鋼管按縱斷面形狀又分為：甘肅無(wú)縫鋼管等斷面鋼管和變斷面鋼管。變斷面（或變截面）鋼管是指沿管長(zhǎng)方向上的斷面形狀、內(nèi)外直徑及壁厚等發(fā)生周期性或非周期性變化的鋼管。其主要有：外錐形管、內(nèi)錐形管、外階梯管、內(nèi)階梯管、周期斷面管、波紋管、螺旋管、帶散熱片的鋼管以及帶復(fù)線的槍管等。(1)GB3087-2008《低中壓鍋爐用無(wú)縫鋼管》規(guī)定?；瘜W(xué)成分試驗(yàn)方法按GB222-84及GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。甘肅無(wú)縫鋼管(2)GB/T5310-2008《高壓鍋爐用無(wú)縫鋼管》規(guī)定。化學(xué)成分試驗(yàn)方法按GB222-84及《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》、GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。(3)進(jìn)口鍋爐鋼管的化學(xué)成分檢驗(yàn)按合同規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。鋼管分為 無(wú)縫鋼管和焊接鋼管。無(wú)縫鋼管生 產(chǎn)過(guò)程是將實(shí)心管坯或鋼錠穿成空 心的毛管，然后再將其軋制成所要 求尺寸的鋼管。采用的穿孔和軋管 方法不同，就構(gòu)成了生產(chǎn)無(wú)縫鋼管 的不同方法。焊接鋼管生產(chǎn)過(guò)程是 將管坯(鋼板或帶鋼)彎曲成管狀， 再把縫隙焊接起來(lái)成為鋼管。因采 用的成型和焊接方法不同，就構(gòu)成了生產(chǎn)焊接鋼管的不同方法。無(wú)縫鋼管主要用熱軋法生產(chǎn)。 擠壓法主要用于生產(chǎn)難穿孔的低塑 性高合金鋼管或異型鋼管和復(fù)合金 屬管。冷軋和冷拔法可將熱軋管繼 續(xù)加工成小直徑和薄壁的鋼管。甘肅無(wú)縫鋼管焊接鋼管工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、生產(chǎn) 效率高、成本低、產(chǎn)品品種日益擴(kuò) 大。尺寸A、公稱尺寸：是標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的名義尺寸，是用戶和生產(chǎn)企業(yè)希望得到的理想尺寸，也是合同中注明的訂貨尺寸。B、實(shí)際尺寸：是生產(chǎn)過(guò)程中所得到的實(shí)際尺寸，該尺寸往往大于或小于公稱尺寸。這種大于或小于公稱尺寸的現(xiàn)象稱為偏差。C、米重：每米重量＝0.02466＊壁厚＊（外徑-壁厚）偏差和公差A(yù)、偏差：在生產(chǎn)過(guò)程中，由于實(shí)際尺寸難于達(dá)到公稱尺寸要求，即往往大于或小于公稱尺寸，所以標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了實(shí)際尺寸與公稱尺寸之間允許有一差值。差值為正值的叫正偏差，甘肅無(wú)縫鋼管差值為負(fù)值的叫負(fù)偏差。B、公差：標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的正、負(fù)偏差值 值之和叫做公差，亦叫"公差帶"。偏差是有方向性的，即以"正"或"負(fù)"表示；公差是沒有方向性的，因此，把偏差值稱為"正公差"或"負(fù)公差"的叫法是錯(cuò)誤的。交貨長(zhǎng)度交貨長(zhǎng)度又稱用戶要求長(zhǎng)度或合同長(zhǎng)度。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)交貨長(zhǎng)度有以下幾種規(guī)定：A、通常長(zhǎng)度（又稱非定尺長(zhǎng)度）：甘肅無(wú)縫鋼管凡長(zhǎng)度在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)度范圍內(nèi)而且無(wú)固定長(zhǎng)度要求的，均稱為通常長(zhǎng)度。例如結(jié)構(gòu)管標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：熱軋（擠壓、擴(kuò)）鋼管3000mm～12000mm；冷拔（軋）鋼管2000mm～10500mm。B、定尺長(zhǎng)度：定尺長(zhǎng)度應(yīng)在通常長(zhǎng)度范圍內(nèi)，是合同中要求的某一固定長(zhǎng)度尺寸。但實(shí)際操作中都切出 定尺長(zhǎng)度是不大可能的，因此標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)定尺長(zhǎng)度規(guī)定了允許的正偏差值。