第二节 热镀锌钢管材料的技术要求
一、热镀锌钢管低碳钢材料的化学成分要求
热镀锌钢管一般是低碳钢板所成型焊接的钢管，包括直缝高频电阻（ERW）钢管、直缝埋弧焊（SAWL）钢管和螺旋缝埋弧焊（SAWH）钢管。这些钢管适用于水、空气、采暖蒸汽、燃气等低压流体输送用焊接钢管。近年来随着工业的发展，开发出了耐高压的燃气镀锌钢管等。钢的牌号和化学成分见表4-1。表4-1列出了无缝钢管和焊接钢管熔炼分析主要化学成分C、Mn、P和S。
表4-1 熔炼分析化学成分表（GB/T 9711—1997）
①L290到L450级钢的最大碳含量比规定最大值每降低0.01％，锰含量则允许比规定最大值增高0.05％。但对不超过L360的钢级，最大锰含量不应超过1.45％，对高于L360的钢级，最大锰含量不应超过1.60％
②Ⅱ类钢为再增磷钢见GB/T 9711，7.2.1有关弯曲和螺纹加工性能的说明。
③经购方和制造厂双方协议，在铌、钒、钛三种元素中，可添加其中一种，也可添加它们的任一组合。
④对外径小于508mm的冷扩径无缝钢管，最大碳含量应为0.28％。
⑤由制造厂选择，在铌、钒、钛三种元素中，可添加其中一种，也可添加它们的任一组合。
⑥经购方和制造厂双方协议，可提供其他化学成分。
⑦对外径小于406.4mm，壁厚不大于12.7mm的L450级焊接钢管，化学成分可按表中规定，也可由购方和制造厂双方协议，对其他外径和壁厚的钢管，化学成分应由购方和制造厂双方协议。
⑧最大碳含量比规定最大值每降低0.01％，锰含量则允许比规定最大值增高0.05％，但最大锰含量不得超过2.00％。
⑨对L555级所示范围仅供产品分析，因而不需采用7.2.2的产品分析偏差。
1.钢管的力学性能要求
钢管的力学性能要求应符合表4-2的规定，其他钢牌号的力学性能要求由供需双方协商确定。
表4-2 钢管的力学性能（GB/T 3091—2006）
2.钢管外径和壁厚的允许偏差
钢管的外径（D）和壁厚（t）应符合GB/T 21835的规定，其中管端用螺纹和沟槽连接的钢管尺寸参见GB/T 21835附录A。钢管外径和壁厚的允许偏差应符合表4-3的规定。根据需方的要求，经供需双方协商，并在合同中注明，可供应表4-3规定以外偏差的钢管。
表4-3 钢管外径和壁厚的允许偏差（GB/T 21835）
3.钢管理论重量计算方法
钢管按理论交货时，其理论重量的计算公式如下（钢的密度按7.85kg/dm3）。
W=0.0246615（D-t）t （4-1）
式中 W——钢管的单位长度理论重量，kg/m；
D——钢管的外径，mm；
t——钢管的壁厚，mm。
镀锌前的钢管的外径、壁厚尺寸及理论质量应符合表4-4要求。
表4-4 低压流体输送用（镀锌）焊接钢管（GB/T 3091—2008）
注：1.表中的公称口径系近似内径的名义尺寸，不表示公称外径减去两个工程公称壁厚所得的内径。
2.根据需方要求，经供需双方协议，并在合同中注明，可供表中规定以外尺寸的钢管。
二、石油天然气钢管的力学性能要求
对于石油、天然气用钢管相对于一般用途的钢管技术要求更高，GB/T 9711—1997特别指定出拉伸试验标准。指出L175、L210、L245、L290、L320、L360、L390、L415、L450、L485和L555级钢的拉伸性能应符合表4-5的规定，介于表列L290和L550之间的其他中间钢级应符合用户和制造厂双方的协议的拉伸要求，对于冷扩径钢管，管体规定总伸长应力和管体抗拉强度的比值不得超过0.93。规定总伸长应力应为试样标距长度上产生0.5％的总伸长时所需的拉应力，并用引伸计测定变形。
表4-5 石油钢管的拉伸性能要求
注：伸长率适用于从管体上截取的横向试样。当采用纵向试样试验时，伸长率值比这些值高2个单位。
各种钢管热镀锌理论重量见表4-6。
表4-6 钢管热镀锌理论重量
注：镀锌钢管重量公式：［（外径-壁厚）×壁厚］×0.02466= kg/m（每米的重量）。
三、钢管热镀锌后镀锌层重量的计算
钢管热镀锌后镀锌层重量的计算按式（4-2）计算：
W'=cW （4-2）
式中 W'——钢管镀锌后的单位长度理论重量，kg/m；
W——钢管镀锌前的单位长度理论重量，kg/m；
c——钢管镀锌层的重量系数，见表4-7。
表4-7 钢管镀锌层的重量系数（摘自GB/T 3091—2008）
四、钢管热镀锌前的力学实验方法
1.拉伸实验
外径小于219.1mm的钢管拉伸实验应截取母材纵向试样。直缝钢管拉伸实验应在钢管上平行于轴线方向距焊缝约90°的位置截取，也可以在制管用钢板或钢带上平行于轧制方向约位于钢板或钢带边缘与钢板或钢带中心线之间的中间位置截取；螺旋缝钢管拉伸实验试样应在钢管上平行于轴线距焊缝1/4螺距的位置截取。其中，外径不大于60.3mm的钢管可截取面拉伸试样。
