一、通用術(shù)語(yǔ)
1. 交貨狀態(tài)
交貨狀態(tài)是指交貨產(chǎn)品的最終塑性變形或最終熱處理的狀態(tài)。一般不經(jīng)過(guò)熱處理交貨的稱熱軋或冷拔(軋)狀態(tài)或制造狀態(tài);經(jīng)過(guò)熱處理交貨的稱熱處理狀態(tài),或根據(jù)熱處理的類別稱正火(常化)、調(diào)質(zhì)、固溶、退火狀態(tài)。訂貨時(shí),交貨狀態(tài)需在合同中注明。
2. 按實(shí)際重量交貨或按理論重量交貨
按實(shí)際重量交貨時(shí),其產(chǎn)品重量是按稱重(過(guò)磅)重量交貨;按理論重量交貨時(shí),其產(chǎn)品重量是按鋼材公稱尺寸計(jì)算得出的重量。
3. 保證條件
按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)并保證符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,稱作保證條件。保證條件又分為:
a. 基本保證條件(又稱必保條件)
無(wú)論客戶是否在合同中注明,均需按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行該項(xiàng)檢驗(yàn),并保證檢驗(yàn)結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,如化學(xué)成分、力學(xué)性能、尺寸偏差、表面質(zhì)量以及探傷、水壓實(shí)驗(yàn)或壓扁或擴(kuò)口等工藝性能實(shí)驗(yàn),均屬必保條件;
b. 協(xié)議保證條件
標(biāo)準(zhǔn)中除基本保證條件外,尚有“根據(jù)需方要求,經(jīng)供需雙方協(xié)商,并在合同中注明”或“當(dāng)需方要求···時(shí),應(yīng)在合同中注明”,還有的客戶,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中基本保證條件提出加嚴(yán)要求(如成分、力學(xué)性能、尺寸偏差等)或增檢驗(yàn)項(xiàng)目(如鋼管橢圓度、壁厚不均等),上述條款及要求,在訂貨時(shí),由供需雙方協(xié)商,簽署供貨技術(shù)協(xié)議并在合同中注明。
因此,這些條件又稱為協(xié)議保證條件。
4. 批
標(biāo)準(zhǔn)中的“批”是指一個(gè)檢驗(yàn)單位,即檢驗(yàn)批。若以交貨單位組批,稱交貨批。當(dāng)交貨批量大時(shí),一個(gè)交貨批可包括幾個(gè)檢驗(yàn)批;當(dāng)交貨批量少時(shí),一個(gè)檢驗(yàn)批可分為幾個(gè)交貨批。“批”的組成通常有下列規(guī)定:
a. 每批應(yīng)由同一牌號(hào)(鋼級(jí))、同一爐(罐)號(hào)或同一母爐號(hào)、同一規(guī)格和同一熱處理制度(爐次)的鋼管組成;
b. 對(duì)于優(yōu)質(zhì)碳素鋼結(jié)構(gòu)管、流體管,可由不同爐(罐)的同一牌號(hào)、同一規(guī)格和同一熱處理制度(爐次)的鋼管組成;
c. 焊接鋼管每批應(yīng)由同一牌號(hào)(鋼級(jí))、同一規(guī)格的鋼管組成。
5. 縱向和橫向
標(biāo)準(zhǔn)中稱縱向是指與加工方向平行(即順加工方向)者;橫向是指與加工方向垂直(加工方向即鋼管軸向)的方向。
做沖擊功實(shí)驗(yàn)時(shí),縱向試樣的斷口因與加工方向垂直,故稱橫向斷口;橫向試樣的斷口因與加工方向平行,故稱縱向斷口。
二、鋼管外形、尺寸術(shù)語(yǔ)
1. 公稱尺寸和實(shí)際尺寸
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。
2. 偏差和公差
a. 偏差: 在生產(chǎn)過(guò)程中,由于實(shí)際尺寸難以達(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,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)偏差值的絕對(duì)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(méi)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。
3. 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)
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。
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)際操作中都切出絕對(duì)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。因此生產(chǎn)定尺長(zhǎng)度管比通常長(zhǎng)度管的成材率下降幅度較大。
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:外徑不大于159mm為5~10mm;外徑大于159mm為10~15mm。
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(jiàn),范圍長(zhǎng)度比定尺和倍尺長(zhǎng)度要求寬松,但比通常長(zhǎng)度要求嚴(yán)很多。
4. 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%。
5. 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最大外徑和最小外徑,則最大外徑與最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),一般規(guī)定為不超過(guò)外徑公差的80%。
6. 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. 局部彎曲度
用1m長(zhǎng)直尺靠量在鋼管的最大彎曲處,測(cè)其弦高,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)量鋼管彎曲處最大弦高,然后換算成長(zhǎng)度(以m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)得最大弦高30mm,則該管全長(zhǎng)彎曲度應(yīng)為:0.03÷8m×100%=0.375%.