以結(jié)構(gòu)管標(biāo)準(zhǔn)為：生產(chǎn)定尺長(zhǎng)度管比通常長(zhǎng)度管的成材率下降幅度較大，生產(chǎn)企業(yè)提出加價(jià)要求是合理的。加價(jià)幅度各企業(yè)不盡一致，一般為基價(jià)基礎(chǔ)上加價(jià)10％左右。C、倍尺長(zhǎng)度：倍尺長(zhǎng)度應(yīng)在通常長(zhǎng)度范圍內(nèi)，合同中應(yīng)注明單倍尺長(zhǎng)度及構(gòu)成總長(zhǎng)度的倍數(shù)（例如3000mm×3，即3000mm的3倍數(shù)，總長(zhǎng)為9000mm）。實(shí)際操作中，應(yīng)在總長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上加上允許正偏差20mm，再加上每個(gè)單倍尺長(zhǎng)度應(yīng)留切口余量。以結(jié)構(gòu)管為例，規(guī)定留切口余量：外徑≤159mm為5～10mm；外徑＞159mm為10～15mm。若標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)倍尺長(zhǎng)度偏差及切割余量規(guī)定時(shí)，應(yīng)由供需雙方協(xié)商并在合同中注明。倍尺長(zhǎng)度同定尺長(zhǎng)度一樣，甘肅無(wú)縫鋼管會(huì)給生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)成材率大幅度降低，因此生產(chǎn)企業(yè)提出加價(jià)是合理的，其加價(jià)幅度同定尺長(zhǎng)度加價(jià)幅度基本相同。D、范圍長(zhǎng)度：范圍長(zhǎng)度在通常長(zhǎng)度范圍內(nèi)，當(dāng)用戶要求其中某一固定范圍長(zhǎng)度時(shí)，需在合同中注明。例如：通常長(zhǎng)度為3000～12000mm，而范圍定尺長(zhǎng)度為6000～8000mm或8000～10000mm。可見，范圍長(zhǎng)度比定尺和倍尺長(zhǎng)度要求寬松，但比通常長(zhǎng)度加嚴(yán)很多，也會(huì)給生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)成材率的降低。因此生產(chǎn)企業(yè)提出加價(jià)是有道理的，其加價(jià)幅度一般在基價(jià)上加價(jià)4％左右。壁厚不均鋼管壁厚不可能各處相同，在其橫截面及縱向管體上客觀存在壁厚不等現(xiàn)象，即壁厚不均。為了控制這種不均勻性，在有的鋼管標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了壁厚不均的允許指標(biāo)，一般規(guī)定不超過(guò)壁厚公差的80％（經(jīng)供需雙方協(xié)商后執(zhí)行）。橢圓度在圓形鋼管的橫截面上存在著外徑不等的現(xiàn)象，即存在著不一定互相垂直的 外徑和小外徑，則 外徑與小外徑之差即為橢圓度（或不圓度）。為了控制橢圓度，有的鋼管標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了橢圓度的允許指標(biāo)，甘肅無(wú)縫鋼管一般規(guī)定為不超過(guò)外徑公差的80％（經(jīng)供需雙方協(xié)商后執(zhí)行）。彎曲度鋼管在長(zhǎng)度方向上呈曲線狀，用數(shù)字表示出其曲線度即叫彎曲度。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的彎曲度一般分為如下兩種：A、甘肅無(wú)縫鋼管局部彎曲度：用一米長(zhǎng)直尺靠量在鋼管的 彎曲處，測(cè)其弦高（mm），即為局部彎曲度數(shù)值，其單位為mm/m，表示方法如2.5mm/m。此種方法也適用于管端部彎曲度。B、全長(zhǎng)總彎曲度：用一根細(xì)繩，從管的兩端拉緊，測(cè)量鋼管彎曲處 弦高（mm），然后換算成長(zhǎng)度（以米計(jì)）的百分?jǐn)?shù)，即為鋼管長(zhǎng)度方向的全長(zhǎng)彎曲度。例如：鋼管長(zhǎng)度為8m，測(cè)得 弦高30mm,則該管全長(zhǎng)彎曲度應(yīng)為：0.03÷8m×100％＝0.375％

