无缝钢管的力学性能

　　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***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*100%

　　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）。

***的热处理：铸件升温至1050℃，经保温后入水冷却，进行固溶处理，以获得很好的耐腐蚀性能。

焊接：有良好的焊接性能，用奥0.12 硅焊条进行手工电弧焊，铸件焊后应进行固溶化处理。

耐蚀性能：***钢是强氧化性用材，它在常温下可耐HNO3的全浓度，在铬酸中也有的耐蚀性，在其他的腐蚀介质中也优于18-8型不锈钢。

焊接***钢时，其工艺参数对于焊缝及热影响区的抗裂性能有至关重要的影响。当焊接热输入过大时，焊缝区及热影响区在高温的停留实际长且冷却速度小，会造成焊缝及热影响区的***粗大，焊缝的热裂纹倾向增大。所以应尽量限制焊接热输入，必须采用小电流直线快速焊。③沸腾钢、半镇钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号***后特别标出，例如平均碳含量为0。同时焊道层件温度严格控制在50℃以下，以利用后焊道对于前焊道的再热作用产生细化晶粒的效果。对于封头拼缝等应力分布复杂的焊缝，采取对称分段等方法施焊，尽可能减少接头应力。

焊接方法是选用左焊法，焊炬匀速跋涉，保持上下不跳动。焊丝顺着焊口并贴紧焊口从熔池前沿参加，参加量视空隙与速度而定。尽量少加勤加，避免在平焊时形成焊 缝内凹和仰焊时焊缝外凸，以焊缝一次成型为准则。分析认为：3PE防腐层钢管在打磨预留段聚乙烯层坡口时，管端焊缝余高未修磨或修磨不平整，会导致焊缝突出部分聚乙烯底部的环氧粉末被磨掉，在防腐管露天堆放时间较长的情况下，焊缝表面金属就会先被腐蚀，从而导致3PE防腐层出现翘边的现象。焊丝端部一直处于气维护范围内，避免红热的端头氧化。焊丝也不该伸入熔池中搅乱气流。

焊丝直径选用2.0～2.5mm，焊接电流在40～100A之间，气流量8L/min，焊炬喷咀孔径8mm，喷咀与工件间隔5～10mm。

引弧时提早送气3～5s。熄弧前应先提高跋涉速度，然后熄弧，以消除弧坑。