防腐钢管结构在我国使用得较早,建于20世纪三四十年代的鞍钢无缝钢管厂主厂房,其结构几乎全部采用圆钢管制作。圆钢管多数在局部结构的构件中采用,如屋盖结构中的屋架,支撑和空间网格结构以及柱子和柱间支撑等;其他大直径的圆管有烟囱、管道通廊和工业管道等。在我国,矩形钢管结构之前主要用于冷弯型钢和轻钢结构,现已用于工业与民用建筑及矩形钢管混凝土结构。近20年来,钢管结构在国内外得到了迅猛的发展,在现代工业厂房、仓库、体育馆、展览馆、会场、航站楼、车站及办公楼、宾馆等建筑物中得到了广泛的应用。我国的钢管混凝土结构目前已用于工业厂房、民用高层建筑、塔桅结构和桥梁等,从某种意义上说,这也是圆钢管结构的一种特殊应用。防腐钢管结构从结构形式上分为梁式管结构和拱式管结构,从布置形式上可以分为平面管结构和空间管结构。
管结构主要采用两种截面形式的钢管、圆管和方矩管。管与管之间通过相贯焊缝连接,因为这种连接不需要附加节点板,可以使结构更加整齐美观。管结构和拉索结合形成的混合结构体系充分发挥了不同材料或构件的优越性,是今后结构发展的个方向。管桁架在体育馆、航站楼、会展中心等大跨度设施中得到了广泛应用。钢管结构在工程中的应用。钢管的种类繁多、用途不同,因此其技术要求各异,生产方法亦有所不同。根据成型方式,钢管可以分为热成型钢管和冷成型钢管两大类其中,热成型防腐钢管可以分为热轧钢管和热完成成型钢管。热轧钢管即热轧无缝钢管包括在高温下辊轧挤压而成的热挤压管,以及利用已热轧成型的厚壁无缝钢管再次挤压扩张成型的热扩张管,热扩张管在扩张中的速度和温度的不均匀性会导致管壁厚度的不均匀增加。热完成成型钢管是在弯曲成型的大直径直焊缝焊接管的基础上对其进行热处理后得到的,该工艺能消除残余应力并提高塑性能力冷成型的管是在常温下通过钢板弯曲压制成管后再通过焊缝焊接而成的。建筑钢管结构用圆管和矩形管,可采用热轧、热扩无缝钢管,或采用辊压成型、冷弯成型、热完成成型的直缝焊接管,矩形管也可用钢板焊接成型。焊接可采用高频焊、自动焊力焊以及手工焊,焊接材料应与母材匹配。热轧无缝钢管的生产工艺流程包括坯料轧前准备、管坯加热、穿孔、轧制、定减径和钢管冷却、精整等几道基本工序当今热轧无缝钢管生产的一般主要变形工序有3个,即穿孔、轧管和定减径。
各自的工艺目的和要求为:(1)穿孔。将实心的管坯变为空心的毛管,可以理解为定型,既将轧件断面定为圆环状,其设备被称为穿孔机。对穿孔工艺的要求是:首先要保证穿出的防腐钢管壁厚均匀、椭圆度小、几何尺寸精度高;其次是毛管的内外表面要较光滑,不得有结疤、折叠、裂纹等缺陷;第三是要有相应的穿孔速度和轧制周期,以适应整个机组的生产节奏,使毛管的终轧温度能满足轧管机的要求(2)轧管。将厚壁的毛管变为薄壁(接近成品壁厚)的荒管,可以视其为定壁,即根据后续的工序减径量和经验公式确定本工序荒管的壁厚值,该设备被称为轧管机。对轧管工艺的要求:将厚壁毛管变成薄壁荒管(减壁延伸)时,首先要保证荒管应具有较高的壁厚均匀度;其次荒管具有良好的内外表面质量。(3)定(减)径(包括张减)。大圆变小圆,简称定径,相应的设备为定(减)径机,其主要作用是消除前道工序轧制过程中造成的荒管外径不一(同一支或同一批),以提高热轧成品管的外径精度和真圆度。对定减径工艺的要求是:首先在一定的总减径率和较小的单机架减径率条件下达到定径目的,其次实现使用一种规格管坯生产多种规格成品管的任务,最后可进一步改善钢管的外表面质量。
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