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在附加应力冷拉结果无缝钢管的不均匀变形,成为冷拉拔后的残余应力。精密无缝钢管用途很广泛。一般用途的无缝钢管由普通的碳素结构钢、低合金结构钢或合金结构钢轧制,产量多,主要用作输送流体的管道或结构零件。无缝钢管具有中空截面,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。无缝钢管厂家的生产工艺可以分为冷拔与热轧两种,冷轧无缝钢管的生产流程一般要比热轧要复杂,管坯首先要进行三辊连轧,挤压后要进行定径测试,如果表面没有响应裂纹后圆管要经过割机进行切割,切割成长度约一米的坯料。无缝钢管的非均匀变形程度决定了残余应力的大小和分布。无缝钢管的冷拔变形是由其变形特性决定的。因为有在拉拔过程中无芯棒,与管壁厚度变化不多后变形,变形条件和无缝钢管的内、外两层变形状态有很大的不同,产生不均匀变形。在变形过程中,在无缝钢管内表面的金属首先进入塑性变形状态,并沿轴向金属流动不受摩擦,所以沿壁厚方向发生轴向变形不均匀,造成在无缝钢管外层的自然延伸率明显低于内层。这样,附加轴向和切向拉伸变形和附加应力的产生在无缝钢管外层达到 值;相反,额外的压缩变形和压缩应力层内产生的无缝钢管也达到 值,附加应力变成残余应力变形后,留在管中。总之,无缝钢管拉拔后的不均匀变形导致无缝钢管的残余应力较大。因此,有必要寻求减少在拔管,残余应力降低纵向裂缝损伤的一种有效方法。
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国标无缝管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管,然后经热轧、冷轧或冷拨制成。国标钢管在我国钢管业中具有重要的地 位。据不完全统计,我国现有国标钢管生产企业约240多家,无缝钢管机组约250多套,年产能力约450多万吨。从口径看,<φ76的,占35%,<φ159-650的,占25%。从品种看,一般用途管190万吨,占54%;石油管76万吨,占5.7%;液压支柱、精密管15万吨,占4.3%;不锈管、轴承管、汽车管共5万吨,占1.4%。
无缝钢管具有屈服现象的金属材料,试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称屈服点。若力发生下降时,则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2(MPa)。 无缝钢管上屈服点(σsu):试样发生屈服而力首次下降前的 应力; 下屈服点(σsl):当不计初始瞬时效应时,屈服阶段中的小应力。 无缝钢管屈服点的计算公式为: 式中:Fs--试样拉伸过程中屈服力(恒定),N(牛顿)So--试样原始横截面积,mm2。 无缝钢管断后伸长率(σ) 在拉伸试验中,试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比,称为伸长率。以σ表示,单位为%。计算公式为: 式中:L1--试样拉断后的标距长度,mm; L0--试样原始标距长度,mm。 无缝钢管断面收缩率(ψ) 在拉伸试验中,试样拉断后其缩径处横截面积的 缩减量与原始横截面积的百分比,称为断面收缩率。以ψ表示,单位为%。 式中:S0--试样原始横截面积,mm2; S1--试样拉断后缩径处的少横截面积,mm2。