不锈钢是一种重要的材料,在应用要求强度,特殊的耐腐蚀性和延展性。因此,不锈钢管段非常适合腐蚀性或加压流体的运输。
不锈钢管广泛应用于石油化工行业,也用于酿造、水处理、制药和其他一系列行业。1
本文详细介绍了不锈钢管的轧制和焊接生产,以及如何进一步改进以满足各种用途。
全球钢铁需求持续增长
北京国家体育场被认为是目前世界上最大的钢结构建筑。2不仅这座引人注目的建筑的主要结构是由钢构成的,而且建筑的外部还覆盖着巨大的钢网,以掩盖其屋顶的支撑。
24根桁架钢柱围绕着体育场的中心,每根重达1000吨,整个体育场由11万吨的钢铁组成。3,4
从另一个角度来看,2015年全球钢铁消费量为14亿吨,足以建造12700座与北京国家体育场一模一样的建筑。5此外,不锈钢协会预测,这一数字还将上升,2018年全球钢铁需求将达到16.48亿吨。6
由于全球对钢铁的依赖,研究人员和钢铁制造商面临着越来越大的压力,他们需要简化各种钢铁部件的生产,以便能够高效地生产,并满足日益苛刻的规格要求。
即使是看似不起眼的钢构件,也是几十年研发的结果,往往只能使用独特的技术生产。简单管状不锈钢的生产就是一个理想的例子。
制造不锈钢管状零件
当然,制造a的第一步不锈钢管,是钢本身生产出来的。世界上大多数钢铁都是用碱性氧气炉(BOF)生产的,在这个过程中,纯氧通过铁水,铁和氧之间的高度放热反应用来去除杂质,并将碳含量降低到1%左右。7
然后,产生的钢的化学性质发生变化,使合金具有特定的性能。不锈钢的特点是碳含量低,铬含量相对较高,铬至少占合金质量的10.5%。
降低碳含量可降低强度和脆性,而添加铬可提高耐腐蚀性能。8
当不锈钢被生产出来后,它就被塑成一根管子。虽然可以通过挤压等方法生产无缝钢管,但无缝钢管的厚度控制要比焊接钢管的厚度控制困难。
焊接管有一个额外的优势,因为它们通常更容易生产,因此更划算。9为了制造焊接管,制造商使用所需厚度的钢板,通过轧制成形成管。
一旦轧制,管子就可以焊接。焊接已经有一百多年的历史了,但是围绕它仍有很多的研究在进行,一些焊接技术存在于几乎任何类型的钢在任何应用。
最广泛应用的不锈钢焊接工艺是气体保护钨极弧焊(GTAW),因为它的通用性、可用性和相对较低的成本。在天平的另一端是激光焊接,这是一种昂贵但非常精确的连接方法,利用仔细聚焦的激光束熔化母材,而不需要填充。
激光焊接需要昂贵的设备,但可以提供非常准确和快速的焊接。2020欧洲杯下注官网人们普遍认为焊接钢管的焊缝是一个薄弱环节,但如果焊接准确,焊缝可以与管壁的其他部分一样坚固。10
钢管型钢的改造
管状截面一旦制成,它的形状可以通过弯头的形成进一步改变。这可以通过几种方法来实现,典型的方法是冷成形或热锻造。在热锻中,管状型材被加热到1130-1150°C,并围绕半圆形心轴弯曲,然后淬火。
冷成形涉及使用液压冲压件在模具中成形管道;然后在高温下退火。冷成形被认为比热锻有几个优点,特别是它的价格要低得多,而且热锻件往往会在弯曲处产生过厚的壁截面。11
感应弯曲是另一种不常用的方法,形成弯头在钢管截面。这涉及到使用感应线圈局部加热管道,然后随着感应线圈沿管道移动逐渐施加弯曲力。
管道在通过感应线圈后立即被水冷却,因此在任何给定的时间只有一小部分管道(大约35毫米)经历高温。这使得感应弯曲成为一个更加通用的过程,能够形成几乎无限的弯曲半径和弧角。
钢材马钢
马钢,英国钢铁生产商经常供应各种焊接和无缝钢管截面直径达2500毫米。12根据要求制造指定尺寸的管道,可以通过感应弯曲成型,以适应任何应用,并在世界各地运输。
参考资料及进一步阅读
- 不锈钢管应用http://pearlitesteel.com/stainless-steel-pipe-applications/
- 全球钢铁消费和世界上最大的钢结构-https://www.viatechnik.com/blog/global-steel-consumption-an-steel-structures-in-the-world/
- “中国综合症”——Arthur Lubow,《纽约时报》,2006年
- 中国奥运建筑-http://www.thestructuralengineer.info/library/OlympicStructures08.pdf
- 〇世界钢铁协会https://www.worldsteel.org/en/dam/jcr:0474d208-9108-4927-ace8-4ac5445c5df8/World+Steel+in+Figures+2017.pdf
- 世界钢铁短期展望-https://www.worldsteel.org
- 依然铁器时代:现代世界的钢铁-瓦茨拉夫·斯米尔,2016,爱思唯尔
- 国际不锈钢论坛-http://www.worldstainless.org/Files/issf/non-image-files/PDF/TheStainlessSteelFamily.pdf
- 焊接管vs.无缝管http://www.stlpipesupply.com
- 美国钢铁协会-https://www.steeltank.com/Portals/0/pubs/Welded%20Steel%20Pipe%2010.10.07.pdf
- 高压管道用双不锈钢弯头的冷成形、热锻造和感应弯曲方法的比较,G J Collie & I Black, 2007,赫瑞-沃特大学工程与物理科学学院,英国爱丁堡,英国欧洲杯线上买球
- 马钢管钢-https://masteel.co.uk/pipes-tubulars/
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