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近年来我国钢结构工程建设迅速发展,其中大跨度和空间钢结构等也得到了广泛应用,此类结构的用材特点是大量应用圆管管材,而且随着跨度、荷载的加大,要求更大的直径与壁厚,有时还需要更小的径厚比。如新首都机场大量采用大直径锥形、梭形厚壁管柱,主要规格为D3083×60、D2850X55与D1850X50(图1);新广州电视塔立柱钢管为D2000X50(40),并以很小斜率沿长度方向变径;北京电视塔圆管柱为D1200X60,其径厚比为18;原五棵松体育文化中心方案曾要求采用D1000X100的厚壁无缝钢管,其径厚比仅为8,世界上只有极少数厂家可生产.
厚壁钢管的类别与特点
(1)关于管材的壁厚分类尚无明确统一的标准,若按《冷弯薄壁型钢结枃技术规范》、《钢结构设计规范》规定,圆管(冷加工成型)的厚度不宜大于25mm。故钢结构用管材的壁厚类别可大致可分为:薄壁管一一壁厚<6mm;中等壁厚管壁厚=8mm~28m;厚壁管一一厚壁t≥30mm。关于圆管的径厚比要求,按局部稳定条件,壁厚不应过小,规范规定相应径厚比限值应不大于而按冷加工(卷制、压制)条件为防止过大性变形与残余应力,壁厚又不应过大,其相应径厚比不宜小于20(按内径计算)。
(2)厚壁管按加工方法可分为以下四类
①热扩无缝钢管一一将已轧制成的厚壁无缝钢管
加热后再次挤压、扩张并拉伸成型, 规格为D720X40(径厚比D/t=16),因为热扩成型,除有冷却过程中的残余应力外,并无小径厚比的冷加工变形和残余应力。但因热扩中温度、速度的不均匀性其壁厚公差可达土25%。一般不适用于钢结构。
②热卷成型管将钢板
均匀加热到900~1000℃后,在卷管机上卷制成型,一般需经二次加热与二次卷制,其性能优于冷卷成型管,且可不受径厚比的限制,但加工成本高、效率低,主要用于锅炉、压力容器工程
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在我国石油化工、煤化工、核电领域的大口径无缝特种钢管长期依赖进口的背景下,近年来,中兴装备瞄准我国需要大量的大口径厚壁无缝钢管的市场需要,进行科技攻关,在2012年初成功研发出直径610毫米、厚度68毫米的TP347不锈钢无缝管。在此基础上,该公司通过创新技术工艺,在制造过程中应用了ESR精炼、固溶热处理、高压碎冷等多种新工艺、新技术,并于今年6月,顺利制造出直径达711mm、管壁厚度达88mm的产品,经 钢铁研究总院、 钢铁产品质量监督检验中心、南京航空航天大学等单位的联合鉴定,该产品综合性能达到国际先进水平、可替代进口、可应用于石油化工、煤化工等领域,填补了国内空白。
到目前为止,中兴装备已经成功研发生产出直径219.1毫米—711毫米、壁厚29毫米—88毫米的13个TP347H系列产品,曾先后多次 ,并取得了美国能源公司核电材料生产许可资格。
《 高温用锻造厚壁无缝钢管 》 冶金行业标准是十 2006 年 7 月山冶余工业信息研究 l 坑中国钢铁下业协会 〔 2006 ] 92 号文 《 关于转发 2006 年行标项日 i 十划的通知 》 下达,确定由内蒙古北方重工业集团有限公司负责标准起草的主要工作。 2006 年 7 月 26 日至 28 日在包头召开了 《 高温用锻造厚壁无缝钢管 》 标准工作组第 · 次工作会议,会卜成立标准编制 l :作组,讨论了标准编制工作进度 i } · 划及 《 高温用锻造厚壁无缝钢管 》 标准编写大纲,确定了标准编制原则。 2006 年 9 月编制工作组完成了 《 高温用锻造厚壁无缝钢管 》 标准草案,且召开了第二次!:作会议,编制工作组认为本标准将正在研制的 4 种牌号的钢管管坯材料经验证后应纳入本标准的征求意见稿。
9 月至 12 月生产部门对 4 种牌号的钢管管坯材料经多炉次冶炼试制及扩容的验证,经理化检测满足使用性能要求。为此,将新研制 4 种牌号的钢管管坯材料纳入本标准的征求意见稿中。 2007 年 1 月初完成了 《 高温用锻造厚壁无缝钢管 》 标准征求意见稿讨论稿及编制说明。讨论稿在公司范围内组织有关专业工程技术人员进行了讨论,根据讨论意见再次进行了修改。在 2007 年 1 月底形成 l 卜式征求意见稿,发住相关单位及院所征求意见。 2007 年 4 月意见返回,反馈意见形成正式征求意见稿,发住相关单位及院所征求意见。
2 007 年 4 月意见返回,反馈意见中有 · 大部分意见都与新牌 GB / T5310 有关,为了与新牌 GB / T53 10 相协调,在新牌 GB / T53 10 审定,并形成报批稿后,根据 GB / T5310 (报批稿),结合各有关单位的反馈意见修改标准征求意见稿,形成现在讨论的审杳稿。
3 编制原则
3 . 1 本标准的技术指标应有一定的先进性及较强的科学性、适用性。 3 . 2 木标准的技术内容与同步正在修订的 GB5310 应协调 · 致。 3 . 3 标准的技术水平达到国内领先水平。化学成份中 S 、 P 含星应比国外同类先进标准控制更加严格。 3 . 1 木标准的编制应以 2006 年 3 月五大锅炉)‘联合市议通过的“高温用铸造厚峡无缝钢管”技术协议基础,补充完善,对新增技术内容进行验证考核。
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