各种钢材理论重量计算公式
-
各种钢材理论重量计算公式
各种钢材理论重量计算公式
钢材理论重量计算
钢材理论重量计算的计量单位为公斤（
kg
）
。其基本公式为：
W
（重量，
kg
）
= F
（断面积
mm2
）
×
L
（长度，
m
）
×ρ
（密
度，
g/cm3
）
×
1/1000
钢的密度为：
7.85g/cm3
，各种钢材理论重量计算公式如下：
名称（单位）
计算公式
符号意义
计算举例
圆钢
盘条
（
kg/m
）
W= 0.006165 ×
d×
d d =
直径
mm
直径
100 mm
的圆钢，求
每
m
重量。每
m
重量
= 0.006165
×
1002=61.65kg
螺纹钢（
kg/m
）
W=
0.00617 ×
d×
d d=
断面直径
mm
断面直径为
12 mm
的螺纹钢，求每
m
重量。每
m
重量
=0.00617 ×
12
2=0.89kg
方钢（
k
g/m
）
W= 0.00785
×
a ×
a a=
边宽
mm
边宽
20 mm
的方钢，
求每
m
重量。每
m
重量
= 0.00785
×
202=3.14kg
扁钢
（
kg/m
）
W= 0.00785 ×
b ×
d b=
边宽
mm
d=
厚
mm
边宽
40 mm
，厚
5mm
的扁钢，求每
m
重量。每
m
重量
= 0.00785 ×
40
×
5= 1.57kg
六角钢
（
kg/m
）
W= 0.006798 ×
s×
s s=
对边距离
mm
对边距离
50 mm
的六
角钢，求每
m
重量。每
m
重量
= 0.006798
×
502=17kg
八角钢
（
kg/m
）
W= 0.0065 ×
s ×
s s=
对边距离
mm
对边距离
80 mm
的八角
钢，求每
m
重量。每
m
重量
= 0.0065
×
802=41.62kg
等边角钢
（
kg/m
）
= 0.00785 ×
[d
（
2b
–
d
）
+0.215
（
R2
–
2r 2
）
] b=
边宽
d=
边厚
R=
内弧半径
r=
端弧半径
求
20 mm ×
4mm
等边角钢的每
m
重量。
从冶金产品目录
中查出
4mm
×
20 mm
等边角钢的
R
为
3.5
，
r
为
1.2
，则每
m
重量
= 0.00785 ×
[4
×
（
2 ×
20
–
4
）
+0.215
×
（
3.52
–
2 ×
1.2 2
）
]=1.15kg
不等边角钢
（
kg/m
）
W= 0.00785 ×
[d
（
B+b
–
d
）
+0.215
（
R2
–
2 r 2
）
] B=
长
边宽
b=
短边宽
d=
边厚
R=
内弧半径
r=
端弧半径
求
30 mm ×
20mm
×
4mm
不等边角钢的每
m
重量。从冶
金产品目录中查出
30
×
20 ×
4
不等边角钢的
R
为
3.5
，
r
为
1.2
，则每
m
重
量
= 0.00785
×
[4 ×
（
30+20
–
4
）
+0.215
×
（
3.52
–
2 ×
1.2 2
）
]=1.46kg
槽钢
（
kg/m
）
W=0.00785 ×
[hd+2t
（
b
–
d
）
+0.349
（
R2
–
r 2
）
] h=
高
b=
腿长
d=
腰厚
t=
平均腿厚
R=
内弧半径
r=
端弧半径
求
80 mm ×
43mm
×
5mm
的槽钢的每
m
重量。从冶金产
品目录中查出该槽钢
t
为
8
，
R
为
8
，
r
为
4
，则每
m
重量
=0.00785 ×
[80
×
5+2 ×
8
×
（
43
–
5
）
+0.349
×
（
82
–
4
2
）
]=8.04kg
<
/p>
工字钢
（
kg/m
）
W= 0.00785 ×
[hd+2t
（
b
–
d
）
+0.615
（
R2
–
r 2
）
] h=
高
b=
腿长
d=
腰厚
t=
平均腿厚
R=
内弧半径
r=
端弧半径
求
250 mm ×
118mm
×
10mm
的工字钢每
m
重量。
从金属
材料手册中查出该工字钢
t
为
13
，
R
为
10
，
r
为
5
，则每
m
重量
= 0.00785 ×
[250
×
10+2 ×
13
×
（
102
–
5 2
）
]=42.03kg
钢板（
kg/m2
）
W= 7.85 ×
d d=
厚
厚度
4mm
的钢板，求每
m2
重量。
每
m2
重量
=7.85 ×
4=31.4kg
钢
管
（
包
括
无
缝
钢
管
及
焊
接
钢
管
（
< br>118
–
10
）
+0.615 ×
（
kg/m
）
W= 0.02466
×
S
（
D
–
S
）
D=
外径
S=
壁厚
外径为
60 mm
壁厚
4mm
的无缝钢管
，
求每
m
重量。
每
m
重
量
= 0.02466
×
4 ×
（
60
–
4
）
=5.52kg
注：
：
：
：不锈钢管计算公
式与钢管计算公式一样。
钢板（包括带钢）的分类
一、钢板（包括带钢）的分类：
1
、按厚度分类：（
1
）薄板（
2
