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螺旋缝焊管一般是以热轧钢带卷作管坯,经螺旋成型,再采用高频电阻焊法或埋弧焊接成型。该工艺能用较窄的坯料生产较大管径的焊管,还可以用同样宽度的坯料生产不同管径的焊管。焊缝长度比直缝焊管焊缝长增加30%~100%。焊管的缺陷主要体现在焊缝上,焊缝长就意味着可靠性差,并且成型与焊接同时进行,焊缝缺陷几率明显偏高,焊缝质量不易保证。螺旋缝焊管生产线普遍不具有扩径工序,无法降低成型和焊接残余应力,致使焊管内部具有较大的残余应力,其残余应力为拉应力(可达200~300 MPa)。而焊管受内压后,管壁亦产生环向拉应力,二者叠加,使焊管承压能力减弱。并且残余拉应力,特别是焊缝位置残余拉应力的存在也大大降低了焊管抗应力腐蚀的能力,在酸性油气输送管线中必须严格限制残余拉应力。螺旋缝焊管在曲面上进行焊接,焊缝形状欠佳,内焊缝的马鞍形和外焊缝的脊背形难以克服,应力集中难以避免。螺旋缝焊管焊缝热影响区大,且硬度高,韧性和抗应力腐蚀能力下降。
大直缝焊管机组的生产原料主要是中厚板轧机生产的宽钢板(除小于600mm的钢管可用热连轧机生产的钢板外),要求供应优质钢板。油气输送管线用钢管在强度、韧性、焊接性能、耐H2S腐蚀等方面需要有较高的性能,一般采用低碳合金控轧钢板因此,要求中厚板厂具有先进的冶炼设备(尤其是精炼设备)和具有完善控轧性能的宽板轧机,生产出X60~X75或更高钢级的热轧宽钢板,供给大直缝焊管机组作原料,这样才能生产出符台API标准的管线钢管,满足管道工业建设和发展的需要。
CFE(排辊成型)工艺排辊成型有全排辊成型和半排辊成型之分。所谓半排辊成型就是只将一般辊式成型机中传动辊机架(即平辊机架)之间的空转辊用成排小辊代替以改善成型条件。小辊可以调整位置,适用一定范围的钢管尺寸,不必更换。而全排辊成型则是除了留下一一般辊式机中 架传动辊机架外,其他机架全部代以小排辊、小辊,特别是外面的小辊,可适用于所有的钢管,不必更换,所以这种方法对提高生产率有利。
焊接工艺:
从焊接工艺而言,螺旋焊管与直缝钢管的焊接方法一致,但直缝焊管不可避免地会有很多的丁字焊缝,因此存在焊接缺陷的机率也大大提高,而且丁字焊缝处的焊接残余应力较大,焊缝金属往往处于三向应力状态,增加了产生裂纹的可能性。
而且,根据埋弧焊的工艺规定,每条焊缝均应有引弧处和熄弧处,但每根直缝焊管在焊接环缝时,无法达到该条件,由此在熄弧处可能有较多的焊接缺陷。
强度特点:
管子在承受内压时,通常在管壁上产生两种主要应力,即径向应力δ和轴向应力δ。焊缝处合成应力δ,其中,α为螺旋焊管焊缝的螺旋角。
螺旋焊管焊缝的螺旋角一般为度,因此螺旋焊缝处合成应力是直缝焊管主应力的。在相同工作压力下,同一管径的螺旋焊管比直缝焊管壁厚可减小。
从焊接工艺而言,螺旋焊管与直缝钢管的焊接方法一致,但直缝焊管不可避免地会有很多的丁字焊缝,因此存在焊接缺陷的机率也大大提高,而且丁字焊缝处的焊接残余应力较大,焊缝金属往往处于三向应力状态,增加了产生裂纹的可能性。
而且,根据埋弧焊的工艺规定,每条焊缝均应有引弧处和熄弧处,但每根直缝焊管在焊接环缝时,无法达到该条件,由此在熄弧处可能有较多的焊接缺陷。
强度特点:
管子在承受内压时,通常在管壁上产生两种主要应力,即径向应力δ和轴向应力δ。焊缝处合成应力δ,其中,α为螺旋焊管焊缝的螺旋角。
螺旋焊管焊缝的螺旋角一般为度,因此螺旋焊缝处合成应力是直缝焊管主应力的。在相同工作压力下,同一管径的螺旋焊管比直缝焊管壁厚可减小。
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