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钢材力学性能是保证钢材终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能（抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率）以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。①抗拉强度（σb）试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的力（Fb），除以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的能力。②屈服点（σs）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）。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。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。③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：σ=（Lh-Lo）/L0*式中：Lh--试样拉断后的标距长度，mm； L0--试样原始标距长度，mm。④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%。计算公式如下：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。⑤硬度指标金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。A、布氏硬度（HB）用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2（MPa）。其计算公式为：式中：F--压入金属试样表面的试验力，N； D--试验用钢球直径，mm； d--压痕平均直径，mm。测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。举例：120HBS10/1000/30：表示用直径10mm钢球在1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2（MPa）。 [1]
常规的无损检测方法有：射线检测、磁粉（或漏磁）检测、渗透检测、超声波检测、涡流检测。
1 射线检测（RT）应用早的一种无损检测的方法，被广泛用于金属和非金属材料及制品的内部缺陷检验，至少有50多年的历史。其有无可比拟的独特优越性，即检验缺陷的正确性、可靠性和直观性，且得到的射线底片可用于缺陷的分析和作为质量凭证存档。但这种方法也存在着设备较复杂、成本较高的缺点，并应注意对射线的防护。
2 磁粉检测（MT）或漏磁检测（EMI）其检测原理是基于铁磁性材料在磁场中被磁化后，材料或制品的不连续处（缺陷处）产生漏磁场，吸附磁铁粉（或用检测元件检测）而被显现（或在仪器上显示出来）。所以此法只能用于铁磁性材料或制品的表面或近表面缺陷检验。
3 渗透检测（PT）包括荧光、着色两种。由于它设备简单，操作方便，是弥补磁粉检测不足的检验表面缺陷的有效方法。它主要用于非磁性材料的表面缺陷检验。
荧光检验的原理是将被检制品浸入荧光液中，因毛细管现象，在缺陷内吸满了荧光液，除掉表面液体，由于光致效应，荧光液在紫外线的照射下发出可见光而显现缺陷。
着色检验的原理与荧光检验的原理相似。都是不需要专门设备，只是用显像粉将吸附在缺陷内的着色液吸出零件表面而显现缺陷。
4 超声波检测（UT）这种方法是利用超声振动来发现材料或制件内部（或表面）缺陷的。根据超声振动的不同调制方法，可以划分为连续波和脉动波；根据不同的振动和传播方式又可分为纵波、横波、表面波和兰姆波4种形式在工件中传播；根据声波的发射和接受条件的不同，又可分为单探头和多探头法。
5 涡流检测（ET）涡流检测的原理是交变的磁场在金属材料内产生相同频率的涡电流，用这种涡电流的大小与金属材料的比电阻间的关系变化来检测缺陷的。当金属材料表面有缺陷时（如裂纹），该处的比电阻便因缺陷的存在而增大，与其相关的涡电流便相应地减小，其微小变化的涡电流经放大后用仪表指示出来，便可显现缺陷的存在与大小。
