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螺旋钢管、直缝钢管和无缝钢管之间的不同与比较

作者:淄博顺盈钢管制造有限公司 浏览: 发表时间:2022-04-27 15:17:24

直缝焊管的生产工艺相对简单。主要生产工艺包括高频直缝焊接钢管和埋弧焊直缝焊接钢管。直缝焊管生产效率高,成本低,发展迅速。螺旋焊管的强度一般高于直缝焊管。主要生产工艺为埋弧焊。螺旋钢管可以用相同宽度的毛坯生产不同管径的焊管,也可以用较窄的毛坯生产较大管径的焊管。但与同等长度的直缝管相比,焊缝长度增加了30~100%,生产速度较低。因此,小直径焊管多采用直缝焊接,大直径焊管多采用螺旋焊接。本行业生产大口径直缝钢管时,采用T型焊接工艺,即短直缝钢管对接连接,长度满足本工程需要。t型直缝钢管的缺陷概率也大大提高。此外,t型焊缝处的焊接残余应力较大,焊缝金属往往处于三维应力状态,这增加了裂纹的可能性。


焊接技术

在焊接工艺方面,螺旋焊管的焊接方法与直缝钢管相同,但直缝焊管不可避免地会有大量的t型焊缝,因此焊接缺陷的概率大大提高。此外,t型焊缝处的焊接残余应力较大,焊缝金属往往处于三维应力状态,这增加了裂纹的可能性。

此外,根据埋弧焊的工艺规定,每条焊缝应有引弧处和熄弧处,但每条直缝焊管在焊接环缝时不能满足这一条件,因此在熄弧处可能存在更多的焊接缺陷。

强度特性

管道承受内压时,管壁上通常产生两种主要应力,即径向应力δ和轴向应力δ。焊缝处的综合应力δ,其中α是螺旋焊管焊缝的螺旋角。

螺旋焊管焊缝的螺旋角一般为度,因此螺旋焊缝处的综合应力是直缝焊管的主要应力。在相同的工作压力下,同直径螺旋焊管的壁厚比直缝焊管的壁厚小。

根据上述特点:

螺旋焊管爆破时,由于焊缝的法向应力和综合应力相对较小,爆破孔一般不来源于螺旋焊缝,其安全性高于直缝焊管。

当螺旋焊缝附近存在平行缺陷时,由于螺旋焊缝的应力较小,膨胀风险不如直缝焊缝大。

由于径向应力是钢管上存在的一个较大的应力,焊缝在垂直应力方向上承受的载荷最大。即直缝承受的载荷较大,环焊缝承受的载荷最小,螺旋缝介于两者之间。

静态爆破强度

通过相关对比试验,验证了螺旋焊管和纵向焊管的屈服压力与爆破压力的实测值和理论值基本一致,偏差很小。然而,螺旋焊管的屈服压力和爆破压力均低于直缝焊管。爆破试验还表明,螺旋焊管爆破口的周向变形率明显高于直缝焊管。结果表明,螺旋焊管的塑性变形能力优于直缝焊管,且由于螺旋焊缝对裂纹扩展的强烈抑制作用,爆破开口一般限制在一个节距内。

韧性和疲劳强度

管道的发展趋势是大口径、高强度。随着钢管直径的增加和钢种的提高,韧性断裂尖端稳定扩展的趋势更大。根据美国相关研究机构的试验,虽然螺旋焊管和纵向焊管处于同一水平,但螺旋焊管具有较高的冲击韧性。


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