bi)鋼管(guan)、大(da)口徑(jing)厚壁(bi)鋼管(guan)、定(ding)標(biao)距。

備注：試樣斷后伸長率與試樣尺寸有關 GB/T 1760

②沖擊(ji)試驗(yan)：CVN、缺口C型(xing)(xing)、V型(xing)(xing)、功J 值J/cm2

標準試樣10×10×55（mm） 非標試樣5×10×55（mm）

③硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試驗：布氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)HB、洛氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)HRC、維(wei)氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)HV等(deng)

④液壓(ya)(ya)試驗：試驗壓(ya)(ya)力、穩壓(ya)(ya)時間、 p=2Sδ/D

5．鋼管工藝性(xing)能檢驗(yan)過程：

①壓扁試(shi)驗：圓形(xing)試(shi)樣 C形(xing)試(shi)樣（S/D>0.15） H=（1+2）S/（∝+S/D）

L=40～100mm 單(dan)位長度變(bian)形系(xi)數=0.07～0.08

②環拉試驗：L=15mm 無裂紋為合格

③擴口和卷邊試驗：頂(ding)心(xin)錐度為(wei)30°、40°、60°

④彎曲試驗(yan)：可代替壓(ya)扁試驗(yan)（對大口(kou)徑管(guan)而言）

6．鋼管金相分析：

①高(gao)倍檢驗（微觀分析）：非金屬夾雜物(wu)100x GB/T 10561 晶粒度：級別、級差

組織：M、B、S、T、P、F、A-S

脫碳層：內、外。

A法評級：A類-硫(liu)化物 B類-氧化物 C類-硅酸鹽 D-球狀氧化 DS類。

②低倍(bei)試(shi)驗（宏(hong)觀分析）：肉(rou)眼、放大鏡10x以下。

a. 酸蝕檢驗法。

b. 硫印檢驗法（管(guan)坯(pi)檢驗，顯示(shi)低培組織及缺陷，如疏(shu)松、偏析、皮(pi)下氣泡、翻皮(pi)、白點、夾雜物(wu)等。

c. 塔形(xing)發紋檢驗法(fa)：檢驗發紋數量、長度(du)及分(fen)布(bu)。

（三）中國現行(xing)無縫鋼(gang)管標準：

1．現行無縫(feng)鋼管標(biao)準：共有(you)47項(xiang) 其中：GB/T25 項(xiang) HB3 項(xiang) 特殊(shu)用途19項(xiang)；基礎 2項(xiang) 產品 45項(xiang)

2．常用標準：

① GB/T2102-2018 鋼管的驗(yan)收、包裝、標(biao)志和質量證明書。

② GB/T17395-2008 無縫鋼管尺寸、外形、重量(liang)及允(yun)許偏差。

③ GB/T5310-2018 高壓鍋爐用無縫鋼管。

④ GB/T9948-2018 石油裂化用無(wu)縫鋼管。

⑤ GB/T6479-2018 高(gao)壓化肥設備用無縫(feng)鋼(gang)管。

⑥GB/T18248-2018 氣瓶用無縫(feng)鋼管。

影(ying)響無縫鋼管材(cai)料疲勞強度的因(yin)素

1.應力集中的影響

常規所(suo)講的疲勞強度，都是用精(jing)心(xin)加工的光滑試樣測得的，然而(er)，實際(ji)機械零(ling)(ling)件都不可(ke)避免地存在(zai)著不同形式的缺口(kou)，如臺階(jie)、鍵槽(cao)、螺紋和(he)油孔等。這(zhe)些缺口(kou)的存在(zai)造成應力集中，使(shi)缺口(kou)根部的**實際(ji)應力遠大于零(ling)(ling)件所(suo)承受的名義應力，零(ling)(ling)件的疲勞破壞往往從(cong)這(zhe)里開(kai)始。

理論應(ying)力(li)集中系數Kt ：在理想(xiang)的(de)(de)(de)彈性條件下，由彈性理論求得的(de)(de)(de)，缺口根部的(de)(de)(de)**實際應(ying)力(li)與名義(yi)應(ying)力(li)的(de)(de)(de)比(bi)值。

有效應力集中(zhong)系數（或疲(pi)勞應力集中(zhong)系數）Kf：光滑試樣(yang)的(de)疲(pi)勞極(ji)限(xian)σ-1與缺口試樣(yang)疲(pi)勞極(ji)限(xian)σ-1n的(de)比(bi)值。