）中板（
3
）厚板（
4
）特厚
板
2<
/p>
、按生产方法分类：（
1
）热轧钢板（<
/p>
2
）冷轧钢板
3
、按表面特征分类：（
1
）镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）（
2
）
镀锡板（
3
）复合钢
板（
4
）彩色涂层钢板
4
、
按用途分类：
（
1
）
桥梁钢板
（
2
）
锅炉钢板
（
3
）
造船钢板
（
4
< br>）
装甲钢板（
5
）汽车钢板（<
/p>
6
）屋面钢板（
7
）结构钢板（
8
）电工钢板
（硅钢片
）（
9
）弹簧钢板（
10
）其他
二、普通及机械结构用钢板中常见的日本牌号
1
、日本
钢材（
JIS
系列）的牌号中普通结构钢主要由三部分组
成：第一部分表示材质，如：
S
（
Steel
）表示钢，
F
（
Ferrum
）表示
铁；第二部分表
示不同的形状、种类、用途，如
P
（
P
late
）表示板，
T(Tube)
表
示管，
K
（
Kogu
< br>）表示工具；第三部分表示特征数字，一般
为最低抗拉强度。如：
SS400
——第一个
S
表示
钢（
Steel
），第二个
S
表示“结构”（
Structure
），
400
为下限抗拉强度
400MPa
，整体
表示抗拉强度为
400MPa
的普通结构钢。
<
/p>
2
、
SPHC
—
—首位
S
位钢
Steel
的缩写，
P
为
Plate<
/p>
的缩写，
H
为
热
Heat
的缩写，
C
< br>商业
Commercial
的缩写，整体表示一般用热轧
钢
板及钢带。
3
、
SPH
D
——表示冲压用热轧钢板及钢带。
4
、
SPH
E
——表示深冲用热轧钢板及钢带。
5
、
SPC
C
——表示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国
Q195
-215A
牌号。其中第三个字母
C
为
冷
Cold
的缩写。需保证抗拉
试验时
，在牌号末尾加
T
为
SPCCT
。
6
、
SPCD
——表示冲
压用冷轧碳素钢薄板及钢带，
相当于中国
08Al
（
13237
）优质碳素结构钢。
< br>
7
、
SPCE
——表示深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带，
相当于中国
08Al
（
5213
）深冲钢。需保证非时效性时，在牌号末尾加
N
为
SPCEN
。
冷轧碳素钢薄板及钢带调质代号：
退火状态为
A
，
标准调质为
S
，
1/8
硬为
8
，
1/4
硬为
4
，
1/2
硬为
2
，硬为
1
。
表面加工代号：无光泽精轧为
D
，光亮精轧为
B
。如
SPCC-SD
表
示标准调质、无光泽精轧的一般用冷轧碳素薄板。再如
S
PCCT-SB
表
示标准调质、光亮加工，要求保证机械性能的
冷轧碳素薄板。
8
、
JIS
机械结构用钢牌号
表示方法为：
< br>S+
含碳量
+
字母代号
（
C
、
CK
）
，
其中含碳量用中间值×100
表示，
字母
C
：表示碳
K
：表示渗碳用钢。如碳结卷板
S20C
其含碳量为
0.18-0.23%
。
三、
我国及日本硅钢片牌号表示方法
1
、中国牌号表示方法：
（
1
）冷轧无取向硅钢带（片）
表示方法：
DW+
< br>铁损值（在频率为
50HZ
，波形为正弦的磁感峰值
为
1.5T
的单位重量铁损值。）的
100
倍
+
厚度值的
100
倍。
如
DW470-50
表示铁损值为
4.7w/kg
，厚度为
0.5mm
的冷轧无取
向硅钢，现新型号表示为
50W470
。
（
2
）冷轧
取向硅钢带（片）
表示方法：
DQ+
< br>铁损值（在频率为
50HZ
，波形为正弦的磁感峰
值为
1.7T
的单位重量铁损值。）的
100
倍
+
厚度值的
100
倍。有时铁
损值后加
G
表示高磁感。
如
DQ1
33-30
表示铁损值为
1.33
，厚
度为
0.3mm
的冷轧取向硅
钢带（片
），现新型号表示为
30Q133
。
（
3
）热轧硅钢板
热轧硅钢板用
DR
< br>表示，按硅含量的多少分成低硅钢（含硅量
≤2.8%）、高硅钢（含硅量＞
2.8%
）。
表示方法：
DR+
铁损值（用
50HZ
反复磁化
和按正弦形变化的磁
感应强度最大值为
1.5T
时的单位重量铁损值）的
100
倍
+
厚度值的
100
倍。
如
DR510-50
表示铁损值为
5.1
，
厚度为
0.5mm<
/p>
的热轧硅钢板。
家用电器用热轧硅钢薄板的牌号用
JDR+
铁损值
+
厚度值来表示，
如
JDR540-50
2
、日本牌号表示方法：
（
1
）冷轧无取向硅钢带
由公称厚度
（扩大
< br>100
倍的值）
+
代号
A+
铁损保证值
（将频率
50HZ
，
最大磁通密度为
1.5T
时的铁损值扩大
100
倍后的值）。<
/p>
如
50A470
表示厚度为
0.5mm
，
铁损保证值为≤4.
