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氣瓶用無縫鋼管

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產(chǎn)品簡介

氣瓶用無縫鋼管產(chǎn)品介紹：氣瓶用無縫鋼管是適用于制造氣瓶和蓄能器殼體用無縫鋼管。氣瓶用無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)號 StandardNo： GB 18248-2008 氣瓶用無縫鋼管中文標(biāo)準(zhǔn)名稱 StandardTitle in Chinese：氣瓶用無縫鋼管氣瓶用無

詳細(xì)介紹

　　氣瓶用無縫鋼管是適用于制造氣瓶和蓄能器殼體用無縫鋼管。

　　氣瓶用無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)號 StandardNo： GB 18248-2008

　　氣瓶用無縫鋼管中文標(biāo)準(zhǔn)名稱 StandardTitle in Chinese：氣瓶用無縫鋼管

　　氣瓶用無縫鋼管英文標(biāo)準(zhǔn)名稱： Seamless steel tubes for gas cylinder

　　高壓氣瓶用無縫鋼管的技術(shù)要求

　　1.1 鋼質(zhì)

　　高壓氣瓶用鋼采用無時(shí)效鎮(zhèn)靜鋼,一般由堿性平爐、電爐、吹氧堿性轉(zhuǎn)爐冶煉,有些鋼種還需經(jīng)電渣重熔或真空冶煉。主要鋼種為優(yōu)質(zhì)錳鋼、鉻鉬鋼或其他合金鋼,優(yōu)質(zhì)碳鋼已很少采用。對化學(xué)成分的要求是:碳錳鋼C≤0.40%,S≤0.030%,P≤0.035%,S+P≤0.060%;鉻鉬鋼及其他合金鋼C≤0.40%,S≤0.035%,P≤0.030%,S+ P≤0. 055%;其他主要成分也作了相應(yīng)規(guī)定。超級輕型氣瓶用合金鋼的化學(xué)成分要求:S≤0.010%,P≤0.015%,S+P≤0.020%對鋼的非金屬夾雜物和低倍組織均有較嚴(yán)格的要求,非金屬夾雜物為:(A+C)類≤3.0級,B類≤3.0級,之和≤5.5級;低倍組織中不允許有白點(diǎn)、殘余縮孔、離層、夾渣等缺陷。

　　1.2 力學(xué)性能

　　氣瓶是高壓容器, 為安全使用, 除要求有相應(yīng)高的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度外, 還要求有高的伸長率和沖擊韌性。一般地區(qū)鋼瓶的使用環(huán)境溫度為- 20～ 60℃, 寒冷地區(qū)的使用環(huán)境溫度為-40～60℃; 前者普遍采用經(jīng)正火或正火+ 回火處理的碳錳鋼鋼瓶,后者一般采用經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的鉻鉬鋼或其他合金鋼鋼瓶。按GB5099-94 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定, 兩類鋼經(jīng)熱處理后需分別做-20℃, -50℃V 型低溫沖擊試驗(yàn)。其沖擊韌性、屈強(qiáng)比、伸長率應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的規(guī)定值。用作坯料的無縫鋼管, 其試樣經(jīng)熱處理后的檢驗(yàn)結(jié)果亦應(yīng)達(dá)到此規(guī)定值要求。

　　1.3 工藝性能和金相檢驗(yàn)

　　按氣瓶制造廠要求, 需對無縫鋼管試樣做壓扁或冷彎試驗(yàn), 壓扁試驗(yàn)按GB13440標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

　　對正火或正火+ 回火處理后的鋼管試樣, 要求晶粒度(100 倍) ≥6級,帶狀組織≤3.0 級, 魏氏組織≤2.0 級; 調(diào)質(zhì)處理后的鋼管試樣, 其組織應(yīng)為回火索氏體。另外, 對管體脫碳層深度也有相應(yīng)要求。

　　1.4 尺寸精度

　　氣瓶瓶體壁厚, 在國際上是按小壁厚設(shè)計(jì)的。如國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4705,美國DOT ,德國DIN4664, 日本JI 8230, 8241 等的小壁厚計(jì)算均以屈服強(qiáng)度為依據(jù)。我國GB5099 標(biāo)準(zhǔn)中的小壁厚計(jì)算(參見計(jì)算公式), 也是從以前的按抗拉強(qiáng)度或屈服強(qiáng)度計(jì)算, 改為參照ISO4705 標(biāo)準(zhǔn), 單按屈服強(qiáng)度計(jì)算。

