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无缝钢管具有屈服现象的金属材料,试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称屈服点。若力发生下降时,则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2(MPa)。 无缝钢管上屈服点(σsu):试样发生屈服而力首次下降前的 应力; 下屈服点(σsl):当不计初始瞬时效应时,屈服阶段中的小应力。 无缝钢管屈服点的计算公式为: 式中:Fs--试样拉伸过程中屈服力(恒定),N(牛顿)So--试样原始横截面积,mm2。 无缝钢管断后伸长率(σ) 在拉伸试验中,试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比,称为伸长率。以σ表示,单位为%。计算公式为: 式中:L1--试样拉断后的标距长度,mm; L0--试样原始标距长度,mm。 无缝钢管断面收缩率(ψ) 在拉伸试验中,试样拉断后其缩径处横截面积的 缩减量与原始横截面积的百分比,称为断面收缩率。以ψ表示,单位为%。 式中:S0--试样原始横截面积,mm2; S1--试样拉断后缩径处的少横截面积,mm2。



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在附加应力冷拉结果无缝钢管的不均匀变形,成为冷拉拔后的残余应力。精密无缝钢管用途很广泛。一般用途的无缝钢管由普通的碳素结构钢、低合金结构钢或合金结构钢轧制,产量多,主要用作输送流体的管道或结构零件。无缝钢管具有中空截面,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。无缝钢管厂家的生产工艺可以分为冷拔与热轧两种,冷轧无缝钢管的生产流程一般要比热轧要复杂,管坯首先要进行三辊连轧,挤压后要进行定径测试,如果表面没有响应裂纹后圆管要经过割机进行切割,切割成长度约一米的坯料。无缝钢管的非均匀变形程度决定了残余应力的大小和分布。无缝钢管的冷拔变形是由其变形特性决定的。因为有在拉拔过程中无芯棒,与管壁厚度变化不多后变形,变形条件和无缝钢管的内、外两层变形状态有很大的不同,产生不均匀变形。在变形过程中,在无缝钢管内表面的金属首先进入塑性变形状态,并沿轴向金属流动不受摩擦,所以沿壁厚方向发生轴向变形不均匀,造成在无缝钢管外层的自然延伸率明显低于内层。这样,附加轴向和切向拉伸变形和附加应力的产生在无缝钢管外层达到 值;相反,额外的压缩变形和压缩应力层内产生的无缝钢管也达到 值,附加应力变成残余应力变形后,留在管中。总之,无缝钢管拉拔后的不均匀变形导致无缝钢管的残余应力较大。因此,有必要寻求减少在拔管,残余应力降低纵向裂缝损伤的一种有效方法。



在以往的无缝管线管标准中,如API 5L(美国石油协会标准)制定的无缝管线管的 强度为X80(屈服强度下限为555MPa),几乎没有强度更高的无缝管线管的实用例子。一般说来,随着强度的提高,会担心母材及圆周焊接部的韧性会下降。因此,为使母材同时达到高强度、高韧性和具有良好的圆周焊接性,必须开发新的钢管材质。另外,顶张力立管起着将井口和海上平台直接连接起来,保护生产流体流通管子的作用,因此要求其必须具有抵御海浪和海潮冲击的抗疲劳特性。为解决上述问题,新日铁开发了管线管和上升管用X90-X100高强度无缝钢管。 新日铁开发的的高强度可焊接的X90-X100无缝管线管通过合金设计既确保了母材强度,又确保了韧性,同时通过降低C含量改善了焊接部韧性,因此满足了包括圆周焊接性在内的性能要求。 钢管的外径和壁厚分别为323.9mm和20.0mm。为评价圆周焊接部的特性,对整个焊接金属部进行了拉伸试验、维氏硬度试验、CVN试验和CTOD试验。试验表明,在HAZ中看成不到明显的硬化。




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