螺旋鋼管、直縫鋼管、無縫鋼管的比較
直縫焊管生產工藝相對簡單,主要生產工藝有高頻焊直縫鋼管和埋弧焊直縫鋼管,直縫管生產效率高,成(chéng)本低,發展較快。螺旋焊管的強度一般比直(zhí)縫焊管高,主要生產工藝是埋弧焊,螺(luó)旋鋼管能用同樣寬度的坯料生產管徑不同的焊管,還可以用(yòng)較窄的坯料生產管徑較大的焊(hàn)管。但是與相同長(zhǎng)度的(de)直(zhí)縫管相比,焊縫長度增加30~100%,而且生產速(sù)度較低。因此,較小口徑的焊管大都采(cǎi)用直縫焊,大口徑焊管則大多采用(yòng)螺旋焊。在業內生產較大口徑(jìng)直縫鋼管時會(huì)使用丁字焊技術,即將一段段短的直縫鋼管再進行對接,接成符合工程需要的長度,丁字(zì)焊直縫鋼管缺陷的(de)機率也大大提高,而且丁字焊縫處的焊接(jiē)殘餘應力較大,焊(hàn)縫金屬(shǔ)往往處於(yú)三向應力狀態,增加(jiā)了產(chǎn)生(shēng)裂紋的可能性。
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焊接工(gōng)藝
從焊接(jiē)工(gōng)藝而言,螺旋焊(hàn)管與直縫鋼管的焊接(jiē)方法一致,但直縫焊管不可避(bì)免地會有很多的丁字焊縫,因此存在焊接缺陷的機率也大大提高(gāo),而且丁字焊縫處的焊接殘餘應力較大,焊縫金屬往往處於三向應力狀態,增加了產生裂紋的可能性(xìng)。
而且,根據埋弧焊(hàn)的工藝規定,每條焊縫均應有引弧(hú)處和熄(xī)弧處,但每根直縫(féng)焊管(guǎn)在焊接環縫時,無法達到(dào)該條件,由此在熄弧處可能有(yǒu)較多的焊接缺陷。
強度特點
管子在承受內壓時,通常在管壁上產生兩種主要應力,即徑(jìng)向應力δ和軸向應力δ。焊縫處合成應力δ,其中,α為螺旋焊管焊縫的螺旋角。
螺旋焊管焊縫的螺旋角一般為度,因此螺旋焊縫處合成應力是直(zhí)縫焊管主應力的。在相同工作壓力下,同一管徑的螺旋焊管(guǎn)比直縫焊管壁(bì)厚可減小。
根據以上特點可知:
螺旋焊管發生爆破時,由於(yú)焊縫所受正應力與合成應力比較小,爆破口一般不會起源(yuán)於螺旋焊縫處,其(qí)安全性比直縫焊管(guǎn)高。
當螺旋焊縫附近存(cún)在與之相平(píng)行的缺陷時,由於螺旋焊縫受力較小(xiǎo),故其擴展的危險性不如(rú)直焊縫大。
由於徑向應力是存在於鋼管上的極限(xiàn)應力,所以焊縫處於垂直應(yīng)力這一方向時承受極限載(zǎi)荷。即直縫承受的載荷極限(xiàn),環向焊縫承受的載荷,螺旋(xuán)縫介於二者之間。
靜壓爆破強度
經有關對比(bǐ)試驗,驗證了螺旋焊(hàn)管與直縫焊管的屈服壓力(lì)與爆破(pò)壓力實測(cè)值和理論值(zhí)基本吻合,偏差接(jiē)近。但無論是屈服壓力還是爆破壓力,螺旋焊(hàn)管均低於直縫焊管。爆破試驗還顯示出螺旋焊管爆破(pò)口的環向變形率明顯大於直縫焊管。由此證實,螺旋焊管的塑性變(biàn)形能力優於直(zhí)縫焊管,爆(bào)破口一般隻局限於一個螺距(jù)內(nèi),這是螺旋焊縫對(duì)裂口的擴展起了(le)有力的約束作用所致。
?韌性和疲勞(láo)強度(dù)
管道發(fā)展的趨勢是大口徑、高(gāo)強(qiáng)度。隨著鋼管直徑的加大、所用鋼級的提高,產生韌性斷(duàn)裂尖穩擴展的趨勢越(yuè)大。根據美國有關研究機構的試驗表明,螺旋焊管(guǎn)與直縫焊管雖然同為一個級別,但螺旋焊管具有較高的(de)衝擊韌性。
輸送管線(xiàn)由於輸量的變化,在實(shí)際操作(zuò)過程(chéng)中,鋼管是承受隨(suí)機交變載荷的作用。了解鋼管的低循環疲(pí)勞強度(dù),對判斷(duàn)管線的使用壽命具有重要的意義。
按測定結果,螺旋(xuán)焊管的(de)疲勞強度與無縫管和電阻(zǔ)焊(hàn)管相(xiàng)同,試驗的數據與無縫管(guǎn)和電阻管分布在同一區內,而比一般的埋弧直縫焊管要高(gāo)。