7
的冷轧无取向
硅钢带。
（
2
）冷轧
取向硅钢带
由公称厚度（扩大
100
倍的值）
+
代号
G
：表示普通材料，
P
：表
示高取向性材料
+
铁损保证值（将频率
50HZ
，最大磁
通密度为
1.7T
时的铁损值扩大
10
0
倍后的值）。
如
30G130
表示厚度为
0.3mm
< br>，
铁损保证值为≤1.3
的冷轧取向硅钢带。
四、电镀锡板和热镀锌板：
1
、电镀锡板
电镀锡薄钢板和钢带，
也称马口铁，
这种钢板
（带）
表面镀了锡，
有很好的耐蚀性，且无毒，可用作罐头的包装材料，电缆内外护皮，<
/p>
仪表电讯零件，电筒等小五金。
分
类
方
法
按镀锡量
差厚镀锡
D1
、
D2
、
D3
、
D4
、
D5
、
D6
、
D7
按硬度等级
按表面状
石纹面
况
麻面
低铬钝化
按钝化方式
化学钝化
H
M
L
S
T50
、
T52
、
T57
、
T61
、
T65
、
T70
光面
G
类
别
符
号
等厚镀锡
E1
、
E2
、
E3
、
E4
阴极电化学钝化
轻涂油
按涂油量
重涂油
一组
按表面质量
二组
等厚镀锡量和差厚镀锡量的规定如下：
最小平均镀锡量
符
号
公称镀锡量
g/m 2
g/m 2
E1
E2
E3
E4
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
5.6(2.8/2.8)
11.2(5.6/5.6)
16.8(8.4/8.4)
22.4(11.2/11.2)
5.6/2.8
8.4/2.8
8.4/5.6
11.2/2.8
11.2/5.6
11.2/8.4
15.1/5.6
4.9
10.5
15.7
20.2
5.05/2.25
7.85/2.25
7.85/5.05
10.1/2.25
10.1/5.05
10.1/7.85
13.4/5.05
Y
Q
Z
Ⅰ
Ⅱ
2
、热镀锌板
在薄钢板和钢带表面用连续热镀方
法镀上锌，可以防止薄钢板
和钢带表面腐蚀生锈。镀锌钢板和钢带广泛用于机械、轻工、
建筑、
交通、化工、邮电等行业。镀锌钢板和钢带的分类与符号见下表：
分类方法
类
别
普通用途
机械咬合
加工性能
深
冲
超深冲耐时效
结
构
符
号
PT
JY
SC
CS
JG
1
100
200
锌
275
350
450
600
锌
铁
合
金
1
90
120
180
正常锌花
小
锌
花
按表面结构
光整锌花
锌铁合金
Ⅰ
组
按表面质量
Ⅱ 组
高级精度
按尺寸精度
普通精度
铬酸钝化
按表面处理
涂
油
铬酸钝化加涂油
001
号的锌层重量小于
100g/m2
五、沸腾钢板与镇静钢板
Z
X
GZ
XT
Ⅰ
Ⅱ
A
B
L
Y
LY
1
、沸腾钢板是由普通碳素结构钢沸
腾钢热轧成的钢板。沸腾钢
是一种脱氧不完全的钢，
只用一定量
的弱脱氧剂对钢液脱氧，
钢液含
氧量较高，当钢水注入钢锭模后
，碳氧反应产生大量气体，造成钢液
沸腾，沸腾钢由此而得名。沸腾钢含碳量低，由于不
用硅铁脱氧，钢
中含硅量也低（
Si<0.07%
）。沸腾钢的外层是在沸腾所造成的钢液剧
烈搅动的条件下结晶成的，故表层
纯净、致密，表面质量好，有很好
的塑性和冲压性能，没有大的集中缩孔，切头少，成材
率高，而且沸
腾钢生产工艺简单，铁合金消耗少，钢材成本低。沸腾钢板大量用于
制造各种冲压件，建筑及工程结构及一些不太重要的机器结构零部
件。
但沸腾钢心部杂质较多，偏析较严重，组织不致密，力学性能不
均匀。同时由于钢中气体
含量较多，故韧性低，冷脆和时效敏感性较
大，焊接性能也较差。故沸腾钢板不适于制造
承受冲击载荷、在低温
条件下工作的焊接结构及其他重要结构。
2
、镇静
钢板是由普通碳素结构钢镇静钢热轧制成的钢板。镇静
钢是脱氧完全的钢，
钢液在浇注前用锰铁、
硅铁和铝等进行充分脱氧，
钢
液含氧量低（一般为
0.002-0.003%
），钢液在钢锭
模中较平静，
不产生沸腾现象，镇静钢由此得名。在正常操作条件下，镇静钢中没
有气泡，组织均匀致密；由于含氧量低，钢中氧化物夹杂较少，纯净
度
较高，
