鋼管的分類及設計相關規(guī)定

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1、一、按生產方法分類 （?1?）無縫管?--?熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管、頂管 （?2?）焊管 1?）按工藝分?--?電弧焊管、電阻焊管?(?高頻、低頻?)?、氣焊管、爐焊管 2?）按焊縫分?--?直縫焊管、螺旋焊管 ??? 二、無縫鋼管 是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長條鋼材。鋼管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。 鋼管與圓鋼等實心鋼材相比?,?在抗彎抗扭強度相同時重量較輕，是一種經濟截面鋼材，廣泛用于制造結構件和機械零件，如石油鉆桿、汽車傳動軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等。 用鋼管制造環(huán)形零件，可提高

2、材料利用率，簡化制造工序，節(jié)約材料和加工工時，如滾動軸承套圈、千斤頂套等，目前已廣泛用鋼管來制造。 由于在周長相等的條件下，圓面積最大，用圓形管可以輸送更多的流體。 圓環(huán)截面在承受內部或外部徑向壓力時，受力較均勻，因此，絕大多數(shù)鋼管是圓管。 但是，圓管也有一定的局限性，如在受平面彎曲的條件下，圓管就不如方、矩形管抗彎強度大，一些農機具骨架、鋼木家具等就常用方、矩形管。 ??? 無縫鋼管的生產方法，大致分為斜軋法?(?孟內斯曼法?)?和擠壓法。 斜軋法?(?孟內斯曼法?)?是先用斜軋輥將管坯穿孔，然后用軋機將其延伸。這種方法生產速度快，但對管坯的可加工性要求較高，主要適用于生產碳素鋼

3、和低合金鋼管。 擠壓法則是用穿孔機將管坯或鋼錠穿孔，再用擠壓機擠壓成鋼管，這種方法比斜軋法效率低，適用于生產高強度合金鋼管。 斜軋法和擠壓法都必須先將管坯或鋼錠加熱，生產的鋼管稱為熱軋管。用熱加工法生產的鋼管有時候可根據(jù)需要再進行冷加工。冷加工有兩種方法?:?一種是冷拔法，就是將鋼管通過拔管模拉拔，使鋼管逐漸變細、伸長?;?另一種方法是冷軋法，它是將孟內斯曼兄弟發(fā)明的熱軋機應用于冷加工中的方法。無縫鋼管的冷加工，可以進步鋼管的尺寸精度和加工光潔度，改善材質的機械性能等。 無縫化鋼管?(?熱軋鋼管?)?的生產工藝 鋼管的無縫化主要是通過張力減徑來完成的，張力減徑過程是空心母材不帶芯棒的連

4、續(xù)軋制過程。在保證母管焊接質量的條件下，焊管張力減徑工藝是將焊管整體加熱到?950?攝氏度以上，再經張力減徑機?(?張力減徑機共有?24?道次?)?軋制成各種外徑與壁厚的成品管，采用此工藝所生產的熱軋鋼管與普通的高頻焊管有本質的區(qū)別通過加熱爐加熱后其焊縫與母體的金相組織和機械性能可以達到完全一致此外 ，通過多道次的張力減徑機軋制和自動控制使得鋼管的尺寸精度?(?尤其是管體圓度和壁厚精度?)?優(yōu)于同類無縫管。世界發(fā)達國家生產的流體管，鍋爐管中已大量采用焊管無縫化工藝，隨著社會的發(fā)展，國內熱軋焊管逐步代替無縫管的局面已經形成。 ??? 三、焊接鋼管 焊接鋼管也稱焊管，是用鋼板或鋼帶經過卷曲成

5、型后焊接制成的鋼管。焊接鋼管生產工藝簡單，生產效率高，品種規(guī)格多，設備資金少，但一般強度低于無縫鋼管。 焊接鋼管按焊縫的形式分為直縫焊管和螺旋焊管。螺旋焊管的強度一般比直縫焊管高，能用較窄的壞料生產管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的壞料生產管徑不同的焊管。但是與相同長度的直縫管相比，焊縫長度增加?30~100%?，而且生產速度較低。因此，較小口徑的焊管大都采用直縫焊，大口徑焊管則大多采用螺旋焊。 ??四、《鋼結構鋼材選用與檢驗技術規(guī)程》CECS300:2011 1、3．3．9結構用直縫焊接圓鋼管與冷彎方(矩)焊接鋼管的力學性能應分別符合現(xiàn)行國家標準《直縫電焊鋼管》GB／T 13793與現(xiàn)

