螺旋钢管承压能力计算,螺旋钢管承压能力计算公式

大家好，今天小编关注到一个比较有意思的话题，就是关于螺旋钢管承压能力计算的问题，于是小编就整理了1个相关介绍螺旋钢管承压能力计算的解答，让我们一起看看吧。

1. 用2200兆帕的钢造潜艇能下潜多深？

用2200兆帕的钢造潜艇能下潜多深？

我国近期研发成功了屈服强度为2200兆帕的先进钢材，可用于潜艇的建造等方面，目前，世界上顶尖的潜艇耐压壳用钢也才1100兆帕，我国的新兴超级钢材的屈服强度是其二倍，因此潜艇的下潜深度大大增加。

图为苍龙级潜艇结构图，实际上苍龙级的耐压艇体也不是一种钢材制造的。

但是潜艇究竟能够下潜多深并不是看他使用的强度最大的钢材，而是看他耐压艇体上使用的钢材中屈服强度最小的那一个，毕竟潜艇的耐压艇体也不是用一种钢材制造的嘛，2200兆帕的钢材使用确实可以提高潜艇下潜深度，但是也不会逆天的高，木桶原理还是存在的。以日本的苍龙潜艇为例，他采用了NS110和NS80两种高强度钢材，其中大部分用的是NS80钢材。

图为我国海军039B潜艇，他上面使用的钢材屈服强度最大的为1000兆帕。

NS80钢材的屈服强度是780兆帕，但是日本之所以大量选择屈服强度略小的NS80主要还是因为NS110实在是不好加工。为了把这种高强度的钢材焊接到一起，需要研发先进的焊接技术，比如激光焊接、爆炸焊接等，但是这些焊接技术用起来成本高，对技术人员的要求很高，并不利于潜艇的规模化建造，与其追求极致的性能，倒不如把武器造成可以量产、有成本优势、经得起消耗的武器。

我国发明的这款的超级钢还登上了全球顶级学术期刊《科学》杂志，据报道这种刚有2200兆拍的屈服度和16%的均匀延伸率。看到这里不得不说，目前世界上最顶尖的潜艇耐压壳用钢也才1100兆帕而已，而我国近期研发的超级钢材，则是世界顶尖钢材的两倍。

看一艘潜艇到底能下多深，和他使用钢材的强度无关，而是要看他的屈服度，屈服度大了，下潜也就更深，但我国2200兆帕的钢材才刚刚研发不久，这也只是钢材的抗拉强度而不是屈服度，另外还需要考虑到钢材的切割，弯板，焊接等一系列工艺，目前这个还没有具体应用到潜艇上，我想也不会有跳跃式的深度，下潜深度也不会是之前的两倍。

我国海军目前准备的093/094号潜艇***用的是980钢，潜水深度勉勉强强可以达到400米左右，和日本苍龙级常规舰艇有一定差距，日本苍龙级潜艇混用ns110和ns八零后下潜深度接近500米，我国和美俄差距更大，但是如果可以使用这种超级钢材，那么我国的潜艇深度可以达到海美国的海狼级水平。

不过另有报道称，该新型钢材如果用到潜艇上，潜艇的潜水能力可以增加百分之50，这样的话，潜艇深度就会达到900米，鱼雷一般情况下根本没办法达到这个深度，深水***虽然可以，但是速度慢，所以潜艇如果能够达到这个深度可以说绝对安全。

按照钢的强度每增加100兆帕能支持极限潜深增加100米，2200兆帕的钢理论上能够潜深2200米。考虑到水压除了与水深有关外，还与海水浓度和重力加速度g成线性相关。所以，随着潜深越大海水浓度越高，纬度越高浓度越低，越靠近赤道g越大的现象，实际潜深应在理论基础上打8折，即2200兆帕的钢实际上能够达到最大潜深1760米。

2200MPa的钢造潜艇？能下潜多深我不知道，但是造出来也就是一次性潜艇吧。

我国虽然研究出来2200MPa的特种钢了，但这不意味着我们立马就能拿它造潜艇，因为高屈服强度的特种钢有一个特性，就是强度越高，可焊性越差。

1. 高强钢焊接存在的问题随着钢中合金元素的增加，强度级别提高（屈服强度≥315MPa），钢的焊接性逐渐变差，出现的主要问题是：①热影响区的淬硬倾向：焊接时快速冷却会导致热影响区出现马氏体组织。②冷裂纹：焊接时冷裂纹的倾向加大，并且具有延迟性。如定位焊缝很容易开裂，其原因就是焊缝尺寸小、长度短、冷却速度快。③热裂纹：屈服强度在315~400 MPa的热轧、正火钢热裂倾向不大，但在厚壁板材高稀释率焊道（如根部焊道或接近坡口边缘的多层埋弧焊焊道）中会出现热裂纹。④粗晶区脆化：热影响区被加热至1100℃以上的粗晶区，焊接热输入过大时晶粒将迅速长大或出现魏氏组织，产生脆化现象。

超高强度的钢的可焊性存在以上几个问题，这才是制约潜艇制造的一个大难题。如果焊缝存在问题，那钢的强度再高也没有用，下了深海，做几个机动动作可能焊缝就裂了。我们现在对1000MPa的钢的焊接水平都达不到潜艇所需的标准，如果直接上2200MPa的钢来造潜艇，那不是一次性潜艇么？因为焊缝开裂导致潜艇沉没的，历史上不是没发生过。美国第3代攻击型核潜艇长尾鲨级首艇长尾鲨号，就是因为有一条焊缝开裂，检查不够仔细就出海了，导致了这艘潜艇的沉没，这还仅仅是管道焊缝开裂，不是艇身。