7. 尺寸超差
尺寸超差或叫尺寸超出標(biāo)準(zhǔn)的允許偏差,此處的“尺寸”主要指鋼管的外徑和壁厚。此處的偏差可能是“正”的,也可能是“負(fù)”的,很少在一批次鋼管中出現(xiàn)“正、負(fù)”(偏差同時(shí)超范圍的現(xiàn)象。
三、化學(xué)分析術(shù)語(yǔ)
鋼的化學(xué)成分是關(guān)系鋼材質(zhì)量和最終使用性能的重要因素之一,也是制定鋼材,乃至最終產(chǎn)品熱處理制度的主要依據(jù)。因此,在鋼材標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求部分,往往第一項(xiàng)就規(guī)定了鋼材適用的牌號(hào)(鋼級(jí))及其化學(xué)成分,并以表格形式列入標(biāo)準(zhǔn)中,是生產(chǎn)企業(yè)和客戶驗(yàn)收鋼及鋼材化學(xué)成分的重要依據(jù)。
1. 鋼的熔煉成分
一般標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的化學(xué)成分即指熔煉成分,它是指鋼冶煉完畢、澆注中期的化學(xué)成分。為使其具有一定代表性,即代表該爐或罐的平均成分,在取樣標(biāo)準(zhǔn)方法中規(guī)定,將鋼水在樣模內(nèi)鑄成小錠,在其上刨取或鉆取樣屑,按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)(GB/T223)方法進(jìn)行分析,其結(jié)果必須符合標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分范圍,也是客戶驗(yàn)收的依據(jù)。
2. 成品成分
成品成分又叫驗(yàn)證分析成分,是從成品鋼材上按規(guī)定(GB/T 222-2006)方法鉆取或刨取樣屑,并按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)(GB/T223)方法進(jìn)行分析得來(lái)的化學(xué)成分。鋼在結(jié)晶和以后塑性變形中,因鋼中合金元素分布的不均勻(偏析),因此允許成品成分與標(biāo)準(zhǔn)成分范圍(熔煉成分)之間存在有偏差,其偏差值應(yīng)符合GB/T 222-2006之規(guī)定。
3. 仲裁分析
由于兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室分析同一樣品的結(jié)果有顯著差別,并超出兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室的允許分析誤差,或者生產(chǎn)企業(yè)與使用部門、需方與供方對(duì)同一樣品或同一批鋼材的成品分析有分歧意見(jiàn)時(shí),可由第三方具有豐富分析經(jīng)驗(yàn)的權(quán)威單位進(jìn)行再分析,即稱之為仲裁分析。仲裁分析結(jié)果即為最終判定依據(jù)。
四、力學(xué)性能術(shù)語(yǔ)
鋼材力學(xué)性能是保證鋼材最終使用性能(力學(xué)性能)的重要指標(biāo),它取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理制度。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中,根據(jù)不同的使用要求,規(guī)定了拉伸性能(抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)、伸長(zhǎng)率)以及硬度、韌性指標(biāo),還有用戶要求的高、低溫性能等。
1. 抗拉強(qiáng)度
試樣在拉伸過(guò)程中,在拉斷時(shí)所承受的最大力,除以試樣原橫截面積所得的應(yīng)力,稱為抗拉強(qiáng)度,以R表示,單位為MPa(N/m㎡).它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。計(jì)算公式為:
Rm=Fm/S0
式中 Fm -- 試樣拉斷時(shí)所承受的最大力,N;
S0 -- 試樣原始橫截面積,m㎡.
