钢管：简介
钢管的历史、生产和使用
钢管是由钢制成的圆柱形管，在制造和基础设施中具有多种用途。它们是钢铁行业使用最多的产品。管道的主要用途是在地下输送液体或气体——包括石油、天然气和水。然而，在整个制造和施工过程中使用不同尺寸的管道。一个常见的家庭制造示例是在冰箱中运行冷却系统的窄钢管。建筑使用管道供暖和管道。可以使用不同尺寸的钢管建造结构，例如扶手、自行车架或管柱。
威廉默多克被认为是钢管的先驱。 1815 年，他将几桶火枪连接在一起，以支持煤灯燃烧系统。默多克利用他的创新管道系统将煤气输送到伦敦街头的灯。
自 1800 年代以来，钢管技术取得了长足的进步，包括改进制造方法、开发其使用应用以及建立管理其认证的法规和标准。
钢管是如何制成的？
从熔化原材料到成型或焊接，这种无处不在的建筑材料是通过两个主要过程产生的：
将原钢转化为更可用的形式
这两个过程都必须从制造优质钢材开始。粗钢是由铸造厂通过在熔炉中熔化原材料的过程生产的。为了使成分完全正确，可以将元素添加到熔融金属中，并去除杂质。将得到的钢水倒入模具中制成钢锭或转移到连铸机中制成板坯、钢坯和大方坯。管道由以下两种产品制成：板坯或钢坯。
钢管制造中的钢坯和钢骨架
钢骨架由加热到 2,200˚F 的板坯制成。热量会在表面形成水垢，必须通过除垢器和高压清洗来去除水垢。清洁后，将钢板热轧成薄而窄的钢带，称为 skelp。海带用硫酸酸洗（表面清洗），水洗后滚到大卷轴上，作为制管的原料。骨架的宽度决定了可以制作的管子的直径。
Skelp 从线轴上展开，加热，并通过带槽的辊子滚动，这些辊子将 Skelp 的边缘向上弯曲。这个过程产生了一个圆柱形管，其中两个边缘已经完全弯曲以相互相遇，形成一个长圆柱体。焊接工艺将边缘连接在一起并密封管道。
- 在连续的焊接操作中，焊接滚轮将管道的边缘相互压在一起——由于已经施加在骨架上的热量而形成了锻造焊缝。焊接过程中不添加金属，最终的滚轮将管道的直径和壁厚减小到规格。
- 电阻焊遵循与连续焊接类似的过程，不同之处在于将骨架冷轧成管状。通过旋转的铜盘向管道边缘提供电流，将边缘加热到焊接温度。焊接滚轮连接管道边缘以形成锻造焊缝。
- 螺旋焊和双埋弧焊使用更传统的焊接技术，并添加焊接材料以形成结合。
无缝管用钢坯
钢坯是直接从连铸机生产的长方形钢件，或作为由轧制和拉伸铸锭制成的二次产品。这些坯料可用于制造无缝管，在某些应用中由于没有熔接线更安全。
实心钢坯必须在极端温度下加热，变成白热但不熔化。机器滚动它们，使它们变成圆柱形固体。虽然仍然很热，但使用子弹形穿孔器根据其尺寸使中空中心变得规则。随后进行了一系列铣削操作以使管道符合要求的规格。
完成步骤
在最后安装接头之前，管道可以通过矫直机作为最后的工艺步骤。小口径管道通常配有螺纹接头，但大口径管道通常配有焊接到管道末端的法兰。测量机检查成品管的尺寸，并在管的侧面印上细节以进行质量控制。
质量控制
质量控制步骤包括使用 X 射线机检查管道是否存在缺陷，尤其是沿着焊缝。另一种技术是对管道进行压力测试，方法是用水填充管道，然后将其在压力下保持指定的时间，以在投入使用之前暴露任何可能导致灾难性故障的缺陷。
钢管是如何使用的？
管道用于结构、运输和制造。它们的尺寸根据其外径确定，内径根据壁厚而变化。有些应用需要比其他应用更厚的壁，这取决于管道必须承受的力。
结构使用
结构用途是常见的建筑和施工。在这些行业中，建筑材料通常被称为钢管。
建筑桩
钢管在称为打桩的过程中为基础提供强度。在这些应用中，在奠定基础之前，将管子深入地下。它为不安全的高层建筑或地面建筑提供稳定性。
桩基有两种基本类型：
- 端承桩 底端放在一层特别坚固的土壤或岩石上。建筑物的荷载通过桩传递到坚固层上。
- 摩擦桩 通过摩擦将建筑物的载荷转移到桩的整个高度上的土壤。桩的整个表面有助于将力传递到土壤。
脚手架杆
脚手架杆是通过将钢管连接在笼子中制成的，使建筑工人可以进入地面以上的区域。
制造用途
护栏
护栏也由钢管制成，为楼梯和阳台创造了美观的安全功能。
护柱
安全护柱用于封锁车辆交通区域，以保护人员、建筑物或基础设施。
自行车架
许多商业自行车架是通过弯曲钢管形成的。钢材坚韧的材料特性使其可以防盗。
交通用途
钢管最常见的用途是运输产品，因为这种材料非常适合长期安装。由于它的耐寒性和抗击穿性，可以埋在地下。
低压应用不需要管道具有高强度，因为它们不会承受很大的应力。窄壁厚允许更便宜的制造。更专业的应用——例如石油和天然气行业中使用的管道——需要更严格的规范。运输产品的危险性以及管线压力增加的可能性，需要高强度，因此需要更高的壁厚。这通常会带来相关的更高成本。质量控制对这些应用至关重要。
钢管是如何规定的？
对于这些材料的指定方式以及管道的确切特性的含义可能会造成混淆。美国材料与试验协会 (ASTM) 以及美国机械工程师协会 (ASME) 和美国石油学会 (API) 是北美管道规范参考最多的组织。
