鋼管的分類及設(shè)計相關(guān)規(guī)定

一、按生產(chǎn)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(jīng)濟截面鋼材，廣泛用于制造結(jié)構(gòu)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(nèi)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(nóng)機具骨架、鋼木家具等就常用方、矩形管。   無縫鋼管的生產(chǎn)方法，大致分為斜軋法 ( 孟內(nèi)斯曼法 ) 和擠壓法。斜軋法 ( 孟內(nèi)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(chǎn)速度快，但對管坯的可加工性要求較高，主要適用于生產(chǎn)碳素鋼和低合金鋼管。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(chǎn)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(chǎn)的鋼管稱為熱軋管。用熱加工法生產(chǎn)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(xì)、伸長  另一種方法是冷軋法，它是將孟內(nèi)斯曼兄弟發(fā)明的熱軋機應(yīng)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(zhì)的機械性能等。無縫化鋼管 ( 熱軋鋼管 ) 的生產(chǎn)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續(xù)軋制過程。在保證母管焊接質(zhì)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(jīng)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(chǎn)的熱軋鋼管與普通的高頻焊管有本質(zhì)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(dá)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(dá)國家生產(chǎn)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(nèi)熱軋焊管逐步代替無縫管的局面已經(jīng)形成。   三、焊接鋼管焊接鋼管也稱焊管，是用鋼板或鋼帶經(jīng)過卷曲成型后焊接制成的鋼管。焊接鋼管生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)效率高，品種規(guī)格多，設(shè)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(chǎn)管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的壞料生產(chǎn)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 30100% ，而且生產(chǎn)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(jié)構(gòu)鋼材選用與檢驗技術(shù)規(guī)程CECS300:20111、339結(jié)構(gòu)用直縫焊接圓鋼管與冷彎方(矩)焊接鋼管的力學(xué)性能應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)直縫電焊鋼管GBT 13793與現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管JGT 178的規(guī)定。其主要力學(xué)性能指標(biāo)可按附錄B表B04與表B05確定。雙焊縫冷彎方形及矩形鋼管的技術(shù)要求應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)雙焊縫冷彎方形及矩形鋼管YBT 4181的規(guī)定，其平板部分伸長率應(yīng)不低于原板伸長率的90。2、3310結(jié)構(gòu)用無縫鋼管的力學(xué)性能(縱向)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)用無縫鋼管GBT 8162的規(guī)定。其主要力學(xué)性能指標(biāo)可按附錄B表B06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(chǎn)工藝，不同于傳統(tǒng)的鋼板軋制工藝，因而成型后力學(xué)性能也有差異。如與同厚度、同級別的 Q355 鋼板相比，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(yīng)予以注意。本條明確提出了鋼管力學(xué)性能應(yīng)依據(jù)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)）3、3.4.3 結(jié)構(gòu)用無縫鋼管與焊接鋼管應(yīng)保證壓扁試驗分別符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)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(yīng)約定其成型工藝、焊接方法、性能與質(zhì)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(chǎn)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。因受力性能有一定差異，故設(shè)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(dāng)按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管JG/T178訂貨鋼管時，應(yīng)按直接成方冷成型狀態(tài)交貨，并提出鋼管產(chǎn)品質(zhì)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(jīng)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(jīng)二次冷成型，其成管后冷作硬化效應(yīng)更為顯著，伸長率有明顯降低，對鋼材力學(xué)性能影響較大，故承重構(gòu)件的選材應(yīng)要求以直接成方狀態(tài)交貨。當(dāng)要求綜合性能更好的焊接矩形鋼管時，可選用最終熱成型鋼管，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(dāng)于進行了熱處理。此類鋼管在消減殘余應(yīng)力、均化材質(zhì)、細(xì)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(nèi)尚無產(chǎn)品與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。近年來，工程應(yīng)用多為進口產(chǎn)品。