熱軋后的鋼管主要通過輻射、傳導和對流三種方式散熱。其中，鋼管表面與冷卻介質(zhì)之間的對流換熱是散熱的主要方式。采用水與空氣的混合物作為冷卻介質(zhì)，稱“氣霧冷卻”?？绽鋾r，鋼管表面散熱速度比鋼材自身熱傳導速度慢得多，鋼管厚度方向溫度較均勻;氣霧冷卻時，鋼管表面散熱速度大幅度提高，在鋼管厚度方向的表層附近存在一定的溫度梯度。熱軋無縫管由950℃左右的終軋溫度降至室溫的過程中，根據(jù)冷卻條件的不同，奧氏體將分解為不同組織類型的產(chǎn)物。因此氣霧冷卻時鋼管厚度方向表層附近的溫度差異，必然造成鋼管厚度方向組織的多樣化;由于鋼管內(nèi)部依靠熱傳導方式傳遞熱量，故各處溫度是連續(xù)變化的，因此，即使形成不同的組織，組織之間也是存在過渡區(qū)的，即:不同的微觀組織之間存在一個共存混合區(qū)，鋼管就好像由不同類型的組織層層復合而成。組織多樣性使鋼管的綜合力學性能發(fā)生改變，表現(xiàn)出新的強度和韌性等力學性能組合;組織連續(xù)性使鋼管不同類型組織之間通過“過渡區(qū)”緊密結(jié)合，不發(fā)生“分層”現(xiàn)象;組織復合性使鋼管在不同厚度處，表現(xiàn)出不同的力學性能，發(fā)揮復合型材料的特點和優(yōu)點。

　　眾所周知，復合型鋼鐵材料具有許多獨特的優(yōu)點，例如:表層晶粒細化可以使鋼材整體抗疲勞性能提高，在建筑領(lǐng)域中，表層細晶粒的鋼筋與全斷面均勻細化的鋼筋相比，具有幾乎相同的抑制疲勞裂紋擴展能力;表層高強度圓形或球形結(jié)構(gòu)，具有更高的抗外部壓力能力，就是通常所說的“蛋殼原理”。無縫鋼管表層高強度、高韌性必將對其使用性能帶來更多益處。

　　對于優(yōu)質(zhì)碳素鋼20ф、45ф結(jié)構(gòu)管，試驗中采用軋后空冷工藝，產(chǎn)生較均勻的等軸鐵素體+珠光體組織;當采用軋后氣霧冷卻工藝時，雖然在隨后的空冷中鋼管溫度略有回升，由于鋼管表層受氣霧冷卻和隨后空冷的交替作用，表層溫度是先降后升，而中間和內(nèi)壁溫度變化則相對緩漫。這樣必然會出現(xiàn)鋼管壁厚方向組織的多樣化。以20#鋼結(jié)構(gòu)管，ф140mm×13mm規(guī)格的軋后氣霧冷卻顯微組織為例。在鋼管表層生成了0.9mm厚度的貝氏體組織，以及0.9mm至35mm厚度的過渡帶復合組織。由于通常針狀鐵素體內(nèi)位錯密度高于等軸鐵素體內(nèi)位錯密度，因此，從位錯強化的角度分析，針狀鐵素體對應的屈服強度大于等軸鐵素體對應的屈服強度。另外，經(jīng)軋后氣霧冷卻的20ф結(jié)構(gòu)管來看，其等軸鐵素體晶粒尺寸明顯小于經(jīng)空冷得到的等軸鐵素體晶粒，從細晶強化的角度分析，力學性能明顯得到提高。

　　隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，國家大力發(fā)展能源行業(yè)，長輸油氣管線是能源保障的重要方式，在輸油(氣)管線防腐施工過程中，鋼管表面處理是決定管線防腐使用壽命的關(guān)鍵因素之一，它是防腐層與鋼管能否牢固結(jié)合的前提。經(jīng)研究機構(gòu)驗證，防腐層的壽命除取決于涂層種類、涂覆質(zhì)量和施工環(huán)境等因素外，鋼管的表面處理對防腐層壽命的影響約占50%，因此，應嚴格按照防腐層規(guī)范對鋼管表面的要求，不斷探索和總結(jié)，不斷改進鋼管表面處理方法。