甘肅15CrMoG無(wú)縫鋼管可回收，符合環(huán)保、節(jié)能、節(jié)約資源的戰(zhàn)略，政策鼓勵(lì)擴(kuò)大15CrMoG無(wú)縫鋼管的應(yīng)用領(lǐng)域。 我國(guó)15CrMoG無(wú)縫鋼管消費(fèi)量占鋼材總量的比重僅為發(fā)達(dá)的一半，15CrMoG無(wú)縫鋼管使用領(lǐng)域擴(kuò)大為行業(yè)發(fā)展提供更廣闊的空間。針對(duì)15CrMoG鋼的焊接性的工作特點(diǎn)，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，參照國(guó)外提供的焊接工藝卡，我們選擇了兩種方案進(jìn)行焊接試驗(yàn)。方案Ⅰ：焊接預(yù)熱，采用ER80S-B2L焊絲，T1G焊打底，E8018-B2焊條，甘肅15CrMoG無(wú)縫鋼管焊條電弧焊蓋面，焊后進(jìn)行局部熱處理。方案Ⅱ：采用ER80S-B2L焊絲，T1G焊打底，E309Mo-16焊條，焊條填充電弧焊蓋面，焊后不進(jìn)行熱處理。焊絲和焊條的化學(xué)成分及力學(xué)性能見表1。焊后熱處理采用方案Ⅰ焊接的試件，焊后應(yīng)進(jìn)行局部高溫回火處理。熱處理的工藝為：升溫速度為200℃/h，升到715℃保溫1小時(shí)15分鐘，降溫速度100℃/h，降到300℃后空冷。具體采用JL-4型履帶式電加熱器（1146×310）包繞焊縫，用硅酸鋁棉層保溫，保溫層厚度50mm，甘肅15CrMoG無(wú)縫鋼管溫度控制采用DJK-A型電加熱器自動(dòng)控溫儀。焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)方案 拉伸試驗(yàn) 彎曲試驗(yàn) 沖擊韌性試驗(yàn)aky（J/cm2）抗拉強(qiáng)度δb/Mpa 斷裂部位 彎曲角度 面彎 背彎 焊縫 熔合線 熱影響區(qū)(HAZ)方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.715CrMo焊接工藝2.1 焊接材料針對(duì)15CrMo鋼的焊接性及現(xiàn)場(chǎng)高壓管道的工作特點(diǎn)，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，參照國(guó)外提供的焊接工藝卡，我們選擇了兩種方案進(jìn)行焊接試驗(yàn)。方案Ⅰ：焊接預(yù)熱，采用ER80S-B2L焊絲，T1G焊打底，E8018-B2焊條，焊條電弧焊蓋面，焊后進(jìn)行局部熱處理。方案Ⅱ：采用ER80S-B2L焊絲，T1G焊打底，E309Mo-16焊條，焊條填充電弧焊蓋面，焊后不進(jìn)行熱處理。焊絲和焊條的化學(xué)成分及力學(xué)性能見表1。甘肅15CrMoG無(wú)縫鋼管表1 焊接材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能型號(hào) C Mn Si Cr Ni Mo S P δb/Mpa δ,％ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2 ＜0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19E309Mo-16≤0.12 0.5～2.5 0.9 22.0～25.0 12.0～14.0 2.0～3.0≤0.025≤0.035 550 252.2 焊前準(zhǔn)備試件采用15CrMoG無(wú)縫鋼管,規(guī)格為φ325×25，坡口型式及尺寸見圖1。焊前用角向磨光機(jī)將坡口內(nèi)外及坡口邊緣50mm范圍內(nèi)打磨至露出金屬光澤，然后用丙酮清洗干凈。試件為水平固定位置，對(duì)口間隙為4mm，采用手工鎢極氬弧焊沿園周均勻點(diǎn)焊六處，每處點(diǎn)固長(zhǎng)度應(yīng)不小于20mm。焊條按表2的規(guī)范進(jìn)行烘烤。表2 焊條烘烤規(guī)范焊條型號(hào) 烘烤溫度 保溫時(shí)間E8018-B2 300 ℃ 2hE309Mo-16 150 ℃ 1.5h2.3 焊接工藝參數(shù)按方案Ⅰ焊前需進(jìn)行預(yù)熱，根據(jù)Tto-Bessyo等人提出的計(jì)算預(yù)熱溫度公式：To＝350√[C]-0.25（℃） 式中，To——預(yù)熱溫度，℃。[C]＝[C]x [C]p [C]p＝0.005S[C]x[C]x＝C （Mn Cr）/9 Ni/18 7Mo/90 式中，[C]x——成分碳當(dāng)量；[C]p——尺寸碳當(dāng)量； S——試件厚度（本文中S＝25mm）；[C]x＝C （Mn Cr）/9 7/90Mo＝0.361[C]p＝0.045 則To＝138℃因此預(yù)熱溫度選為150℃。采用氧-乙炔甘肅15CrMoG無(wú)縫鋼管焰對(duì)試件進(jìn)行加溫，先用測(cè)溫筆粗略判斷試件表面的的溫度（以筆跡顏色變化快慢進(jìn)行估計(jì)），用半導(dǎo)體點(diǎn)溫計(jì)測(cè)定，測(cè)量點(diǎn)至少應(yīng)選擇三點(diǎn)，以保證試件整體均達(dá)到所要求的預(yù)熱溫度。焊接時(shí)，層采用手工鎢極氬弧焊打底，為避免仰焊處焊縫背面產(chǎn)生凹陷，送絲時(shí)采用內(nèi)填絲法，即焊絲通過(guò)對(duì)口間隙從管內(nèi)送入。其余各層采用焊條電弧焊，共焊6層，每個(gè)焊層一條焊道。方案Ⅰ和方案Ⅱ的焊接工藝參數(shù)見表3、4。