　　小壁厚給定后, 高壓氣瓶用無縫鋼管主要就是要其壁厚偏差不能小于其小壁厚, 以滿足氣瓶瓶體安全性的壁厚要求。在小壁厚的前提下,壁愈薄, 壁厚精度愈高, 則氣瓶重量輕、容積大, 即重容比小,氣瓶質(zhì)量好。按GB5099 標(biāo)準(zhǔn)要求, 鋼管廠所供制造中、小氣瓶瓶體的無縫鋼管壁厚偏差一般為 + 15/- 10%。

　　按GB5099標(biāo)準(zhǔn)要求, 中、小氣瓶瓶體外徑偏差, 即所供無縫鋼管外徑偏差一般為D ±1.25%。大容積氣瓶管的壁厚、外徑偏差, 需根據(jù)具體規(guī)格, 由供需雙方協(xié)議商定。

　　1.5 管體表面質(zhì)量和探傷

　　因氣瓶表面質(zhì)量直接影響到氣瓶使用的安全性和美觀, 故鋼管內(nèi)外表面應(yīng)無裂紋、折疊、結(jié)疤、離層、軋折、麻坑等缺陷存在; 若有這些缺陷, 則清除干凈, 且清除后的壁厚大于壁厚的負(fù)偏差, 或設(shè)計(jì)所需小壁厚值。

　　為進(jìn)一步管體整個(gè)斷面的質(zhì)量, 出廠前的無縫鋼管, 需按GB 5777 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波探傷檢查, 其要求根據(jù)GB5099 標(biāo)準(zhǔn), 按GB 8163 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

　　2 高壓氣瓶用無縫鋼管的生產(chǎn)工藝

　　國內(nèi)外生產(chǎn)高壓氣瓶用無縫鋼管的方法主要有:

　?、俅箜敼?mdash;—用鋼錠(坯) 沖孔-頂管方法制造氣瓶用管坯。鋼管廠、重型機(jī)械廠等常采用此種方法, 此法適于制造大口徑、厚壁大容量用高壓氣瓶和容器。

　?、谲埞?mdash;—把鋼錠(或圓軋坯、連鑄坯) 加熱穿孔后, 經(jīng)過周期軋管機(jī)或自動軋管機(jī)、連軋管機(jī)等熱軋成管坯, 然后熱定徑、矯直、精整成成品無縫鋼管。這是生產(chǎn)大批量氣瓶用管所采用的主要方法之一。

　　為了擴(kuò)大品種規(guī)格范圍, 軋管廠還可把通過熱軋后的管坯, 進(jìn)步經(jīng)冷軋(拔) 機(jī)減徑減壁加工成制造中、小容積氣瓶用管坯; 也可把通過熱軋后的管坯, 經(jīng)熱擴(kuò)機(jī)擴(kuò)徑減壁加工成制造大容積氣

　　瓶用管坯。

　　3 高壓氣瓶用無縫鋼管生產(chǎn)

　　3.1 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

　　國外制造鋼質(zhì)無縫氣瓶已有半個(gè)世紀(jì)以上歷史, 比較的氣瓶標(biāo)準(zhǔn)有美國的DOT規(guī)范、ASME規(guī)范第八卷(壓力容器) , 德國的D IN4664 標(biāo)準(zhǔn), 日本的JI 8230, JI8241 標(biāo)準(zhǔn), 國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4705 和一些國家的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前一般普遍等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4705, 各國的標(biāo)準(zhǔn)均有向此標(biāo)準(zhǔn)靠近的趨勢。國外生產(chǎn)高壓氣瓶用無縫鋼管工藝主要是軋管和大頂管, 也制訂了相應(yīng)的生產(chǎn)無縫鋼管的國家標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn), 如美國ASME 第2卷(材料) 中的SA - 372 標(biāo)準(zhǔn), 日本的JI3429標(biāo)準(zhǔn)等, 都是反映目前國際水平的氣瓶用材和管子標(biāo)準(zhǔn)。

