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碳素钢的定义及钢中五元素

含碳2%以下的铁碳合金称为钢。碳素钢中的五元素是指化学成份中的主要组成物，即C、Si、Mn、S、P(碳、硅、锰、硫、磷)。其次是在炼钢过程中不可避免地会混入气体，含O、H、N(氧、氢、氮)。此外，用铝-硅脱氧工艺中，必然在钢水中含有Al，当Als(酸溶铝)≥0.020%时，还有细化晶粒的作用。

化学元素对钢性能的影响

1、碳(C)：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，***钢管 厂家***，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏***。

2、硅(Si)：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以钢含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%，硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅，强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合，含硅1-4%的低碳钢，具有极高的导磁率，***钢管 ，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。3、锰(Mn)：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量***，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

4、磷(P)：在一般情况下，磷是钢中***元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。

5、硫(S)：硫在通常情况下也是***元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。

6、铬(Cr)：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。

8、钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。

（一）无缝钢管

1．用途：无缝钢管是一种经济断面钢材，在国民经济中具有很重要的地位，广泛应用于石油、化工、锅炉、电站、船舶、机械制造、汽车、航空、航天、能源、地质、建筑等各个部门。

2．分类

①按断面形状分：圆形断面管、异形断面管

②按材质分：碳素钢管、合金钢管、不锈钢管、复合管

③按连接方式分：螺纹连接管、焊接管

④按生产方式：热轧（挤、顶、扩）管、冷轧（拔）管

⑤按用途分：锅炉管、油井管、管线管、结构管、化肥管 ……

3．生产工序

①热轧无缝钢管主要生产工序（△主要检验工序）：

管坯准备及检查△→管坯加热→穿孔→轧管→荒管再加热→定（减）径→热处理△→成品管矫直→精整→检验△(无损、理化、台检) →入库

②冷轧（拔）无缝钢管主要生产工序：

坯料准备→酸洗润滑→冷轧（拔）→热处理→矫直→精整→检验

4．质量要求

①钢的化学成分：钢的化学成分是影响无缝钢管性能***主要的因素之一，也是制定轧管工艺参数和钢管热处理工艺参数的主要依据。

合金元素：有意加入，根据用途

残余元素：炼钢带入，适当控制

***元素：严格控制（As、Sn、Sb、Bi、Pb），气体（N、H、O）

避免钢管3PE防腐层管端出现翘边

　　三层结构的聚乙烯（3PE）防腐涂层以其良好的抗腐蚀性、抗水气渗透性以及力学性能等，在石油管道行业得到了广泛应用。这种防腐层钢管管端容易由于腐蚀而出现的翘边问题。

　　分析认为：3PE防腐层钢管在打磨预留段聚乙烯层坡口时，管端焊缝余高未修磨或修磨不平整，会导致焊缝突出部分聚乙烯底部的环氧粉末被磨掉，在防腐管露天堆放时间较长的情况下，焊缝表面金属就会先被腐蚀，从而导致3PE防腐层出现翘边的现象。

　　避免3PE防腐层管端出现翘边的措施是：

　　1、在不影响管口焊接的情况下，应适当增加聚乙烯层端部环氧粉末的预留长度，可预防因钢管堆放时间较长，管端金属腐蚀严重引起的3PE防腐翘边。

　　2、防腐管露天堆放时间较长时，应在管端进行遮盖，防止雨水侵蚀，造成管端严重腐蚀。

　　3、若管道现场施工周期较长，可以在管端金属涂刷可焊防锈漆，***钢管 价格，以防止防腐管在储存期间因腐蚀引起3PE防腐层翘边。

　　4、严格控制管端预留处焊缝余高的修磨质量。在焊缝处聚乙烯坡口外与管体其他部位一样，使环氧粉末保留长度gt;20mm，以防止焊缝处环氧粉末底部先被腐蚀而引起3PE防腐层翘边。管端焊缝修磨应注意：

　　1）从焊缝修磨开始处到聚乙烯倒角处应有10-20mm没有焊缝余高的与管体一样的聚乙烯层平整段，以保证管端聚乙烯坡口处挤压粘结质量。

　　2）焊缝修磨后的余高应尽量做到与管体平齐，不要有明显的余高，以防止在打磨聚乙烯层倒角时，将环氧粉末一同打磨掉。

　　3）焊缝未修磨的顶端与修磨处的过渡段倒角，也应与聚乙烯层倒角一样（≤30°），以便挤压辊的挤压力均匀地施压在聚乙烯层上，防止因坡口处防腐层粘结不好出现聚乙烯层翘边。

　　5、预留段环氧粉末涂层只有保护完整，才能起到延缓管端因腐蚀引起的翘边。国内管端聚乙烯坡口加工都用钢丝轮打磨方式，会损坏环氧粉末涂层。应改用机械加工坡口，刀口底层要有限位装置来控制刀具的进刀深度，以免伤及环氧粉末涂层。