直縫鋼管的生產(chǎn)工藝較為簡(jiǎn)單,主要生產(chǎn)工藝為高頻焊縫直縫鋼管(ERW)和埋弧焊直縫鋼管(LSAW)。直縫鋼管的生產(chǎn)效率高,成本低,經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。螺旋鋼管(強(qiáng)度設(shè)計(jì)SSAW)通常比直縫鋼管的高。
鋼管生產(chǎn)技術(shù)的主要內(nèi)容是埋弧焊。螺旋鋼管可用于生產(chǎn)具有相同寬度的鋼坯和不同直徑的焊接管,或者窄鋼坯可用于生產(chǎn)具有較大直徑的鋼縫焊接管。但是,與相同長(zhǎng)度的直縫鋼管相比,焊接長(zhǎng)度分別增加了30%和100%,并且生產(chǎn)速度相對(duì)較低。因此,大多數(shù)大直徑鋼管通過(guò)螺旋焊接,而大多數(shù)小直徑鋼管通過(guò)直縫焊接。在大直徑直縫鋼管的工業(yè)生產(chǎn)中,采用T型焊接施工技術(shù),即對(duì)接兩條小直縫鋼管,以滿足企業(yè)項(xiàng)目所需的長(zhǎng)度。T形直縫鋼管的缺陷更加明顯。T形焊接過(guò)程中的殘余應(yīng)力非常大。焊接的金屬結(jié)構(gòu)材料通常處于三軸應(yīng)力狀態(tài),這增加了開(kāi)裂的可能性。
在焊接工藝和工藝設(shè)計(jì)中,螺旋鋼管和直接焊接鋼管的焊接方法相同,但不可避免地會(huì)導(dǎo)致大量T形焊縫的出現(xiàn),以及T-形焊縫的焊接殘余應(yīng)力異型焊縫影響很大。因此,焊接的技術(shù)缺陷也需要改善。改進(jìn)的焊接金屬結(jié)構(gòu)減少了鋼管破裂的可能性。
此外,根據(jù)埋弧焊的技術(shù)規(guī)范,必須及時(shí)處理每道焊縫以進(jìn)行引弧和熄滅電弧。但是,在焊接周向接縫時(shí),各鋼管不能滿足該條件。因此,在電弧抑制處理中可能存在問(wèn)題。焊接結(jié)構(gòu)缺陷越來(lái)越多。
當(dāng)管道處于內(nèi)部工作壓力下時(shí),通常會(huì)在管道壁上產(chǎn)生兩個(gè)主要應(yīng)力,即徑向應(yīng)力和軸向應(yīng)力。對(duì)焊縫應(yīng)力的綜合分析,其中α是螺旋結(jié)構(gòu)鋼管焊縫的螺旋角。
螺旋結(jié)構(gòu)焊縫處的綜合應(yīng)力不同于直縫鋼管。在相同的工作壓力下,相同直徑的螺旋鋼管的壁厚小于直縫鋼管的壁厚。
當(dāng)在螺旋焊縫附近出現(xiàn)平行缺陷時(shí),由于螺旋焊縫的作用力很小,因此螺旋焊縫的膨脹風(fēng)險(xiǎn)小于直焊縫的膨脹風(fēng)險(xiǎn)。由于不同的徑向應(yīng)力是鋼管上的最大應(yīng)力,因此焊縫必須能夠承受垂直應(yīng)力方向上的最大載荷。焊縫上的載荷影響最大,圓周焊縫上的載荷最小,螺旋焊縫上的載荷系數(shù)介于兩者之間。
管道的發(fā)展趨勢(shì)是大直徑,高強(qiáng)度。隨著我國(guó)鋼管直徑和鋼種的增加,盡管螺旋鋼管和直縫鋼管具有相同的牌號(hào),但螺旋鋼管具有較高的沖擊韌性,這是不同鋼管之間的區(qū)別。
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