若有必要選用時，可按歐洲標(biāo)準(zhǔn)非合金和細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼的最終熱成型管材EN10210約定交貨狀態(tài)及性能指標(biāo)。）   6、3.5.5 用戶在簽訂鋼材訂貨合同時，應(yīng)按相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計要求詳細(xì)約定所要求的鋼材牌號、等級與性能指標(biāo)等技術(shù)要求和質(zhì)量要求，并包括以下內(nèi)容：（1）鋼材牌號、質(zhì)量等級與所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)名稱（含年號）。（2）鋼材的規(guī)格和數(shù)量。對有復(fù)驗取樣的鋼材，訂貨數(shù)量應(yīng)考慮樣坯的附加余量。（3）確認(rèn)訂貨鋼材相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的各項質(zhì)量要求、化學(xué)成分、力學(xué)性能與工藝性能等技術(shù)要求及尺寸公差、質(zhì)量檢驗與交貨狀態(tài)等要求。對以上要求內(nèi)容有變動或有附加要求者，應(yīng)有明確的補充約定。（4）所訂貨板材、型材與管材，其相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定化學(xué)成分與力學(xué)性能等技術(shù)條件內(nèi)容時，則應(yīng)明確約定此類要求的技術(shù)條件、指標(biāo)要求與所依據(jù)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)名稱。（5）焊接鋼管原板和管材產(chǎn)品的性能與技術(shù)要求及所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)名稱。（6）根據(jù)設(shè)計與使用要求，提出補充的鋼材性能附加要求。（7）質(zhì)量與檢驗的補充要求。（8）包裝要求   7、7.1.9 承重結(jié)構(gòu)選用鋼管鋼材時，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB50017設(shè)計的節(jié)點相貫線直接焊接的格構(gòu)式鋼管結(jié)構(gòu)，其鋼管屈服強度不應(yīng)大于345MPa,屈服比不應(yīng)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(xué)性能和技術(shù)要求可以現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)冷彎型鋼GB/T6725與直縫電焊鋼管GB/T13793規(guī)定的技術(shù)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(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其產(chǎn)品的化學(xué)成分與力學(xué)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。直縫焊接圓鋼管以軋制鋼板為原料，因而可選用各類材質(zhì)和性能的鋼板制成各種規(guī)格，適用面廣而材質(zhì)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(jié)構(gòu)用焊接圓管不應(yīng)采用徑厚比（D/t）過小的鋼管，同時不應(yīng)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(yīng)注意避免選用小徑厚比焊接圓鋼管。根據(jù)現(xiàn)有應(yīng)用經(jīng)驗，建議D/t不宜小于15（Q235鋼）或20（Q355鋼）。現(xiàn)螺旋焊管標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定了其產(chǎn)品為流體用管，其性能不能符合結(jié)構(gòu)用管的技術(shù)要求，故不宜在工程結(jié)構(gòu)中選用）（4）要求保證沖擊功的焊接圓鋼管，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(shè)計要求。（5）承重結(jié)構(gòu)用冷成型矩形鋼管宜選用符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管JG/J178規(guī)定的冷彎矩形鋼管1級產(chǎn)品，其成型工藝應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(gòu)件對鋼管的均質(zhì)性、韌性、晶粒細(xì)化和低殘余應(yīng)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(zhì)量和焊接質(zhì)量要求應(yīng)符合相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)或表8.2.3的規(guī)定。表8.2.3 圓鋼管表面質(zhì)量焊接質(zhì)量要求鋼管、型鋼的外形、尺寸允許偏差應(yīng)符合各相關(guān)鋼材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。檢查驗收時，應(yīng)對鋼管或型材兩端的每端1000mm范圍內(nèi)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(yīng)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(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ99-20151、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(zhì)和材料性能應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)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(chǎn)品規(guī)格較?。ㄖ睆揭话阈∮?#160;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(yīng)值。故高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)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(zhì)性能均符合設(shè)計要求或相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。還應(yīng)注意選用時為避免過大的冷作硬化效應(yīng)降低鋼管的延性，其截面規(guī)格的徑厚比不應(yīng)過小，根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗，對主要承重構(gòu)件用鋼管不宜小于 20 （ Q235 鋼）或 25 （ Q355 鋼）