冷脆和时效倾向小；
同时，
镇静
钢偏析较小，
性能比较均匀，
质量较高。
镇静钢的缺点是有集中缩孔，
成材率低，
价格较高。
因此，
镇静钢材主要用于低温下承受冲击的构件、
焊接结构及其他要求强度
较高的构件。
低合金钢板都是镇静钢
和半镇静钢钢板。
由于强度较高，
性能优越，能节约大量钢材，
减轻结构重量，其应用已越来越广泛。
六、优质碳素结构钢板
优质碳素结构钢是含碳小于
0.8%
的碳素钢，这种钢中所含的硫、
磷及
非金属夹杂物比碳素结构钢少，机械性能较为优良。
优质碳素结构钢按含碳量不同可分为三类：
< br>低碳钢
（C≤0.25%）
、
中
碳钢（
C
为
0.25-0.6%
）和高碳钢（
C
＞
0
.6%
）。
优质碳素结构钢按含锰量不同分为正常含锰量（含锰
0.25%-0.8%
）和较高含锰量（含锰
0
.70%-1.20%
）两组，后者具有较
好的力学性能和加工
性能。
1
、优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带
优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带
用于汽车、
航空工业及其他部
门。其钢的牌号为沸腾钢：
08F
、
10F
、<
/p>
15F
；镇静钢：
08
< br>、
08AL
、
10
、
15
、
20
、
25
、
30
、
35
、
40
、
45
、
50
。
25
及
25
以下为低碳钢板，
30
及
3
0
以上为中碳钢板。
2
、优质碳素结构钢热轧厚钢板和宽
钢带
优
质碳素结构钢热轧厚钢板和宽钢带用于各种机械结构件。
其钢
的
牌号为低碳钢包括：
05F
、
08F<
/p>
、
08
、
10F
、
10
、
15
F
、
15
、
2
0F
、
20
、
25
、
20Mn
、
25Mn
等；中碳钢包括：
30
、
35
、
40
、
45
、
50
、
55
、
60
、
30Mn
、
40Mn
< br>、
50Mn
、
60Mn
等；高碳钢包括：
65
、
70
、
65Mn
等。
七、专用结构钢板
1
、压力容器用钢板：用大写
R
在牌号尾表示，其牌号可用屈服
点也可用
含碳量或含合金元素表示。如：
Q345R
，
< br>Q345
为屈服点。再
如：
20
R
、
16MnR
、
15MnVR
、
15MnVNR
、
8MnMoNbR
、
MnNiMoNb
R
、
15CrMoR
等均用含碳量或含
合金元素来表示。
2
、焊接气瓶用钢板：用大写
HP
< br>在牌号尾表示，其牌号可以用屈
服点表示，如：
Q295
HP
、
Q345HP
；也可用含合金元
素来表示，如：
16MnREHP
。
3
、锅炉
用钢板：用小写
g
在牌号尾表示。其牌号可用屈服点表
示，
如：
Q390g
；
也可用含碳量或含合金元素来表示，如
20g
< br>、
22Mng
、
15CrMog
、
16Mng
、
19Mng
、
13MnNiCrMoNbg
< br>、
12Cr1MoVg
等。
4
、
桥梁用钢板：
用小写
q
在牌号尾表示，
如
Q420q
、<
/p>
16Mnq
、
14MnNbq
等。
5
、
汽车大梁用钢板：
用大
写
L
在牌号尾表示，
如
09MnREL
、
06TiL
、
08TiL
、
10TiL
、
09SiVL
、
16M
nL
、
16MnREL
等。
八、彩色涂层钢板
彩色涂层钢板和钢带是以金属带材为基底，
< br>在其表面涂以各类有
机涂料的产品，用于建筑、家用电器、钢制家具、交通工具等
领域。
九、船体用结构钢
造船用钢一般是指船体结构用钢，
它
指按船级社建造规范要求生
产的用于制造船体结构的钢材。常作为专用钢订货、排产、销
售，一
船包括船板、型钢等。
目前我国几大钢铁企业均有生产，
而
且可按用户需要生产不同国
家规范的船用钢材，如美国、挪威、日本、德国、法国等，其
规范如
下：
国籍
中国
德国
英国
挪威
规范
CCS
GL
LR
DNV
国籍
美国
