厚壁钢管的力学性能
钢材力学性能是保证厚壁钢管终使用性能(机械性能)的重要指标 ,它取决于厚壁钢管的化学成分和热处理制度。在厚壁钢管标准中,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:
式中:L1--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。
厚壁钢管的应用范围
厚壁钢管安全环保、经济适用,管道的化以及新型可靠、简单方便的连接方法的开发成功,使其具有更多其他管材难以企及的优点,工程中的应用会越来越多,使用会越来越普及,前景看好。
城镇住宅、公共建筑和旅游设施大量兴建,对热水供应和生活用水供给提出了新的要求。特别是水质问题,人们越来越重视,要求也不断提高。镀锌厚壁钢管这一常用管材因其易腐蚀性,在***相关政策的影响下,将逐渐退出历史舞台,塑料管、复合管及铜管成了管道系统的常用管材。但在许多情况下,厚壁钢管更有优越性,特别是壁厚仅为0.6~1.2mm的厚壁钢管在饮用水系统、热水系统及将安全、卫生放在首位的给水系统,具有安全环保、经济适用等特点。已被国内外工程实践证明是给水系统综合性能好的、新型、节能和环保型的管材之一,也是一种很有竞争力的给水管材,必将对改善水质、提高人们生活水平发挥重要的作用。
在建筑给水管系中,由于镀锌厚壁钢管已经结束了百年辉煌的历史,各种新型塑料管及复合管得到迅速发展,但各种管材还不同程度地存在着一些不足,远不能完全适应供水管系的需要和***对饮用水及有关水品质的要求。因此,有关人士预言:建筑给水管材终将***到金属管的时代。根据国外的应用经验,在金属管中认定厚壁钢管为综合性能好的管材之一。
厚壁钢管的断面形状
厚壁钢管按横断面形状可分为圆管和异形管。异形管有矩形管、菱形管、椭圆管、六方管、八方管以及各种断面不对称管等。异形管广泛地用于各种结构件、工具和机械零部件。与圆管相比,异形管一般都有较大的惯性矩和截面模数,有较大的抗弯、抗扭能力,可以大大减轻结构重量,节约钢材。
厚壁钢管按纵断面形状可分为等断面管和变断面管。变断面管有锥形管、阶梯形管和周期断面管等。
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