6、行行業(yè)標準《建筑結構用冷彎矩形鋼管》JG／T 178的規(guī)定。其主要力學性能指標可按附錄B表B．0．4與表B．0．5確定。雙焊縫冷彎方形及矩形鋼管的技術要求應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《雙焊縫冷彎方形及矩形鋼管》YB／T 4181的規(guī)定，其平板部分伸長率應不低于原板伸長率的90％。 2、3．3．10結構用無縫鋼管的力學性能(縱向)應符合現(xiàn)行國家標準《結構用無縫鋼管》GB／T 8162的規(guī)定。其主要力學性能指標可按附錄B表B．0．6確定。? （條文解釋：由于熱軋無縫鋼管采用熱頂管成型的特殊生產工藝，不同于傳統(tǒng)的鋼板軋制工藝，因而成型后力學性能也有差異。如與同厚度、同級別的?Q355?鋼板相比

7、，無縫鋼管的屈服強度與沖擊功值均有所降低，且厚度分組方法亦不同，在選材時應予以注意。本條明確提出了鋼管力學性能應依據(jù)的產品標準） 3、3.4.3 結構用無縫鋼管與焊接鋼管應保證壓扁試驗分別符合現(xiàn)行國家標準《結構用無縫鋼管》GB/T8162和《直縫電焊鋼管》GB/T13793的規(guī)定； ??? 4、3.5.2 直縫焊接圓鋼管宜以冷卷成型或冷壓成型狀態(tài)交貨。訂貨時應約定其成型工藝、焊接方法、性能與質量等級要求。 （條文解釋：直縫焊接圓鋼管均以冷成型直縫焊管產品交貨。其成型方法可為沿鋼板縱向卷曲成圓與沿鋼板橫向多道壓制成圓（UOE法）兩種方法，其直縫焊接可采用高頻電阻焊或埋弧焊。因受力性能有一

8、定差異，故設計或訂貨文件中宜明確約定成型方法與焊接方法的要求） ??? 5、3.5.3 當按現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑結構用冷彎矩形鋼管》JG/T178訂貨鋼管時，應按直接成方冷成型狀態(tài)交貨，并提出鋼管產品質量等級要求。 （條文解釋：冷彎焊接矩形鋼管均以冷成型狀態(tài)交貨。其成型方法可為先冷彎并焊接成為直縫圓鋼管，再經二次冷成型為方（矩）鋼管（即先圓后方）與直接將鋼帶多次折彎成方（矩）形狀焊接成管（即直接成方）兩種方法。前者因經二次冷成型，其成管后冷作硬化效應更為顯著，伸長率有明顯降低，對鋼材力學性能影響較大，故承重構件的選材應要求以直接成方狀態(tài)交貨。當要求綜合性能更好的焊接矩形鋼管時，可選用最終熱

9、成型鋼管，亦即將冷彎焊接圓管在加熱狀態(tài)下再成型為矩形鋼管，相當于進行了熱處理。此類鋼管在消減殘余應力、均化材質、細化晶粒、改善鋼材的塑性、韌性、加工性能等方面有良好的效果，但國內尚無產品與產品標準。近年來，工程應用多為進口產品。若有必要選用時，可按歐洲標準《非合金和細晶粒結構鋼的最終熱成型管材》EN10210約定交貨狀態(tài)及性能指標。） ??? 6、3.5.5 用戶在簽訂鋼材訂貨合同時，應按相應產品標準與設計要求詳細約定所要求的鋼材牌號、等級與性能指標等技術要求和質量要求，并包括以下內容： （1）鋼材牌號、質量等級與所依據(jù)的標準名稱（含年號）。 （2）鋼材的規(guī)格和數(shù)量。對有復驗取樣的鋼材

10、，訂貨數(shù)量應考慮樣坯的附加余量。 （3）確認訂貨鋼材相應標準所規(guī)定的各項質量要求、化學成分、力學性能與工藝性能等技術要求及尺寸公差、質量檢驗與交貨狀態(tài)等要求。對以上要求內容有變動或有附加要求者，應有明確的補充約定。 （4）所訂貨板材、型材與管材，其相應標準未規(guī)定化學成分與力學性能等技術條件內容時，則應明確約定此類要求的技術條件、指標要求與所依據(jù)的相應標準名稱。 （5）焊接鋼管原板和管材產品的性能與技術要求及所依據(jù)的標準名稱。 （6）根據(jù)設計與使用要求，提出補充的鋼材性能附加要求。 （7）質量與檢驗的補充要求。 （8）包裝要求 ??? 7、7.1.9 承重結構選用鋼管鋼材時，應符