法国
日本
规范
ABS
BV
KDK
（一）品种规格
船体用结构钢按照其最小屈服点划
分强度级别为：一般强度结
构钢和高强度结构钢。
中国船
级社规范标准的一般强度结构钢分为：
A
、
B
、
D
、
E
四个
质量等级；
中国船级社规范标准
的高强度结构钢为三个强度级别、
四
个质量等级。
（二）船用钢材交货验收注意事项：
1
、质量证明的审查：
钢厂交货一定根据用户的要求按合
同约定的规范交货并提供原
始质量证明书。证明书中，必须具备以下内容：
（
< br>1
）规范要求；
（
2
）质量
记录编号及证明证号；
（
3
）炉批号，技术等级；
（
4
）化学成分和力学性能；
（
5
）船级
社认可证明及验船师签字。
2
、实物审查：
船用钢材的交货，实物物体上应有生产厂标志等。具体有：
（
1
）船级社认可标志；
（
2
）采用
油漆框出或粘贴标记，包括技术参数如：炉批号、规
范标准等级、长宽尺寸等；
（
3
）外观光洁平顺，无缺陷。
十、宝钢
1550
冷轧产品牌号命名方法
（一）冲压用冷连轧钢带牌号命名方法
1
、一般冲压用钢：
BLC
B
——
宝钢（
BAOSTEEL
）缩写；
L<
/p>
——低碳（
Low
Carbon
）；
C
——一般用（
< br>Commercial
）
2
、抗时效性低屈服钢：
BLD
B
——
宝钢（
BAOSTEEL
）缩写；
L<
/p>
——低碳（
Low
Carbon
）；
D
——冲压用（
< br>Drawing
）
3
、非时效性极深冲用钢：
BUFD
（
BUSD
）
B
——宝钢（
BAOSTEEL
）缩写；
U
——超级（
Ultra
）；
F
——成型（
Formabilit
y
）；
D
——冲压（
< br>Drawing
）
4
、非时效性超深冲用钢：
BSUFD
B
——
宝钢（
BAOSTEEL
）缩写；
SU
——超高级（
Ultra+Super
）；
F
——成型（
Formability
）；
D
——冲压（
Drawing
）
（二）冷成型用高强度冷连轧钢带牌号命名方法
B
×××
×
×
B
——宝钢（
BAOSTEEL
）缩写；×××——最小屈服点值；
×——一般用
V
、
X
、
Y
、
Z
表示
V
：高强度低合金，屈服点与抗拉强度差值无规定
X
：<
/p>
V
中屈服点最小值与抗拉强度最小值差别
70MPa
Y
：
V
中屈服点最小值与抗拉强度最小值差别
100MPa
Z
：
V
中屈服点最小值与抗拉强度最小值
差别
140MPa
×——氧化物
/
硫化物夹杂控制（
K
：镇静、细晶粒；
F
：
K+
硫化
物控制；
O
：
K
< br>、
F
外）
例：<
/p>
B240ZK
、
B340VK
（三）抗凹陷性冷连轧钢带牌号命名方法
B
×××
×
×
B
——宝钢（
BAOSTEEL
）缩写
×××——最小屈服点值
×——
强化方式（
P
：强化；
H
：烘烤硬化）
×——由
1
或
2
表示（
1
：超低碳；
2
：低碳）
例：<
/p>
B210P1
：深冲压用高强度钢；
B2
50P2
：一般加工用含磷高
强度钢；
B180H1
：深冲用烘烤硬化钢。
焊接钢管知识
焊接钢管
也称焊管，是用钢板或钢带经过卷曲成型后焊接制成的钢
< br>管。
焊接钢管
生产工艺简单，
生
产效率高，
品种规格多，
设备投资少，
但一般强度低于无缝钢管。
20
世纪
30
年代以来，
随着优质带钢连轧
生产的迅速发展以及焊接和检验技术的进步，
焊缝质量不断提高，
焊
接钢管的品种规格日益增多，
并在越来越多的领域代替了无缝钢管。
焊接钢管按焊缝的形式分为直缝焊管和螺旋焊管。
直缝焊管生产工艺
简单，生产效率高，成本低，发展较快。螺旋
焊管的强度一般比直缝
焊管高，
能用较窄的坯料生产管径较大的
焊管，
还可以用同样宽度的
坯料生产管径不同的焊管。
但是与相同长度的直缝管相比，
焊缝长度
增加<
/p>
30~100%
，而且生产速度较低。因此，较小口径的焊管
大都采
用直缝焊，大口径焊管则大多采用螺旋焊。
1.