按方案Ⅰ焊表3 方案Ⅰ的焊接工藝參數(shù)焊道名稱甘肅15CrMoG無(wú)縫鋼管 焊接方法 焊接材料 焊材規(guī)格/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 預(yù)熱及層間溫度 熱處理規(guī)范打底層 鎢板氬弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12填充層 焊條電弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25150℃ 715?！?5min蓋面層 焊條電弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25表4 方案Ⅱ的焊接工藝參數(shù)焊道名稱 焊接方法 焊接材料 焊材規(guī)格/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 預(yù)熱及層間溫度 熱處理規(guī)范打底層 鎢板氬弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12填充層 焊條電弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24 / /蓋面層 焊條電弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24接時(shí)甘肅15CrMoG無(wú)縫鋼管，層間溫度應(yīng)不低于150℃，為防止中斷焊接而引起試件的降溫，施焊時(shí)應(yīng)由二名焊工交替操作，焊后應(yīng)立即采取保溫緩冷措施。2.4 焊后熱處理采用方案Ⅰ焊接的試件，焊后應(yīng)進(jìn)行局部高溫回火處理。熱處理的工藝為：升溫速度為200℃/h，升到715℃保溫1小時(shí)15分鐘，降溫速度100℃/h，降到300℃后空冷。具體采用JL-4型履帶式電加熱器（1146×310）包繞焊縫，用硅酸鋁棉層保溫，保溫層厚度50mm，溫度控制采用DJK-A型電加熱器自動(dòng)控溫儀。3 焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)試件焊后按JB4730-94《壓力容器無(wú)損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的超聲波探傷檢驗(yàn)，焊縫Ⅰ級(jí)合格。按JB4708《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。評(píng)定結(jié)果見表5。表5 焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)方案 拉伸試驗(yàn) 彎曲試驗(yàn) 沖擊韌性試驗(yàn)aky（J/cm2）抗拉強(qiáng)度δb/Mpa 斷裂部位 彎曲角度 面彎 背彎 焊縫 熔合線 熱影響區(qū)(HAZ)方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.7從拉伸試驗(yàn)結(jié)果可知，兩種方案的拉伸試樣全部斷在母材，說(shuō)明焊縫的抗拉強(qiáng)度高于母材；彎曲試驗(yàn)全部合格，甘肅15CrMoG無(wú)縫鋼管說(shuō)明焊縫的塑性較好。根據(jù)表5中的沖擊韌性試驗(yàn)結(jié)果可知，方案Ⅰ的沖擊韌性明顯高于方案Ⅱ，證明方案Ⅰ的焊后熱處理規(guī)范比較理想，高溫回火不僅達(dá)到了改善接頭組織和性能目的，而且使韌性與強(qiáng)度配合適當(dāng)。從室溫機(jī)械性能結(jié)果可知，所的兩種焊接工藝方案均可用于現(xiàn)場(chǎng)施工。方案Ⅰ采用了與母材成分接近的焊條，焊縫性能同母材匹配，焊縫應(yīng)具有較高的熱強(qiáng)性，焊縫在高溫下長(zhǎng)期使用不易破壞。難點(diǎn)是焊后熱處理規(guī)范較為嚴(yán)格，甘肅15CrMoG無(wú)縫鋼管回火溫度和保溫時(shí)間及加熱和冷卻速度控制不當(dāng)反而會(huì)引起焊縫性能下降。方案Ⅱ采用了奧氏體不銹鋼焊條施焊，雖然可以省去焊后熱處理，但由于焊縫與母材膨脹系數(shù)不同，長(zhǎng)期高溫工作時(shí)可發(fā)生碳的擴(kuò)散遷移現(xiàn)象，容易導(dǎo)致焊縫在熔合區(qū)發(fā)生破壞。因此，從使用可靠性考慮，現(xiàn)場(chǎng)采用方案Ⅰ施焊更為穩(wěn)妥。4 結(jié)論15CrMo鋼厚壁高壓管的焊接采用兩種焊接方案均為可行。為了保證焊縫性能同母材匹配且具有較高的熱強(qiáng)性，采用方案Ⅰ效果更佳，關(guān)鍵是要嚴(yán)格控制焊后熱處理工藝。方案Ⅱ雖可省去焊后熱處理，但焊縫在高溫下發(fā)生碳的遷移擴(kuò)散而導(dǎo)致焊縫破壞的可能性不容忽視，因此，只有在焊后無(wú)法進(jìn)行熱處理時(shí)才慎重采用。