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在钢管生产中,钢坯的加热过程实际上就是热源的传热过程,温度差是传热的基本条件,有温度差才会发生热的传播,根据传热过程中物体温度有无变化,传热可分为稳定态传热和不稳定态传热两种状态。
稳定态传热是指在传热过程中,物体各处的温度不随时间变化的传热现象。
不稳定态传热是指物体在加热过程中,温度在不断升高,热量不断地由物体表面传向内部,即温度随时间变化的传热现象。
热的传播有传导、对流、辐射3种方式。
1 传 导传导传热一般由同一物体的高温部分传至低温部分,也可由高温物体传至与其紧密接触的低温物体。传导传热具有以下特点。
(1)传导传热只有粒子的微观热运动,没有宏观的运动或位移。因此传导传热主要发生在金属、耐火材料等固体中。
(2)微粒之间必须碰撞接触,才能进行传导传热。因此,当固体内存在大量孔隙时,传导传热便大大削弱,加热炉常用的隔热材料就是根据这一原理制成的。
2 对 流对流热交换是由于流体(液体和气体)作宏观运动时,在接触过程中实现热能从高温到低温的转移。故这种传热方式的媒介只能是液体(包括流动的金属熔体)和气体。对流热交换可以发生在流体与固体表面之间,也可以发生在流体内部。
3 辐 射对流与传导两种传热方式必须是物体接触才能传递热能,而辐射则是物体间不必接触就可以将热能由一物体传导到另一物体的传热方式。
上述3种传热方式在工业炉内往往是同时存在的。
钢管的分类:钢管分无缝钢管和焊接钢管(有缝管)两大类。按断面形状又可分为圆管和异形管,广泛应用的是圆形钢管,但也有一些方形、矩形、半圆形、六角形、等边三角形、八角形等异形钢管。对于承受流体压力的钢管都要进行液压试验来检验其耐压能力和质量,在规定的压力下不发生泄漏、浸湿或膨胀为合格,有些钢管还要根据标准或需方要求进行卷边试验、扩口试验、压扁试验等。
无缝钢管:无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管,然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无缝钢管的规格用外径*壁厚毫米数表示。无缝钢管分热轧和冷轧(拨)无缝钢管两类。
热轧无缝钢管分一般钢管,低、中压锅炉钢管,高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、地质钢管和其它钢管等。
冷轧(拨)无缝钢管除分一般钢管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其它钢管外,还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。
热轧无缝管外径一般大于32mm,壁厚2.5-75mm,冷轧无缝钢管处径可以到6mm,壁厚可到0.25mm,薄壁管外径可到5mm壁厚小于0.25mm,冷轧比热轧尺寸精度高。
一般用无缝钢管是用10、20、30、35、45等优质碳结钢16Mn、5MnV等低合金结构钢或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合结钢热轧或冷轧制成的。10、20等低碳钢制造的无缝管主要用于流体输送管道。45、40Cr等中碳钢制成的无缝管用来制造机械零件,如汽车、拖拉机的受力零件。一般用无缝钢管要保证强度和压扁试验。热轧钢管以热轧状态或热处理状态交货;冷轧以热以热处理状态交货。
钢中几种主要元素对钢性能的影响 ? 碳(c):含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性能降低,碳含量过高容易造成晶间腐蚀不合格。钢和铁的界线由C含量来控制:<2.11%的为钢 ? 硅(Si):Si是脱氧剂和脱硫剂,有较高的强度和硬度,可改善钢的热加工性能。 ? 铬(Cr):铬能显著提高钢的强度,硬度和耐磨性,但同时会降低塑性和韧性。 ? 镍(Ni):镍可提高钢的强度,又可使钢保持良好的塑性和韧性。 钢中几种主要元素对钢性能的影响 ? 钼(Mo):钢中加入钼,能提高钢的机械性能。 ? 钛(Ti):钛是钢中的脱氧剂。降低实效敏感性和冷脆性。钢中加入一定量的钛有抗晶间腐蚀的能力。 ? 磷(P):磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。通常情况下,钢中磷的含量控制的越低越好。 ? 硫(S):硫是钢中的有害元素,使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造时容易造成裂纹,同时还降低钢的耐腐蚀性。所以硫的含量须尽量控制得低。 ? 氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性。增加实效敏感性。适量的氮可提高不锈钢的抗点腐蚀性和强度。
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