低压流体输送用焊接钢管
（
gb/t3092-1993
）
也称一般焊管，俗称
黑管。是用于输送水、煤气、空气、油和取暖蒸汽等一般较低压力流
体和其他用途的焊接钢管。
钢管接壁厚分为普通钢管和加厚钢管
；
接
管端形式分为不带螺纹钢管（光管）和带螺纹钢管。钢管的
规格用公
称口径（
mm
）表示，公
称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表
示，如
11/2
等。低压流体输送用焊接钢管除直接用于输送流体外，
还大量用
作低压流体输送用镀锌焊接钢管的原管。
2.
低压流体输送用镀锌焊接钢管
（
gb/t3091-1993
）
也称镀锌电焊钢
管，俗称白管。是用于输送水、煤气、空气、油及取暖蒸汽、暖水等
一般较低压力流体或其他用途的热浸镀锌焊接（炉焊或电焊）钢管。
钢管接壁厚分为普通镀锌钢管和加厚镀锌钢管；
接管端形式分为不带
螺纹镀锌钢管和带螺纹镀锌钢管。
钢管的规格用公称口径
（
mm
）
表
示，公称口径是内径的近似值。
钢管
20#
无缝钢管带磁性的原因及周边介绍
钢管
20#
无缝钢管
带磁性的原因
,
怎样消磁
?<
/p>
如果带磁性焊接偏弧怎么
办
?
摘
要
分析了钢管中剩磁产生的原因及其
对焊接质量的影响。介绍了
俄罗斯管道焊接前的消磁工艺过程和消磁方法。
生产经验证明该方法
实用、有效。
主题词
管道
钢管
焊接
剩磁
消磁
工艺
1
剩磁产生原因及对焊接质量影响
在建
设和修理煤气管道进行焊接
作业时，
有时会出现磁偏吹影响焊接
过程的现象。
磁偏吹的形成是管
金属中存在剩磁的结果。
通常，
将剩磁分为感应磁性和工艺磁性两种。
感应磁性常产生在工厂制管的环节中，如：金属熔炼、采用电磁起重
机进行装卸、钢管在
强磁场中停置、用磁化法完成无损检查、钢管接
近强力供电线放置等等。
工艺磁性常产生在进行装配焊接作业及采用
磁性夹持器、夹具与用直流电焊接管
道时，如：长时间接触与直流电
源相连的电导线，导线裸露段或者电焊钳与管子的短路等
。
焊接带
磁性钢管时，经常会看到电
弧引燃的困难、电弧燃烧稳定性的破坏、
在磁场中电弧的偏离、
液体金属和渣熔融体从焊接熔池中的溅出为了
稳定焊接过程，
改
善焊接接头质量，
被磁化了的
钢管
在焊
接前要进行
消磁。应该指出，被焊接的钢管要达到完全消磁是困难的。所以，当
剩磁
不足于影响焊接质量时，便允许进行焊接。
2
俄罗斯管道焊接的消磁方法
在野外条件或半成品基地里进行管道焊接和修理时，
特别需要进
行消
磁。
俄罗斯有关部门制定了相应的管道消磁工艺文件。
文件中包含了
当代进行类似作业的国内外的先进经验。
2
．
1
消磁工艺过程
针对焊接前的消磁，
制定了单根钢管和钢管对接处的消磁工艺，
包括
以下内容：①
确定钢管剩磁场的大小和方向；②
选
择消磁的方法、
系统图和技术手段；⑧
用选定的消磁方法对钢管或者焊接的对接处
消磁；④
检查经过消磁后的剩磁量，看其是否满足要求。
2
．
2
消磁方法
在已制定的工艺文件中，
规定了以下的消磁方法：
用直
流电或者交流
电，
以及借助于电磁铁者永磁铁所建立的磁场方法
。
分析剩磁参数
(
< br>见
表
1)
，结合施工现场具体条
件
(
例如给定的装备等
)
，选择消磁方法和
系统。
表
1
剩磁等级与焊接条件剩磁等级
剩磁感应强度
(×
10 T)
焊接条件
弱
<20
不
消
磁
中
等
2O
～
100
消
磁
高
> 100
消
< br>磁
用
截
面
35
～
50 mm
的焊接导线组成
的电磁线圈来完成直流电和交流电的消磁。
导
线绕在钢管或者两
根对接的
钢管
上，
根据钢管剩磁大小绕
成匝数不同
的线圈。用直流电消磁时，必须采用电流为
5o0<
/p>
～
1 000 A
的焊接整
流器或变流器，其中包括多工位的。用交流电消磁时，采用电流为
500
～
1 000 A
的焊接变压器。
所有被采用的电源应有遥控和电流调节
装置，允许采用镇定变阻
器。当采用焊接变压器消磁时，推荐使用轻
便的电流测量卡表
L
I
一
4505
、
LI
一
4501
等来测量消磁电流。
借助
专用的电磁铁消磁，要采用焊接整流器或者变压器作为电源来进行，
见图
1(a)
。用永磁铁消磁时，则不需要电源，见图
1(b)
和
(c)
。
钢管的
消磁分三个等级，见表
1
。
图
1
用电
磁铁
(a)
、
C
形永磁铁
(b)
和圆柱形永磁铁
(c)
对对接管端消
磁系统图
1
一被消磁
钢管
2
电磁铁
3
一焊接导线
4
直流焊接电源
5
一
< br>C
形永
磁铁
6
圆柱形永磁铁
消磁时，
磁场应该大于剩磁磁场：
H
一
(1
．
2
～
1
．
5)H !