　　國內(nèi)高壓氣瓶生產(chǎn)始于60 年代, 按國家勞動總局65 規(guī)程組織生產(chǎn), 一直到1979 年修改為79 規(guī)程, 1985 年開始建立我國部氣瓶標(biāo)準(zhǔn),即GB5099《鋼質(zhì)無縫氣瓶》, 后于1994 年修改, 沿用至今。該標(biāo)準(zhǔn)以ISO4705 國際標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ), 參照了有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)制定而成, 對鋼種、成分、性能要求、尺寸設(shè)計(jì)進(jìn)行了較嚴(yán)格的規(guī)定, 并盡量向國際標(biāo)準(zhǔn)靠近, 是一個(gè)接近國際水平的國家標(biāo)準(zhǔn)。它基本上反映了我國目前的氣瓶及氣瓶用無縫鋼管的生產(chǎn)水平。有關(guān)無縫鋼管廠也制訂了相應(yīng)的生產(chǎn)氣瓶管的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn), 以適應(yīng)氣瓶的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)需要。目前, 國家冶金局正在組織制訂國家氣瓶用無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn), 這標(biāo)志著我國氣瓶用無縫鋼管進(jìn)入了一個(gè)新的、統(tǒng)一的發(fā)展階段。

　　3.2 材質(zhì)與性能

　　國外早期氣瓶多采用碳鋼和錳鋼, 自本世紀(jì)中期末, 已基本采用錳鋼和鉻鉬鋼。如德國蒂森公司曾用46Mn5, 40Mn4 等鋼號; 英國切斯菲爾特廠采用0.35%C, 1.50% 左右M n 的錳鋼生產(chǎn)的小型氣瓶占85%; 日本住友公司也采用0.37%～ 0. 44%C, 1.35%～1. 65%M n的錳鋼; 美國是用C≤0.40% ,1. 35%～ 1. 65%M n 的錳鋼。錳鋼氣瓶一般經(jīng)正火, 或正火+ 回火, 或油淬+ 回火處理,由無縫鋼管廠提供試樣經(jīng)相應(yīng)熱處理的力學(xué)性能數(shù)據(jù)。錳鋼成本低、強(qiáng)韌性好, 具有良好無時(shí)效敏感性, 油淬+ 回火后韌性好, 是制造工作壓力為14.7M Pa, 使用溫度為- 20～ 60℃氣瓶的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的材料, 適合于充裝性氣體。

　　進(jìn)入60 年代, 鉻鉬鋼及其他合金鋼氣瓶大量發(fā)展; 到80 年代,鉻鉬鋼及其他合金鋼氣瓶已占整個(gè)氣瓶業(yè)的80%。80 年代初, 已發(fā)展到用37CrNi3MoVA鋼制造工作壓力達(dá)40M Pa 的高壓氣瓶, 該鋼具有良好的低溫沖擊韌性和抗疲勞性能; 英國切斯菲爾特中型鋼瓶廠所制氣瓶的85% 為含C 約0.35% , Cr1.0% ,Mo0.20%左右的鉻鉬鋼氣瓶, 錳鋼氣瓶占15% , 年產(chǎn)量75 萬支;德國蒂森公司常用34CrMo4 鋼; 美國常用4130 鋼(相當(dāng)于我國的30CrMo 鋼)生產(chǎn)氣瓶; 意大利達(dá)爾明公司1966 年所制203mm×5. 5mm 鉻鉬鋼氣瓶, 鋼號相當(dāng)于我國的30CrMo 鋼, 其瓶體比相應(yīng)的錳鋼氣瓶輕20% , 但使用壓力卻比錳鋼氣瓶高, 可到19.61M Pa 以上。鉻鉬鋼及其他合金鋼氣瓶一般在經(jīng)調(diào)質(zhì)后使用, 鋼管生產(chǎn)廠需提供試樣經(jīng)調(diào)質(zhì)后的力學(xué)檢驗(yàn)性能數(shù)據(jù)。該類氣瓶強(qiáng)韌性比錳鋼氣瓶高, 是低溫沖擊韌性(- 50℃, V 型)、抗循環(huán)疲勞性能好, 使用壓力高, 重量輕, 重容比小, 適于在寒冷地區(qū)、海洋、航天、深井及其他環(huán)境下使用; 而更輕型、重容比更小的高壓氣瓶已成為近年來氣瓶制造業(yè)的發(fā)展趨勢。