规格可分为三大类：
公称管道尺寸
管道尺寸被引用为“标称管道尺寸”或 NPS。较小管道 (
钢管明细表是一种描述管道壁厚的方法。这是一个关键参数，因为它与管道的强度和特定应用的适用性直接相关。管程是一个无量纲数，在给定设计压力和许用应力的情况下，根据壁厚设计公式计算得出。
时间表编号的示例如下：5、5S、10、20、30、40、50、60、80、100、120、140、160、STD、XS 和 XXS——最常见的是时间表 40 和 80 .随着进度号的增加，管道的壁厚增加。因此，管道的计划编号定义了内径，因为外径由 NPS 编号固定。
可以根据定义外径的 NPS 和定义壁厚的进度表来计算管道的重量。该公式使用钢的理论重量每平方英尺每1英寸厚40.8磅来确定常数。
W =10.69 x t (OD - t)
地点：
W =重量（磅/英尺）
Engineering Toolbox 的下表显示了不同 NPS 管道的外径、壁厚和重量的测量值。显示了 schedule 40 和 schedule 80 测量。
附表40 1/8 0.405 0.270 0.070 0.240 0.220 0.100 0.310 1/4 0.540 0.360 0.090 0.420 0.300 0.120 0.540 3/8 0.675 0.490 0.090 0.570 0.420 0.130 0.740 1/2 0.840 0.620 0.110 0.850 0.550 0.150 1.000 3/4 1.050 0.820 0.110 1.130 0.740 0.150 1.470 1 1.315 1.050 0.130 1.680 0.960 0.180 2.170 1-1/4 1.660 1.380 0.140 2.270 1.280 0.190 3.000 1-1/2 1.900 1.610 0.150 2.720 1.500 0.200 3.650 2 2.375 2.070 0.150 3.650 1.940 0.220 5.020 2-1/2 2.875 2.470 0.200 5.790 2.320 0.280 7.660 3 3.500 3.070 0.220 7.580 2.900 0.300 10.300 3-1/2 4.000 3.550 0.230 9.110 3.360 0.320 12.500 4 4.500 4.030 0.240 10.790 3.830 0.340 14.900 5 5.563 5.050 0.260 14.610 4.810 0.380 20.800 6 6.625 6.070 0.280 18.970 5.760 0.430 28.600 8 8.625 7.980 0.320 28.550 7.630 0.500 43.400 10 10.750 10.020 0.370 40.480 9.560 0.590 64.400 12 12.750 11.940 0.410 53.600 11.380 0.690 88.600 14 14.000 13.130 0.440 63.000 12.500 0.750 107.000 16 16.000 15.000 0.500 78.000 14.310 0.840 137.000 18 18.000 16.880 0.560 105.000 16.130 0.940 171.000 20 20.000 18.810 0.590 123.000 17.940 1.030 209.000 24 24.000 22.630 0.690 171.000 21.560 1.220 297.000 基于 ASTM A53 - 钢管、黑色和热浸、镀锌、焊接和无缝钢管的标准规范。
制造商发布材料测试报告或工厂测试报告，以验证产品是否符合化学分析和机械性能规范。 MTR 将包含产品的所有相关数据，并将伴随产品的整个生命周期。
以下是 MTR 上可能记录的典型参数：
对于钢制护柱，引用的最常见规格是 ASTM A53 和 ASTM A500。
Reliance Foundry 供应由钢管制成的管柱。系柱是安装在地下的垂直管道，用于保护人员、建筑物和周围基础设施免受车辆碰撞。
钢管护柱必须符合安全规范，以确保它们足够坚固以抵抗车辆碰撞的影响。 Schedule 40 和 schedule 80 钢可用于制造钢管柱，视用途而定。
钢管柱通常用不锈钢、塑料或其他金属装饰盖覆盖，以美观并保护钢管免受腐蚀。时间表
管道重量
OD =外径
t =厚度
附表80
标称
直径
直径
标称厚度
重量
直径
标称厚度
重量
管道尺寸
(in)
(in)
(in)
(in)
(in)
(in)
外部
内部
磅/英尺
内部
磅/英尺认证
Reliance Foundry 如何使用钢管？
金属