式中
H
消
磁
磁
场
强
度
；
H
。
剩
磁
磁
场
强
度
。
消
磁
磁
场
强
< br>度
按
公
式
确
定：
H
—
I ·
N 7I
式中，一线圈通电电流。
A
；
N
消磁线圈匝数；
L
一绕组长度
，
m
。
为了测量磁性。推荐使用
lIMI1 97 X
磁力计。磁力
计是一种轻便型仪表，用于评估磁系统空
气间隙中脉动磁场以及漏
磁磁场的磁感应强度。
仪表由测量变流器、
电子装置和充电装置组成。
仪
表的电源为
9V
的电瓶内装式电池组，磁力计技术特性见表<
/p>
2
。
1)
用直流
电消磁用直流电消磁的过程为：
①
借助于磁力计确定钢管剩
磁磁场的大小和方
表
2
磁力计技术特性被
测量磁感应强度范围
(×
10 T)
1
～
1 999
灵敏度下限
(×
10 T) 1
调整工作规范时间
(s) 30
电
源
充
电
后
连
续
工
作
时
间
(h) 8
外
形
尺
寸
电
子
装
置
1
70×
60×
35
mm×
mm×
mm)
充电装置部分
70×
70×
30
质量
电子装
置
0
．
35 (kg)
测量变流器
0
．
35
向；②
在钢管上配置截面
35
～
50 mm
的柔
性焊接导线组成的线圈，
将其接到一个或者两个顺序连接
的焊接
变流器，使其形成的磁场作用方向与钢管剩磁场作用方向相
反，
见图
2
；
③
在消磁开
图
2
单根钢管
(
中间部分
)
用直流电的消磁系
统图
被消磁钢管
2
焊接导线
3
直流电焊接电源
始时，电流为
8O
～
1OO
A
。
④
在消磁的过程中，
必
须周期性地用磁力计在钢管上检查
消磁磁场作用的结果
< br>(
在电源接通时进行测量
)
。必
要时，控制电流或
者改变它的方向
(
用
在焊接变流器上换接导线的方法
)
。
⑤
消磁结束以
后，为了平滑地降低磁
<
/p>
通时，应该在
lmin
内逐渐减小电流，
直到零
值，然后切断电源。
用直流电消磁，可以按几种方案完成。
单根钢管消磁，先在钢管一端沿外圆绕
8
～
< br>12
匝的线圈，以最大的磁场值来消磁；然后以同
俄罗斯管道焊接前的现代消磁方法
样方法为钢管另一端消磁。
当单根钢管消磁到钢管对接处时，将两
根钢
管拉开距离不小于
300
mm
，在距每一根管子端
面
80
～
100 mm
处绕上
18
～
20
匝的线圈，并按图
3(a)
方法完成消磁。
图
3
钢管对接装配前用直流电消磁的系统图
l
一被消磁钢管
2
一焊接导线
3
直流焊接电源
4
带焊条
的电焊钳
5
一
金属板片在个别场合下，
推荐使用将电焊钳和金属板
片接入电气系统中消磁的方案，见图
3(b)
。将装入电焊钳
中的焊条，
在
300 A
电流下与金属板短
路
10 s
。然后断开。在每一次短路
一一断开循环后，用磁力计检查磁
性，并在必要时重复消磁过
程。当对装配好的对接处消磁时，在被对接钢管端绕上截面<
/p>
35
～
50 mm
的焊接导线，形成两根钢管的共用线圈，见图
4(a)
。线
圈可以
重叠绕
(
沿顺时针或者逆时针<
/p>
)
，总匝数为
16
～
22
匝。此时匝数多的
应该在剩磁
大一些的钢管上。这种消磁工艺往往是最佳的。
当测量
剩磁等级小于
2O×
10 T
以后，
完成焊缝根部的焊接。
此时，
推荐在小
电流
10
～
20 A
下进行补充消磁
2)
用交流电消磁
用交电消磁可以应
用
于单根钢管装配前单根钢管的末端，
以及壁厚达
25
mm
的已装配
钢管对接端。
此时，<
/p>
除按上述方图
4
用公用焊接导线对对接管端消磁
系统图
a)
用直流电消磁
(b)
用交流电消磁一被消磁钢管
2
一公用焊接
导线
3
一直流焊接电源
4
一平滑降低电流
的装置
(
钢丝
)
5
一绝缘材料
垫板
6-
焊接变压器法消磁以外，
还有如下的补充：
按图
4(b)
的消磁系
统
图装
配，
采用
1
根焊
接导
线组成
的线
圈，
在回路
中接
入长
0
．
5
～
1
．
0 m
、直径
1
．
5
～
3
．
0 mm
的钢丝
。这根钢丝安置在绝缘
且不可燃材料的垫板如石棉砖
)
上。钢丝可以平滑地改变通电电流的
大小，从而改变消磁磁场的大小。当
电源接通后，