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（一）质量要求①钢的化学成分：钢的化学成分是影响无缝钢管性能主要的因素之一，也是制定轧管工艺参数和钢管热处理工艺参数的主要依据。a. 合金元素：有意加入，根据用途b. 残余元素：炼钢带入，适当控制c. 有害元素：严格控制（As、Sn、Sb、Bi、Pb），气体（N、H、O）炉外精炼或电渣重熔：提高钢中化学成分的均匀性和钢的纯净度，减少管坯中的非金属夹杂物并改善其分布形态。②钢管几何尺寸精度和外形a. 钢管外径精度：取决于定（减）径方法、设备运转情况、工艺制度等。外径允许偏差 δ=（D-Di）/Di × D： 或小外径mmDi：名义外径mmb. 钢管壁厚精度：与管坯的加热质量，各变形工序的工艺设计参数和调整参数，工具质量及其润滑质量等有关壁厚允许偏差： ρ=（S-Si）/Si× S：横截面上或小壁厚Si：名义壁厚mmC．钢管椭圆度：表示钢管的不圆程度。d. 钢管长度：正常长度、定（倍）尺长度、长度允许偏差e. 钢管弯曲度：表示钢管的弯度：每米钢管长度的弯曲度、钢管全长的弯曲度f. 钢管端面切斜度：表示钢管端面与钢管横截面的倾斜程度g. 钢管端面坡口角度和钝边5．钢管表面质量：表面光洁要求a. 危险性缺陷：裂纹、内折、外折、轧破、离层、结疤、拉凹、凸包等。b. 一般性缺陷：麻坑、青线、划伤、碰伤、轻微的内、外直道、辊印等。产生原因：① 由于管坯的表面缺陷或内部缺陷所带来的。② 生产过程中产生的，如轧制工艺参数设计不正确，模具表面不光滑，润滑条件不好，孔型设计及调整不合理。③ 管坯（钢管）在加热轧制，热处理以及矫直过程中，如果因为加热温度控制不当，变形不均匀，加热冷却速度不合理或矫直变形量太大而产生过大的残余应力，那么也有可能导致钢管产生表面裂纹。6．钢管理化性能：常温力学性能、高温力学性能、低温性能、抗腐蚀性能。钢管的理化性能主要取决于钢的化学成分，组织结构和钢的纯净度以及钢管的热处理方式等。7．钢管工艺性能：压扁、扩口、卷边、弯曲、焊接等。8．钢管金相组织：低倍组织（宏观）、高倍组织（微观） M、B、P、F、A、S9．钢管特殊要求：合同附件、技术协议。（二）无缝钢管质量检验方法：1．化学成分分析：化学分析法、仪器分析法（红外C—S仪、直读光谱仪、zcP等）。①红外C—S仪：分析铁合金，炼钢原材料，钢铁中的C、S元素。②直读光谱仪：块状试样中的C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ni、Cn、A1、W、V、Ti、B、Nb、As、Sn、Sb、Pb、Bi③N—0仪：气体含量分析N、O2．钢管几何尺寸及外形检查：①钢管壁厚检查：千分尺、超声测厚仪，两端不少于8点并记录。②钢管外径、椭圆度检查：卡规、游标卡尺、环规，测出点、小点。③钢管长度检查：钢卷尺、人工、自动测长。④钢管弯曲度检查：直尺、水平尺（1m）、塞尺、细线测每米弯曲度、全长弯曲度。⑤钢管端面坡口角度和钝边检查：角尺、卡板。3．钢管表面质量检查：①人工肉眼检查：照明条件、标准、经验、标识、钢管转动。②无损探伤检查：a. 超声波探伤UT：对于各种材质均匀的材料表面及内部裂纹缺陷比较敏感。标准：GB/T 5777-1996 级别：C5级b. 涡流探伤ET：（电磁感应）主要对点状（孔洞形）缺陷敏感。 标准：GB/T 7735-2004级别：B级c. 磁粉MT和漏磁探伤：磁力探伤，适用于铁磁性材料的表面和近表面缺陷的检测。标准：GB/T 12606-1999 级别： C4级d. 电磁超声波探伤：不需要耦合介质，可以应用于高温高速，粗燥的钢管表面探伤。e. 渗透探伤：荧光、着色、检测钢管表面缺陷。4．钢管理化性能检验：①拉伸试验：测应力和变形，判定材料的强度（YS、TS）和塑性指标（A、Z）纵向，横向试样 管段、弧型、圆形试样（￠10、￠12.5）小口径、薄壁 大口径、厚壁 定标距。备注：试样断后伸长率与试样尺寸有关 GB/T 1760②冲击试验：CVN、缺口C型、V型、功J 值J/cm2标准试样10×10×55（mm） 非标试样5×10×55（mm）③硬度试验：布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、维氏硬度HV等④液压试验：试验压力、稳压时间、 p=2Sδ/D5．钢管工艺性能检验过程：①压扁试验：圆形试样 C形试样（S/D>0.15） H=（1+2）S/（∝+S/D）L=40～100mm 单位长度变形系数=0.07～0.08②环拉试验：L=15mm 无裂纹为合格③扩口和卷边试验：顶心锥度为30°、40°、60°④弯曲试验：可代替压扁试验（对大口径管而言）6．钢管金相分析：①高倍检验（微观分析）：非金属夹杂物100x GB/T 10561 晶粒度：级别、级差组织：M、B、S、T、P、F、A-S脱碳层：内、外。A法评级：A类-硫化物 B类-氧化物 C类-硅酸盐 D-球状氧化 DS类。②低倍试验（宏观分析）：肉眼、放大镜10x以下。a. 酸蚀检验法。b. 硫印检验法（管坯检验，显示低培组织及缺陷，如疏松、偏析、皮下气泡、翻皮、白点、夹杂物等。c. 塔形发纹检验法：检验发纹数量、长度及分布。（三）中国现行无缝钢管标准：1．现行无缝钢管标准：共有47项 其中：GB 25 项 HB 3 项 特殊用途19项；基础 2项 产品 45项2．常用标准：① GB/T 2102-2006 钢管的验收、包装、标志和质量证明书。② GB/T 17395-2008 无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差。③ GB 5310-2008 高压锅炉用无缝钢管。④ GB 9948-2013 石油裂化用无缝钢管。⑤ GB 6479-2013 高压化肥设备用无缝钢管。⑥GB 18248-2008 气瓶用无缝钢管。
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