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,广泛用于制造结构件和机械零件,如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。
用钢管制造环形零件,可提高材料利用率,简化制造工序,节约材料和加工工时,如滚动轴承套圈、千斤顶套等,目前已广泛用钢管来制造。钢管还是各种常规武器不可缺少的材料,枪管、炮筒等都要钢管来制造。钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下,圆面积最大,用圆形管可以输送更多的流体。此外,圆环截面在承受内部或外部径向压力时,受力较均匀,因此,绝大多数钢管是圆管。
但是,圆管也有一定的局限性,如在受平面弯曲的条件下,圆管就不如方、矩形管抗弯强度大,一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。根据不同用途还需有其他截面形状的异型钢管。
用于生产无缝钢管的圆管坯,除要求高强度、高精度和规格多样化外,特别要求圆坯具有良好的表面质量。因为管坯上的任何缺陷都会带到钢管上,而且有缺陷的地方往往会造成应力集中,塑性变形将使缺陷加深、加长。大量生产实践证明钢管内外表面缺陷常常是由于非金属夹杂物聚集造成的。这是因为当进行热塑性变形时,由于有些非金属夹杂物不能承受大的塑性变形(特别是穿孔变形),使得金属致密性受到破坏。有些非金属夹杂物(氮化物、氧化物)则分布于晶界上,从而减弱了晶粒间的联系,使金属塑性降低,最终导致金属破裂而出现缺陷。只有当圆管坯中不变形夹杂物含量低时,上述要求才能得到满足。因此,要求连铸坯总氧量T[O]<10ppm,夹杂物尺寸<100μm,[N]<50ppm,[S]<10ppm。 对于石油套管和高压管,除了要求高强度以外,对抗腐蚀性的高要求是它的一个突出特点。另外,还有应变时效、应力腐蚀等指标要求。因此要求这类连铸坯(S+P+N+O+H)<150ppm,夹杂物尺寸<100μm。
——本文摘自论文文献综述