钢管是由钢制成的圆柱形管，在制造和基础设施中有着多种用途。 它们是钢铁行业使用最多的产品。 管道的主要用途是在地下运输液体或气体，包括石油、天然气和水。 然而，在整个制造和施工过程中使用不同尺寸的管道。 一个常见的家庭制造示例是运行冰箱冷却系统的窄钢管。 建筑使用管道进行供暖和管道铺设。 可以使用不同尺寸的钢管建造结构，例如扶手、自行车架或管柱。
威廉默多克被认为是钢管的先驱。 1815 年，他将火枪管连接在一起，支撑煤灯燃烧系统。 默多克利用他的创新管道系统将煤气输送到伦敦街道上的灯上。
自 1800 年代以来，钢管技术取得了长足进步，包括改进制造方法、开发其使用应用以及建立管理其认证的法规和标准。
钢管是如何制造的？
从熔化原材料到成型或焊接，这种无处不在的建筑材料是通过两个主要过程制造的：
将原钢转化为更可用的形式
这两种工艺都必须从生产优质钢材开始。 原钢是由铸造厂通过在熔炉中熔化原材料的过程生产的。 为了获得完全正确的成分，可以将元素添加到熔融金属中，并去除杂质。 将所得钢水倒入模具中制成钢锭，或转移到连铸机中制成板坯、钢坯和钢坯。 管道由其中两种产品制成：板坯或钢坯。
管道制造中的钢板和钢骨架
钢骨架由加热至 2,200°F 的板材制成。 热量会导致表面形成水垢，必须通过除垢机和高压清洗将其去除。 清理完毕后，将钢板热轧成薄而窄的钢条，称为钢带。 将海带用硫酸酸洗（表面清洁），用水清洗并卷成大线轴，作为制管的原材料。 骨架的宽度决定了可以制造的管道的直径。
海带从线轴上解开，加热，并通过带槽的滚筒滚动，这些滚筒使海带的边缘向上弯曲。 这个过程产生了一个圆柱形管，其两个边缘被完全弯曲以彼此相遇，形成一个长圆柱体。 焊接过程将边缘连接在一起并密封管道。
在连续焊接操作中，焊接辊将管道的边缘相互挤压，由于已经施加到骨架上的热量而形成锻造焊缝。 焊接过程中不添加任何金属，最终的滚轮将管子的直径和壁厚减小到规格。
电阻焊采用与连续焊接类似的工艺，不同之处在于骨架被冷轧成管状。 电流通过旋转的铜盘供应到管道边缘，将边缘加热到焊接温度。 焊接滚轮连接管道边缘以形成锻造焊缝。
螺旋焊和双埋弧焊使用更传统的焊接技术并添加焊接材料以形成结合。
无缝管钢坯
钢坯是直接由连铸机生产的长方形钢材，或者是由轧制和拉伸铸锭制成的二次产品。 这些坯料可用于制造无缝管，在某些应用中由于没有焊接线而更安全。
实心钢坯必须在极端温度下加热，变得白热但不熔化。 机器将它们滚动，使它们成为圆柱形固体。 在仍然热的时候，使用子弹形穿孔器根据其尺寸使空心中心变得规则。 随后进行一系列铣削操作以使管道符合所需的规格。
整理步骤
作为最后的工艺步骤，管道可以通过矫直机，然后在末端安装接头。 小口径管道通常配有螺纹接头，但大口径管道通常配有焊接到管道末端的法兰。 测量机检查成品管的尺寸，并在管的侧面印上细节以进行质量控制。
质量控制
质量控制步骤包括使用 X 射线机检查管道是否存在缺陷，尤其是沿着焊缝。 另一种技术是对管道进行压力测试，方法是向管道中注满水，然后将其在压力下保持指定的时间，以在投入使用之前暴露出可能导致灾难性故障的任何缺陷。
钢管如何使用？
管道用于结构、运输和制造。 它们的尺寸根据外径而定，内径根据壁厚而变化。 某些应用需要比其他应用更厚的壁，具体取决于管道必须承受的力。
结构用途
结构用途是普通建筑和施工。 在这些行业中，建筑材料通常称为钢管。
建筑桩
钢管通过称为打桩的过程为地基提供强度。 在这些应用中，在铺设地基之前，将管子深深地打入地下。 它为高层建筑或不安全的地面建筑提供稳定性。
桩基础有两种基本类型：
端承桩的底端放置在一层特别坚固的土壤或岩石上。 建筑物的荷载通过桩转移到坚固层上。
摩擦桩通过摩擦力将建筑物的荷载转移到桩的整个高度上的土壤上。 桩的整个表面有助于将力传递到土壤。
脚手架杆
脚手架杆是通过将钢管连接在笼子中制成的，允许建筑工人进入高于地面的区域。
制造用途