有(you)效應力集中系(xi)數(shu)不僅受(shou)構件尺寸和形(xing)狀的(de)影(ying)(ying)響(xiang)，而且受(shou)材(cai)料(liao)的(de)物理性(xing)質(zhi)、加(jia)工(gong)、熱處理等多種因素的(de)影(ying)(ying)響(xiang)。

有效應(ying)力(li)集中系數(shu)隨著缺口尖銳程度的增加而(er)增加，但通常(chang)小于理論應(ying)力(li)集中系數(shu)。

疲(pi)勞缺(que)口(kou)敏(min)感度系數q：疲(pi)勞缺(que)口(kou)敏(min)感度系數表示材料對疲(pi)勞缺(que)口(kou)的敏(min)感程度，由(you)下(xia)式計(ji)算。

q的(de)數(shu)據范圍是(shi)0-1，q值越(yue)小，表征無縫鋼管(guan)材(cai)料對缺(que)(que)(que)口(kou)越(yue)不(bu)敏感。試(shi)驗(yan)表明，q并非(fei)純粹是(shi)材(cai)料常數(shu)，它仍然和缺(que)(que)(que)口(kou)尺寸有關(guan)，只有當缺(que)(que)(que)口(kou)半(ban)徑(jing)大于(yu)一(yi)定值后，q值才基本與缺(que)(que)(que)口(kou)無關(guan)，而且對于(yu)不(bu)同(tong)(tong)材(cai)料或(huo)處理狀態，此半(ban)徑(jing)值也不(bu)同(tong)(tong)。

2.尺寸因素的影響

由(you)于(yu)材(cai)(cai)料本身(shen)組織的(de)(de)(de)(de)不均勻性以及內部缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai)，尺(chi)寸增(zeng)加造(zao)成材(cai)(cai)料破壞概(gai)率的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加，從而降低材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)疲勞極限。尺(chi)寸效應的(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai)，是把(ba)試驗(yan)室(shi)小(xiao)試樣測得的(de)(de)(de)(de)疲勞數據運用于(yu)尺(chi)寸實(shi)際(ji)零(ling)件中的(de)(de)(de)(de)一(yi)個重要問題，由(you)于(yu)不可能把(ba)實(shi)際(ji)尺(chi)寸的(de)(de)(de)(de)零(ling)件上存(cun)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)應力集中、應力梯(ti)度等(deng)完全(quan)相似地(di)在(zai)(zai)(zai)小(xiao)試樣上再(zai)現出來(lai)，從而造(zao)成試驗(yan)室(shi)結果與(yu)某些具(ju)體零(ling)件疲勞破壞之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)互相脫(tuo)節(jie)。

3.表面加工(gong)狀(zhuang)態(tai)的影響

機加工的(de)表面總存在著高低(di)不平的(de)加工痕(hen)跡，這些痕(hen)跡就相當(dang)于微小缺口，在材(cai)料表面造成應力集中，從而降低(di)材(cai)料的(de)疲勞強度。試驗表明，對(dui)于鋼和鋁合金，粗糙的(de)加工（粗車）與(yu)縱向精拋光相比，疲勞極(ji)限要降低(di)10%－20%甚至更多。材(cai)料的(de)強度越高，則對(dui)表面光潔(jie)度越敏感。

4.加載經歷的影響

實(shi)際(ji)上沒有任(ren)何零件(jian)是在絕(jue)對(dui)恒定的應力(li)幅條件(jian)下工作(zuo)，材(cai)料(liao)實(shi)際(ji)工作(zuo)中的超載(zai)和次載(zai)都會(hui)對(dui)材(cai)料(liao)的疲(pi)勞極限產生影響，試驗表明(ming)，材(cai)料(liao)普(pu)遍存在著超載(zai)損傷和次載(zai)鍛煉現(xian)象。

所謂超載(zai)損傷是(shi)指材料(liao)在(zai)高于疲勞(lao)極限(xian)的載(zai)荷下運行達(da)到一定周次后，將造(zao)成(cheng)材料(liao)疲勞(lao)極限(xian)的下降。超載(zai)越(yue)高，造(zao)成(cheng)損傷所需的周次越(yue)短。