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超声波技术应用于冷拔钢管或其他金属塑性加工是20世纪70年代大功率超声波应用的新发展。1978年8月,上海市科委正式下达科研任务,由上海钢管厂负责,中国科学院声学研究所和上海超声波仪器厂协作,进行超声波冷拔钢管试验。
超声波振动拔管的原理是将高频电谐振通过换能器转换成机械振动,并将振动能量传播到变形区中,从而改变金属变形的性质和应力状态。
在超声波振动拔管中,换能器的设计是一个核心问题。只有正确设计换能器,才能能地将高频电谐振变为有效的机械振动。
我国20世纪80年代在自己试制的超声冷拔钢管装置上,对多种材料进行了拉拔试验。试验表明,超声冷拔钢管可以降低拉拔力15%~20%;可以提高延伸系数,减少拔制道次;可减少中间热处理,进行多道次连拔;提高了钢管内外表面的光洁度和加工精度;能够拉制常规方法不能拉制的特种金属
石化管是石油化工用无缝钢管的总称及简称。石油化工生产包括石油精炼、石油化工材料、石油化纤和化肥生产。生产过程中主要物理和化学反应都是在特定的压力和温度下进行的。原材料、反应物和产出物都具有不同程度的腐蚀性。
石化管按设备分类为石油裂化设备用无缝钢管(简称裂化管)、化肥设备用高压无缝钢管(简称化工管)和现代化的高产大化工厂用无缝钢管即“三化”化工、化纤、化肥用无缝钢管;按钢种分类为:碳钢钢管、合金钢钢管和不锈钢钢管。
现将裂化管和化工管分别介绍于后,而“三化”用无缝钢管,至今还没有专业标准,一般碳钢和合金钢钢管分别采用裂化管和化工管标准;不锈钢钢管则采用不锈钢管标准(GB/T 14976、GB/T 14975或GB/T 13296,
裂化管(标准GB 9948)是用于石油精炼厂的炉管、热交换器管和连接管道,是我国开发专用无缝钢管早的品种之一。
鞍钢无缝钢管厂早在1955年8月,就按ГOCT 550-1941标准(后改为鞍标4401-1956)用大连钢厂试制的管坯,试生产出了Cr7SiMnTi钢Φ89mm×6mm裂化管。因生产困难,成材率较低,后来将钢号改为12Cr5MoA;再后又进一步改为Cr5Mo。1963年,原冶金部为了适应经济建设对裂化管需求的增加和生产厂的增多,制定和公布了“石油裂化用无缝钢管”的部颁标准YB 237-1963,并于1970年进行了修订,变为YB 237-1970。这期间,鞍钢无缝钢管厂于1965年按“鞍新9-1965”新产品试制技术条件,试制出了Cr2Mo钢石油裂化管;1969年在生产供应Cr5Mo钢管的同时,又按“1969-4-石油部-3”低合金管新产品试制技术条件,试制出了我国自己的15Al3MoWTi钢号石油裂化管。
化工管(标准GB 6479)是用于工作温度在-40~400℃,工作压力10~32MPa的化肥、化工厂的设备和管道。1960年上海钢管厂为了支援化肥厂的建设,试制出了冷拔高压化肥无缝钢管。1970年原冶金部制定并公布了“化肥设备用高压无缝钢管”部颁标准YB 800-1970。1986年升级为国标GB 6479。
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钻探用地质无缝管
地质用无缝钢管:地质钻探用钢管(YB235-70)是供地质部门进行岩心钻探使用的钢管,是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。钢管具有中空截面,大量用作输送流体的管道,如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。按用途可分为钻杆、钻铤、岩心管、套管和沉淀管等。
地质管用途钻杆:
钻孔工具中连接钻头、用以传递动力的杆件。 钻柱通常的组成部分有:钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是:(1)起下钻头;(2)施加钻压;(3)传递动力;(4)输送钻井液;(5)进行特殊作业:挤水泥、处理井下事故等。
地质管用途
钻杆(Drill pipe):钻孔工具中连接钻头、用以传递动力的杆件。
钻柱通常的组成部分有:钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是:(1)起下钻头;(2)施加钻压;(3)传递动力;(4)输送钻井液;(5)进行特殊作业:挤水泥、处理井下事故等。钻铤(drill collar):处在钻柱的下部,是下部钻具组合的主要组成部分。其主要特点是壁厚大(一般为38~53mm,相当于钻杆壁厚的4~6倍),具有较大的重力和刚度,它在钻井过程中主要起以下几方面的作用:(1)给钻头施加钻压;(2)保证压缩条件下的必要强度;(3)减轻钻头的振动、摆动、和跳动等,使钻头工作平稳;(4)控制井斜。
在地质管、地质钻探管实际应用中:
为探明地下岩层结构、地下水、石油、天然气及矿产资源情况,利用钻机打井。石油、天然气开采更离不开打井,地质钻探用石油钻探用无缝钢管是钻井的主要器材,主要包括岩芯外管、岩芯内管、套管、钻杆等。由于钻探用管要深入到几千米地层深度工作,工作条件极为复杂,钻杆承受拉、压、弯曲、扭转和不均衡冲击载荷等应力作用,还要受到泥浆、岩石磨损,因此,要求管材必须具有足够的强度、硬度、耐磨性和冲击韧性,钢管用钢用“DZ”(地质的汉语拼音字头)加数字一代表钢屈服点表示,常用的钢号有DZ45的45MnB、50Mn;DZ50的40Mn2、40Mn2Si;DZ55的40Mn2Mo、40MnVB;DZ60的40MnMoB、DZ65的27MnMoVB。钢管都以热处理状态交货。
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