外径小于219.1mm的钢管拉伸实验应截取母材横向试样和焊缝试样。直缝钢管母材拉伸试样应在钢管上垂直于轴线距焊缝约180°的位置截取，螺旋缝钢管母材拉伸试样应在钢管上垂直于轴线距离焊缝约1/2螺距的位置截取。焊缝（包括直缝焊管的焊缝、螺旋缝焊管的螺旋焊缝和钢带对接焊缝）拉伸试样应在钢管上垂直于焊缝截取，且焊缝位于试样的中间，焊缝试样只测定抗拉强度。
拉伸实验结果应符合表4-5的规定。但外径不大于60.3mm钢管全截面拉伸时，断后伸长率仅供参考。
2.弯曲试验
外径不大于60.3mm的电阻焊钢管应进行弯曲试验。试验时，试样应不带填充物，弯曲半径为钢管外径的6倍，弯曲角度为90°，焊缝位于弯曲方向的外侧面，试验后，试样上不允许出现裂纹。
3.导向弯曲试验
埋弧焊钢管应进行正面导向弯曲试验。导向弯曲试样应从钢管上垂直焊缝（包括直缝焊管的焊缝、螺旋缝钢管的螺旋焊缝和钢带对接焊缝）截取，焊缝位于试样的中间，试样上不应有补焊焊缝，焊缝余高应去除。试样在弯模内弯曲约180°，弯芯直径为钢管壁厚的8倍。试验后应符合如下规定：试样不允许完全断裂；试样上焊缝金属中不允许出现长度超过3.2mm的裂纹或破裂，不考虑深度；母材、热影响区域熔合线上不允许出现长度超过3.2mm的裂纹或深度超过壁厚10％的裂纹或破裂。
4.液压试验
钢管应逐根进行液压试验，试验压力应按下面公式计算，修约到最邻近的0.1MPa，但最大试验压力为5.0MPa。试验压力保持时间应小于5s。在试验过程中，钢管不应出现渗漏现象。
（4-3）
式中 P——钢管的最低试验压力值，MPa；
S——钢管下屈服强度的60％，N/mm2；
D——钢管的外径，mm；
t——钢管的壁厚，mm。
注：1N/mm2=1MPa。
电阻焊钢管可用超声波探伤检验或涡流探伤检验代替液压试验，埋弧焊钢管可用超声波探伤检验或射线探伤检验代替液压试验。电阻焊钢管超声波探伤检验应符合SY/T 6423.2中验收等级L3（C10）的规定；涡流探伤检验应符合GB/T 7735中的验收等级A的规定。埋弧焊钢管超声波探伤检验应符合SY/T 6423.3中的验收等级L2（C5）的规定；射线探伤检验应符合SY/T 6423.1中图像质量级别为R1的规定。
五、钢管热镀锌前的表面质量检验
1.焊缝检验
电阻焊钢管的焊缝毛刺高度的规定，钢管焊缝焊缝的外毛刺应清除，剩余高度应不大于0.5mm。钢管内的毛刺清除后其剩余高度应不大于1.5mm；当壁厚不大于4mm时，清除内毛刺后刮槽深度应不大于0.2mm；当壁厚大于4mm时，刮槽深度应不大于0.4mm。
埋弧焊钢管的焊缝高度。当壁厚不大于12.5mm时，超过钢管原始表面轮廓的内、外焊缝余高应不大于3.2mm；当壁厚大于12.5mm时，超过钢管原始表面轮廓的内、外焊缝余高不大于3.5mm。焊缝余高超高部分允许修磨。
2.错边
对电阻焊钢管，焊缝处钢带边缘的径向错边不允许使两侧的剩余厚度小于钢管壁厚的90％。对于埋弧焊钢管，当壁厚不大于12.5mm时，焊缝处钢带边缘的径向错边应不大于1.6mm；当壁厚大于12.5mm时，焊缝处钢带边缘的径向错边应不大于钢管壁厚的0.125倍。
3.钢带对接焊缝
螺旋缝埋弧焊钢管允许有钢带对接焊缝，但钢带对接焊缝与螺旋缝的连接点距管端的距离应大于150mm，当钢带对接焊缝位于管端时，与相应管端的螺旋焊缝之间至少应有150mm的环向间隔。
4.钢管的表面缺陷与修补
钢管的内外表面应光滑，不允许有折叠、裂纹、分层、搭焊、断弧、烧穿及其他深度超过壁厚下偏差的缺陷存在。允许有深度不超过壁厚下偏差的其他局部缺欠存在。缺陷的修补，外径小于114.3mm的钢管不允许补焊修补。对于外径不小于114.3mm的钢管，可对母材和焊缝处的缺陷进行修补。补焊前应将补焊处进行处理，使其符合焊接要求。补焊焊缝最短长度应不小于50mm，电阻焊钢管补焊焊缝最大长度应不大于150mm，每根钢管的修补应不超过3处，在距离管端200mm内不允许补焊。补焊的焊缝要修磨，修磨后应与原始轮廓圆滑过渡并应按液压试验的规定进行液压试验。
5.对钢管对接的要求
对要求对接的钢管，对接所用的短管长度不应小于1.5m，并只允许两根短管对接。对接前，应对钢管进行处理，使其符合焊接要求。对接时，钢管焊缝（包括直缝管的焊缝、螺旋管的螺旋焊缝和钢带对头焊缝）在对接处应相应环向间隔50～200mm。对接后，对接焊缝应沿圆周方向均匀、整齐，并符合对焊缝的技术要求，同时应对对接后的钢管进行液压试验。