流体管是专门用于输送具有流体性质介质的管材。
具有流体性质的介质,除了如水、油、溶液等液体介质以外,水泥,粮食,煤粉等固体介质,在一定条件下也可以流动。
流体管
流体管(3张)
流体管可以用钢材制造,也可以用铜,钛等有色金属制造,甚至可以由塑料等非金属材料制造。
流体管必须具有中空截面,但也可以是方形,三角形或其它任何形状,有些装备受条件限制,就必须采用矩形管,但是绝大多数还是使用圆管。圆管在所有几何截面中具有小的周长/面积比,即在使用同样数量材料的条件下,可以获得 的内截面。
钢管由于其成本低廉,强度高,在现代社会流体输送中得到广泛应用。钢管按其生产工艺,分为无缝钢管和焊管两大类,其中焊管又分为高频直缝焊管(ERW)螺旋焊管(SSAW)埋弧焊管(UOE)等。过去,流体管传统上都是使用无缝钢管,随着材料科学,成型工艺,机组装备的发展进步,焊管得到了极大的发展。焊管具有比无缝管壁厚均匀性好,精度高,耗能少,生产效率高的优点,要求很高的石油天然气输送管(API标准),过去几乎百分之百使用无缝管,今天在美国、日本、欧洲发达 里,95%以上都已经被焊管取代。
壁厚不均钢管壁厚不可能各处相同,在其横截面及纵向管体上客观存在壁厚不等现象,即壁厚不均。为了控制这种不均匀性,在有的钢管标准中规定了壁厚不均的允许指标,一般规定不超过壁厚公差的80%(经供需双方协商后执行)。椭圆度在圆形钢管的横截面上存在着外径不等的现象,即存在着不一定互相垂直的外径和小外径,则外径与小外径之差即为椭圆度(或不圆度)。为了控制椭圆度,有的钢管标准中规定了椭圆度的允许指标,一般规定为不超过外径公差的80%(经供需双方协商后执行)。弯曲度钢管在长度方向上呈曲线状,用数字表示出其曲线度即叫弯曲度。标准中规定的弯曲度一般分为如下两种:A、局部弯曲度:用一米长直尺靠量在钢管的弯曲处,测其弦高(mm),即为局部弯曲度数值,其单位为mm/m,表示方法如2.5mm/m。此种方法也适用于管端部弯曲度。B、全长总弯曲度:用一根细绳,从管的两端拉紧,测量钢管弯曲处弦高(mm),然后换算成长度(以米计)的百分数,即为钢管长度方向的全长弯曲度。例如:钢管长度为8m,测得弦高30mm则该管全长弯曲度应为:0.03÷8m×=0.375%
贵州结构钢管的蒸汽吞吐是普遍采取的提高稠油开发效果的成熟技术,其主要设备是湿蒸汽发生器。对油田注汽用湿蒸汽发生器(也称注汽锅炉)破损的贵州结构钢管进行了宏观检查、化学成分分析和金相分析,并分析了水垢形成原因,探讨了湿蒸汽发生器炉管在工作条件下的结垢及腐蚀机理。检测分析结果表明,贵州结构钢管在短时间内处于强过热状态是造成贵州结构钢管损坏的直接原因,结垢及水质的影响是发生爆管的原因之一。
假设锅炉出口蒸汽压力为14MPa,其对应温度为337℃,根据锅炉手册以及有关的传热手册,此时炉管外壁温度TWB1=337+23.94=360.94℃,低于材料允许的使用温度;当贵州结构钢管结垢≥1mm时,外管壁温度TWB2=337+263.93=600.93℃,较未结垢时的管壁温度高出240℃,局部温度远远超出贵州结构钢管能承受的温度。此时的锅炉压力远远超出了管材的许用应力,不可避免地将发生爆管事故。
应加强贵州结构钢管壁厚度的监测力度,及时发现结垢和炉管腐蚀等问题,同时积极研究锅炉动态报警技术,有效过热问题的出现,此外还应按照标准严格控制锅炉给水中的氯离子含量。
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%。计算公式如下:
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。
硬度指标
金属钢管材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
A、布氏硬度(HB)
用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(F)压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(L)。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS(钢球)表示,单位为N/mm2(MPa)
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。