11、合下列規(guī)定： （1）按現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計標準》GB50017設計的節(jié)點相貫線直接焊接的格構式鋼管結構，其鋼管屈服強度不應大于345MPa,屈服比不應大于0.8，壁厚不宜大于25mm。 （2）選用圓鋼管時宜優(yōu)先選用直縫焊接圓鋼管，其力學性能和技術要求可以現(xiàn)行國家標準《冷彎型鋼》GB/T6725與《直縫電焊鋼管》GB/T13793規(guī)定的技術條件作為基本交貨條件。必要時，可提出附加要求的性能保證。 （條文解釋：熱軋圓鋼管由專用軋機軋成，并有專用產品標準規(guī)定了其產品的化學成分與力學性能，優(yōu)點是作壓桿計算時可按A類曲線計算，但規(guī)格一般限于直徑500mm以下，且管壁厚度公差較大，價格較高。直縫

12、焊接圓鋼管以軋制鋼板為原料，因而可選用各類材質和性能的鋼板制成各種規(guī)格，適用面廣而材質綜合性能較好，且價格較低，故在性能滿足適用條件下，宜優(yōu)先選用焊接圓鋼管） （3）承重結構用焊接圓管不應采用徑厚比（D/t）過小的鋼管，同時不應選用流體用直縫焊管和螺旋焊管。 （條文解釋：冷彎焊接圓鋼管的徑厚比D/t很小時，因冷作硬化影響，會顯著降低鋼管的伸長率和塑性性能，故應注意避免選用小徑厚比焊接圓鋼管。根據(jù)現(xiàn)有應用經驗，建議D/t不宜小于15（Q235鋼）或20（Q355鋼）?，F(xiàn)螺旋焊管標準均規(guī)定了其產品為流體用管，其性能不能符合結構用管的技術要求，故不宜在工程結構中選用） （4）要求保證沖擊功的焊

13、接圓鋼管，若采用沿鋼板長度方向卷制的鋼管時，宜要求你其原板保證橫向沖擊功符合設計要求。 （5）承重結構用冷成型矩形鋼管宜選用符合現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑結構用冷彎矩形鋼管》JG/J178規(guī)定的冷彎矩形鋼管1級產品，其成型工藝應選用直接成方工藝。大截面或厚壁矩形鋼管可選用符合現(xiàn)行行業(yè)標準《雙焊縫冷彎方形及矩形鋼管》YB/T4181的冷彎雙焊縫方（矩）鋼管。 （6）主要承重構件對鋼管的均質性、韌性、晶粒細化和低殘余應力等有更高要求是，宜選用最終熱成型矩形鋼管。 ??? 8、8.2.3 圓鋼管交貨時，其表面質量和焊接質量要求應符合相應材料標準或表8.2.3的規(guī)定。 表8.2.3 圓鋼管表面質量焊

14、接質量要求 鋼管、型鋼的外形、尺寸允許偏差應符合各相關鋼材標準的規(guī)定。檢查驗收時，應對鋼管或型材兩端的每端1000mm范圍內截面尺寸、外形尺寸及厚度等偏差進行抽檢量測。每一品種相同規(guī)格型（管）材中的抽檢數(shù)量不應小于總量的10%，抽檢可采用卡尺、量尺量測的方法進行。 ??? 五、《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》JGJ99-2015 1、4.1.6 框架柱采用圓鋼管時，宜選用直縫焊接圓鋼管，其材質和材料性能應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑結構用冷成型焊接圓鋼管》JG/T381的規(guī)定，其截面規(guī)格的徑厚比不宜過??； （條文解釋：由于熱軋無縫鋼管價格較高，產品規(guī)格較?。ㄖ睆揭话阈∮?500mm?）并壁厚公差較大，其?Q355?鋼管的屈服強度和?-40℃?沖擊功要低于?Q355?鋼板的相應值。故高層民用建筑鋼結構工程中選用較大截面圓鋼管時，宜選用直縫焊接圓鋼管，并要求其原板和成管后管材的材質性能均符合設計要求或相應標準的規(guī)定。還應注意選用時為避免過大的冷作硬化效應降低鋼管的延性，其截面規(guī)格的徑厚比不應過小，根據(jù)現(xiàn)有經驗，對主要承重構件用鋼管不宜小于?20?（?Q235?鋼）或?25?（?Q355?鋼））