　　國內(nèi)氣瓶用無縫鋼管生產(chǎn)起步于60 年代, 開始用35, 45 鋼; 70 年代普遍采用DZ40鋼; 到80 年代初, 已大量生產(chǎn)錳鋼氣瓶用管,代表鋼號有40Mn2, 42Mn2, 40Mn2V 等, 少量用30CrMoA , 35CrMoA , 30CrMnSiA 等鋼管制造氣瓶。80 年代中期至90 年代中期,隨著國家氣瓶標(biāo)準(zhǔn)的建立、修改和氣瓶使用范圍的擴(kuò)大, 為改善低溫沖擊韌性, 并盡快與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌, 錳鋼氣瓶C 含量兩次下調(diào),后已從≤0.44% 降至≤0.40% , 提高了Mn/C 比, 使用較多的代表鋼號為34M n2V ,37Mn (常調(diào)質(zhì)態(tài)使用) ; 并且, 市場普遍開始需要重容比小, 工作壓力高、安全耐用, 無應(yīng)力腐蝕或氫脆的輕型氣瓶, 故以Cr- Mo鋼為代表的Cr- M n- Si, Cr- Ni- Mo- V鋼等氣瓶也很快發(fā)展起來。采用較多的是30CrMoA , 35CrMoA鋼, 它比錳鋼氣瓶的屈服強(qiáng)度提高了60%, 節(jié)約了充填空間30% ,重量減少了25% 以上。總之, 由于國內(nèi)氣瓶材質(zhì)性能的發(fā)展趨勢與國際基本一致, 故它預(yù)示著我國氣瓶用無縫鋼管有著廣闊的國內(nèi)國際市場。

　　3.3 生產(chǎn)工藝

　　目前, 國外生產(chǎn)高壓氣瓶用無縫鋼管的工藝主要還是軋管和大頂管。前者配以冷軋(拔) 工藝可生產(chǎn) 60mm ×3mm 的小容積氣瓶用管, 配以熱擴(kuò)則可生產(chǎn) 720mm 的大容積氣瓶用管。如英國的切斯菲爾特?zé)o縫鋼瓶廠生產(chǎn)的小型鋼瓶規(guī)格為 63～117mm , 生產(chǎn)的中型鋼瓶規(guī)格為176～267mm; 德國曼內(nèi)斯曼公司的REISHOIZ鋼管廠用大頂管工藝可生產(chǎn)內(nèi)徑為990mm、壁厚為250mm的大容積高壓氣瓶和高壓容器。美、英、德、俄、日、法、意等國是世界上生產(chǎn)各類高壓氣瓶和容器的主要國家。

　　國內(nèi)70～ 80 年代生產(chǎn)高壓氣瓶用無縫鋼管主要靠自動軋管、周期軋管工藝, 為中、小容積氣瓶供坯; 更小口徑薄壁氣瓶管要在熱軋管坯基礎(chǔ)上,繼續(xù)通過冷軋(拔) 工藝以減小外徑、壁厚并提高其精度和改善表面質(zhì)量; 大口徑高壓氣瓶用管也是在熱軋管的基礎(chǔ)上, 繼續(xù)通過熱擴(kuò)拉拔工藝以擴(kuò)大外徑、減薄壁厚。為改善壁厚精度和表面質(zhì)量, 目前正在籌劃以斜軋擴(kuò)管代替拉拔式擴(kuò)管工藝;要得到壁更薄, 表面更光潔, 外徑、壁厚精度更高的氣瓶管, 還需通過旋壓工藝, 該工藝一般放置在氣瓶制造廠或有關(guān)機(jī)器制造廠。

　　80 年代后期以來, 隨著國內(nèi)軋管工藝的發(fā)展, 生產(chǎn)中、小容積氣瓶用管已逐步采用引進(jìn)的現(xiàn)代化熱連軋工藝和AccuRoll 熱軋管工藝, 其特點(diǎn)是生產(chǎn)批量大, 管子壁薄, 尺寸精度和表面質(zhì)量較自動軋管、周期軋管好,熱軋管工藝技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量能夠達(dá)到國際水平。在大頂管方面, 武漢重型鑄鍛廠引進(jìn)日本住友公司的設(shè)備和工藝技術(shù)建設(shè)的機(jī)組,已于1996年投產(chǎn), 可生產(chǎn)1067mm ×165mm 的合金鋼管, 為開創(chuàng)國內(nèi)大容積高壓氣瓶和容器的生產(chǎn)奠定了更雄厚的基礎(chǔ)。另外, 各鋼管廠的冶煉、機(jī)加工、探傷、精整設(shè)備及工藝技術(shù)已更趨完善和現(xiàn)代化, 也為高壓氣瓶和容器用管的深加工和檢測提供了更好的手段。

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