钢丝被加热并在
一定时
间内烧断。烧断时间取决于钢丝直径、长度和电流值。在钢丝
烧断后，用磁力计检查剩磁
大小。当消磁效果不足时，必须重复消磁
(
有时需要
4
～
5
次
)
。
消磁系统的拆除
，可在焊完根部焊缝后进行
推荐消磁后立即拆除。对于交流电的消磁，同样可
以采用电气调节
器，以便平滑地改变电流的大
小。
(3)
用电磁铁和永久磁铁消磁
主要用在已对接好的钢管上长
1O0
～
200 mm
的个别区段，特别是在正负号改变的磁场附近。此时
，个别
区段消磁后，应该完成根部焊缝的焊接，然后进行下一段的消磁。为
了消磁，选用了具有专门结构的电磁
铁。电磁铁安
装在钢管对接处，
见图
1(a)
，使电
磁
铁的
N
极
安置在有磁性
S
极的钢管边缘，而磁
S
极与管磁性
N
极相接。在消磁过程中
，必须借助于磁力计定期地测
量
钢管
剩
磁的方向与大小接通电源时
)
。消磁磁场的大小通过改变电
流大小来调节，
磁场方向通过改变电流方向来调节，
亦即转换电源正
负极来调节用永久磁铁消磁，选用了
I
oH
丑
KT5
合金制造的
C
形或
者圆柱形永磁铁，
见
图
1(a)
和
(b)
< br>。
当磁铁正确安装时，
磁极应该和被
磁化的对接钢管
的磁极相反。
磁
铁安装正确与否可用磁力计来检
查。
为了增强消磁的效果，
磁铁可以彼此连接
(
二
三个以上，
其作用相同
)
。
在对接区段消磁以后，必须完成此处根部
焊缝的焊接。此后，磁铁应
该移至下一个消磁区段。为了增加消磁磁场，磁铁要接近
消磁处，
反之可以去除磁铁。
沿钢管表面移动磁铁时，
可以减小焊接对接处剩
磁
直到最小值为了改变消磁磁通量的方向，必须在水平面上将
C
形
磁铁回转
180
。
，而装在对接处边缘的圆柱形磁铁要交换位置或者在
垂直平面中回转
180
。
。在每一道消磁工序后，必须用磁力计检查剩
磁的大小。
3
结
论
俄罗斯消磁经验表明，采用现有工艺文件中的消磁方法是十分有效
的。
这种方法可以用在工业部门各种管道的安装、
焊接和修理作业时。
品种介绍
材按外形可分为
型材
、
板材
、
管材
、金属制品四大类。为便于采购、
订货和管理
，我国目前将钢材分为十六大品种：
类
别
品
种
说
明
每米重量大于
30
千克的钢轨（包括起
重轨
重机轨）
轻轨
每米重量小于或等于
30
千克的钢轨
大型型钢
普通钢圆钢、方钢、扁钢
、六角钢、工
中型型钢
字钢、槽钢
、等边和不等边角钢及螺纹
型
材
钢等。
小型型钢
按尺寸大小分为大、中、小型
。
线材
直径
5-10
毫米的圆钢和盘条
冷弯型钢
将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢
优质型材
优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等
其它钢材
包括重轨配件、车轴坯、轮箍等
薄钢板
厚度等于和小于
4
毫米的钢板
厚度大于
4
毫米的钢板。
可分为中板
（厚度大于
4mm
小于
20mm
）
、
厚钢板
厚板（厚度大于
20mm
小于
60mm
）、特
板
材
钢带
的薄钢板
电工硅钢薄
也叫硅钢片或矽钢片
板
用热轧、
热轧
——冷拔或挤压等方法生
管
材
无缝钢管
产的管壁无接缝的钢管
厚板（厚度
大于
60mm
）
< br>也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应
将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成
焊接钢管
的钢管
金属制
金属制品
包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等
品
型
材
分
类
一、型材的分类
1
．简单断面型钢
①方钢
—
—
热轧方钢、冷拉方钢；
②圆钢
——
热轧圆钢、锻制圆钢、冷拉圆钢；
③线材；
④扁钢；
⑤弹簧扁钢；
⑥角钢
——
等边角钢、不等边角钢；
⑦三角钢；
⑧六角钢；
⑨弓形钢；
⑩椭圆钢。
2
．复杂断面型钢
①工字钢
——
普通工字钢、轻型工字钢
②槽钢
——
热轧槽钢（普通槽钢、轻型槽钢）、弯曲槽钢