2. 屈服點(diǎn)
具有屈服現(xiàn)象的金屬材料試樣在拉伸過(guò)程中,應(yīng)力不繼續(xù)增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力,稱屈服點(diǎn)。若力發(fā)生下降時(shí),則應(yīng)區(qū)分上、下屈服點(diǎn)。屈服點(diǎn)的單位為MPa(N/m㎡).
上屈服點(diǎn)(R):試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力;
下屈服點(diǎn)(R):當(dāng)不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí),屈服階段中的最小應(yīng)力。
屈服點(diǎn)的計(jì)算公式為:
ReL 或 ReH = Fs /S0
式中 Fs -- 試樣拉伸過(guò)程中屈服力(恒定),N;
S0 -- 試樣原始橫截面積,m㎡.
3. 斷后伸長(zhǎng)率
在拉伸試驗(yàn)中,試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長(zhǎng)度與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比,稱為伸長(zhǎng)率,以A表示。計(jì)算公式為:
A = L1-L0 / L0 × 100%
式中 L1-試樣拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度,mm;
L0--試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)度,mm.
4. 斷面收縮率
在拉伸試驗(yàn)中,試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比,稱為斷面收縮率,以Z表示。計(jì)算公式如下:
Z = S0-S1 / S0 × 100%
式中 S0 --試樣原始橫截面積,m㎡;
S1-試樣拉斷后縮徑處的最小橫截面積,m㎡.
5. 硬度指標(biāo)
金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力,稱為硬度。根據(jù)試驗(yàn)方法和適用范圍不同,硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對(duì)于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。
①. 布氏硬度(HB)
用一定直徑的硬質(zhì)合金球,以規(guī)定的試驗(yàn)力(F)壓入式樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力,測(cè)量試樣表面的壓痕直徑(d).布氏硬度值是以試驗(yàn)力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBW表示,單位為MPa(N/m㎡)。
測(cè)定布氏硬度較準(zhǔn)確可靠,但一般HBW只適用于450MPa(N/m㎡)以下的金屬材料,對(duì)于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中,布氏硬度用途最廣,往往以壓痕直徑d來(lái)表示該材料硬度,既直觀,又方便。
舉例:120HBW10/1000/30:表示用直徑10mm鋼球在1000kgf(9.807kN)試驗(yàn)力作用下,保持30s測(cè)得的布氏硬度值為120MPa(N/m㎡).