而且更不要说目前还没有那个国家的大型卷板机能卷得动2200MPa的钢板。事实上我们的093、094耐压壳体直径仅有9.5米，而俄亥俄级、弗吉尼亚、北风之神这样的先进核潜艇耐压壳体达到了12甚至13米以上，落后人家一大截，主要原因还不是钢不行，而是缺少能加工高强度钢的大型卷板机。卷板机能卷的钢板宽度和钢的屈服强度是有直接关系的，屈服强度越高，卷板机能加工的钢的宽度和厚度就越小。虽然减小钢板宽度也能加工，但是宽度小了，分段就多，加上上面说的焊接问题，可靠性会更差。

我们缺乏能加工高屈服强度钢的大型卷板机

当年美国人建造俄亥俄级核潜艇的时候，用的是瑞典的Ursviken卷板机，这才加工出了12.8米的耐压壳体。但是你要拿2200MPa的高强度钢给瑞典人，估计他们也没辙了。像美国的海狼级、弗吉尼亚级用的是HY100钢，屈服强度820MPa，连1000MPa都不到。你想想如果同样的卷板机用来卷2200MPa的钢，得多造多少个分段。。。

美国弗吉尼亚级核潜艇建造现场

所以不要再提钢不行了，我国核潜艇用的钢是785MPa这个级别的，跟美国的HY100的820MPa比落后并不多，主要还是对高强度钢的加工能力不行。

首先来说，如果能容易焊接又便宜好用的话，那耐压壳***用屈服强度2200兆帕超级钢造出来的潜艇，其潜深肯定是肯定要比现在主流的核潜艇深的多。


▲美国弗吉尼亚级***用屈服强度550兆帕的HY-80钢最大潜深300米。海狼级***用屈服强度690兆帕的HY-100钢最大潜深600米，那如果***用屈服强度2200兆帕的超级钢造耐压壳的话，潜艇潜深最少也可以超千米。

但问题在于宝钢所研制的这种2200Mpa超级钢，但底指的是什么特性？

▲2017年该材料首次被大规模宣传，是因为当年顶级学术期刊《科学》杂志上对它的报道，该报道的原文称这种超级钢拥有2200Mpa的屈服强度和16%的均匀延伸率，同时成份简单可以用热轧、冷轧、热处理等常规工业工艺加工，如果这么看着的话这种“超级钢”明显是极好的，不仅屈服强度卓越而且加工简单、成本低廉。

但是在这篇文章之前，2006年3月由钢铁研究总院、结构材料研究所、先进钢铁材料技术国家工程研究中心等单位共同撰写的《2200Mpa超级高强度低合金钢的组织和力学性能》和2007年2月《镍含量对2200+MPa超级高强度钢力学性能的影响》中，对“超级钢”的主要力学特性都形容为“抗拉强度”。

▲在《镍含量对2200+MPa超级高强度钢力学性能的影响》一文中明确提到：“低合金超级高强度钢在4130、4340、D-6ac和6150的含碳量依次递增，205℃回火后其抗拉强度分别为1550MPa、1980MPa、2000MPa和2050MPa，伸长率分别为11%、11%、8.9%、和1%，降低回火温度会使抗拉强度更好，当抗拉强度突破2000MPa，塑韧性明显下降，无法应用”……而本研究“拟将中低合金超高强度钢含碳控制在0.5%左右，***用真空感应冶炼、电渣重熔等先进冶炼技术，有效减少钢中的S、P杂质和O、N等气体含量，提高其韧性，同时通过选择合适的回火温度，控制韧性相-残留奥氏体在回火过程中的转变，达到较好的韧性配合，探索出强度为2200MPa级塑韧性较高、成本较低的中低合金超高强度钢。”

所以宝钢的这种2200MPa的“超级钢”，很可能指的是抗拉强度，而不是潜艇必要的屈服强度，当然，也不排除在经过10余年的发展之后，宝钢将这种超级钢材的屈服特性提高的可能。

其实现在潜艇用钢不一定非要用那种性能极致的钢材，就像前文中所说的那样，美国在冷战末期开发的海狼级用的是屈服强度690兆帕的HY-100，但是其后来研制的弗吉尼亚级就***用550兆帕的HY-80了，这是因为HY-80相对来说加工难度更低，成本也更便宜，所以在用合适的钢材去匹配合适的潜艇，这才是最好的选择。

▲潜艇耐压壳的焊接一直是潜艇制造的难题，很多“超级钢材”在焊接时必须用惰性气体保护焊接，所以成本非常高，目前全世界除了俄罗斯利用前苏联遗产可以对潜艇分段整体焊接、整体探伤以外，还没有人能“烧钱”到这个地步。

不过我国核潜艇用不用这种2200Mpa的钢材，都不影响我国开发这种钢材的意义，毕竟我国能拥有这种2200MPa的“中低合金超高强度合金钢”，本身就已经是非常了不起的一件事，而且技术是相对发展的，未来也不排除我国在此基础上，可以开发出便宜、好用的高屈服强度合金钢的可能！

到此，以上就是小编对于螺旋钢管承压能力计算的问题就介绍到这了，希望介绍关于螺旋钢管承压能力计算的1点解答对大家有用。