护栏
护栏也由钢管制成，为楼梯和阳台营造出美观的安全功能。
护柱
安全护柱用于隔离车辆通行区域，以保护人员、建筑物或基础设施。
自行车架
许多商用自行车架都是通过弯曲钢管形成的。 钢材坚韧的材料特性使其能够防盗。
运输用途
钢管最常见的用途是用于产品运输，因为该材料非常适合长期安装。 由于其坚固性和抗击穿性，可以埋在地下。
低压应用不需要管道具有高强度，因为它们不会承受很大的应力。 较窄的壁厚可以降低制造成本。 更专业的应用（例如石油和天然气行业使用的管道）需要更严格的规格。 所运输产品的危险性以及生产线上压力增加的可能性，需要高强度，因此需要更高的壁厚。 这通常会带来更高的相关成本。 质量控制对于这些应用至关重要。
钢管是如何规格的？
人们可能会混淆这些材料的指定方式以及管道的确切特性的含义。 美国测试与材料协会 (ASTM)、美国机械工程师协会 (ASME) 和美国石油学会 (API) 是北美管道规范中引用最多的组织。
规格可分为三大类：
公称管道尺寸
管道尺寸被称为“标称管道尺寸”或 NPS。 较小管道的 NPS 值的来源（< NPS 12) is different to the origin for larger diameter pipes. However, all pipes of a specific NPS number have the same external or outer diameter (OD). The internal diameter will vary depending on the wall thickness of the metal. The reason for this is so that the same structural supports can be used for all piping of a specific NPS number regardless of the wall thickness.
时间表
钢管明细表是描述管道壁厚的一种方式。 这是一个关键参数，因为它与管道的强度和特定应用的适用性直接相关。 管道规格是无量纲数，在给定设计压力和许用应力的情况下，根据壁厚设计公式计算得出。
附表编号示例如下：5、5S、10、20、30、40、50、60、80、100、120、140、160、STD、XS 和 XXS，最常见的是附表 40 和 80随着表数的增加，管子的壁厚也随之增加。 因此，管道的规格编号定义了内径，因为外径由 NPS 编号确定。
管材重量
管道的重量可以根据定义外径的 NPS 和定义壁厚的表来计算。 该公式使用每平方英尺每 1 英寸厚度 40.8 磅的钢材理论重量来确定常数。
W=10.69 xt (OD – t)
在哪里：
W=重量（磅/英尺）
OD=外径
t=厚度
Engineering Toolbox 中的下表显示了不同 NPS 的管道的外径、壁厚和重量的测量值。 显示了附表 40 和附表 80 测量结果。
认证
制造商出具材料测试报告或工厂测试报告，以验证产品是否符合化学分析和机械性能规范。 MTR 将包含产品的所有相关数据，并将伴随产品的整个生命周期。
以下是 MTR 上可能记录的典型参数：
化学成分包括碳含量、合金和硫
材料尺寸、重量、标识和等级
材料热值，与加工批次相关
机械性能，如拉伸强度、屈服强度和伸长率
对于钢制护柱，最常见的规格是 ASTM A53 和 ASTM A500。
RELIANCE FOUNDRY 如何使用钢管？
Reliance Foundry 供应由钢管制成的管柱。 护柱是安装在地面上的垂直管道，用于保护人员、建筑物和周围基础设施免受车辆碰撞。
钢管护柱必须符合安全规范，以确保其强度足以抵抗车辆碰撞的影响。 根据应用情况，40 号和 80 号钢材可用于制造钢管护柱。
钢管护柱通常覆盖有不锈钢、塑料或其他金属装饰盖，以美观并保护钢管免受腐蚀。