②. 洛氏硬度(HR)
洛氏硬度試驗(yàn)同布氏硬度試驗(yàn)一樣,都是壓痕試驗(yàn)方法。不同的是,它是測(cè)量壓痕的深度。即,在初始試驗(yàn)力(F.)及總試驗(yàn)力(F)的先后作用下,將壓頭壓入試樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后,卸除主試驗(yàn)力,用測(cè)量的殘余壓痕深度增量(e)計(jì)算硬度值。其值是個(gè)無(wú)名數(shù),以符號(hào)HR表示,所用標(biāo)尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9個(gè)標(biāo)尺。其中常用于鋼材硬度試驗(yàn)的標(biāo)尺一般為A、B、C,即HRA、HRB、HRC。
硬度值用下式計(jì)算:
當(dāng)用A和C標(biāo)尺試驗(yàn)時(shí) HR=100-e
當(dāng)用B標(biāo)尺試驗(yàn)時(shí) HR=130-e
式中,e為殘余壓痕深度增量,以規(guī)定單位0.002mm表示,即當(dāng)壓頭軸向位移一個(gè)單位(0.002mm)時(shí),相當(dāng)于洛氏硬度變化一個(gè)數(shù)。e值愈大,金屬的硬度愈低,反之則硬度愈高。
上述三個(gè)標(biāo)尺適用范圍如下:HRA(金剛石圓錐壓頭)20~88;HRC(金剛石圓錐壓頭)20~70;HRB(直徑1.588mm鋼球壓頭)20~100。
洛氏硬度試驗(yàn)是目前應(yīng)用很廣的方法,其中HRC在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中使用僅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可適用于測(cè)定由極軟到極硬的金屬材料,它彌補(bǔ)了布氏法的不足,較布氏法簡(jiǎn)便,可直接從硬度機(jī)的表盤讀出硬度值。但是,由于其壓痕小,故硬度值不如布氏法準(zhǔn)確。
③. 維氏硬度(HV)
維氏硬度試驗(yàn)也是一種壓痕試驗(yàn)方法,是將一個(gè)相對(duì)面夾角為136°的正四棱錐體金剛石壓頭以選定的試驗(yàn)力壓人試驗(yàn)表面,經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力,測(cè)量壓痕兩對(duì)角線長(zhǎng)度。
維氏硬度值是試驗(yàn)力除以壓痕表面積所得之商,其計(jì)算公式為:
HV=1.8544 × F/d2
式中 HV --維氏硬度符號(hào),MPa(N/m㎡);
F --試驗(yàn)力,N;
d2 --壓痕兩對(duì)角線的算術(shù)平均值,mm.
維氏硬度采用的試驗(yàn)力F為5(49.03)、10(98.07)、20(196.1)、30(294.2)、50(490.3)、100(980.7)kgf(N)等六級(jí),可測(cè)硬度值范圍為5~1000HV.表示方法舉例640HV30/20表示用30kgf(294.2N)試驗(yàn)力保持20s測(cè)定的維氏硬度值為640MPa(N/m㎡).維氏硬度法可用于測(cè)定很薄的金屬材料和表面層硬度。它具有布氏、洛氏法的主要優(yōu)點(diǎn),而克服了它們的基本缺點(diǎn),但不如洛氏法簡(jiǎn)便。維氏法在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中很少用。
6. 沖擊韌性指標(biāo)
沖擊韌性是反映金屬對(duì)外來(lái)沖擊負(fù)荷的抵抗能力,一般由沖擊功(A)表示,其單位為J。沖擊功試驗(yàn)(簡(jiǎn)稱“沖擊試驗(yàn)”)因試驗(yàn)溫度不同而分為常溫、低溫和高溫沖擊試驗(yàn)三種;若按試樣缺口形狀又可分為“V”形缺口和“U”形缺口沖擊試驗(yàn)兩種。
沖擊試驗(yàn)是用一定尺寸和形狀(10mm×10mm×55mm) 的試樣(長(zhǎng)度方向的中間處有“U”形或“V”形缺口,缺口深度2mm),在規(guī)定試驗(yàn)機(jī)上受沖擊負(fù)荷打擊下自缺口處折斷的實(shí)驗(yàn)。
沖擊吸收功Aku(u)是具有一定尺寸和形狀的金屬試樣,在沖擊負(fù)荷作用下折斷時(shí)所吸收的功,單位為J.常溫沖擊試驗(yàn)溫度為23±5℃;低溫沖擊試驗(yàn)溫度范圍為小于18~-192℃;高溫沖擊試驗(yàn)溫度范圍為28~1000℃.低溫沖擊試驗(yàn)所用冷卻介質(zhì)一般為無(wú)毒、安全、不腐蝕金屬和在試驗(yàn)溫度下不凝固的液體或氣體。如無(wú)水乙醇(酒精)、固態(tài)二氧化碳(干冰)或液氮霧化氣(液氮)等。