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直縫埋弧焊管、螺旋焊管和高頻直縫焊管的應(yīng)用范圍和技術(shù)特點(diǎn)
螺旋埋弧焊管：螺旋焊管(SSAW)首先應(yīng)用于我國(guó)石油天然氣管線，這是因?yàn)槲覈?guó)在上個(gè)世紀(jì)50~70年代尚缺乏熱軋寬帶鋼，因此螺旋鋼管就發(fā)揮了它可以應(yīng)用窄帶鋼的優(yōu)勢(shì)，其優(yōu)點(diǎn)主要有4點(diǎn)：①鋼管直徑與帶鋼寬度不再受“π”的比例約束；②螺旋線在理論上可以在輸氣時(shí)對(duì)止裂性能有幫助；③直徑 可以達(dá)到2500mm以上，適用于輸水管線；④成型設(shè)備比較簡(jiǎn)單，基建投資較少。螺旋焊管應(yīng)用受到局限性主要有4點(diǎn)：①存在較復(fù)雜的殘余能力，以及分布和量值大小變化較大；②從基于應(yīng)變的設(shè)計(jì)理念來(lái)看，螺旋焊管抗大變型能力要弱一些；③受到壁厚的限制，一般壁厚S≤18mm；④受到鋼級(jí)的限制，一般高強(qiáng)度鋼級(jí)X90~X120的開(kāi)發(fā)僅限于直縫埋弧焊管。因此，對(duì)螺旋焊管的使用，應(yīng)當(dāng)揚(yáng)長(zhǎng)避短，輸送天然氣時(shí)它適用于一類地區(qū)和部分二類地區(qū)。
螺旋埋弧焊管：螺旋焊管(SSAW)首先應(yīng)用于我國(guó)石油天然氣管線，這是因?yàn)槲覈?guó)在上個(gè)世紀(jì)50~70年代尚缺乏熱軋寬帶鋼，因此螺旋鋼管就發(fā)揮了它可以應(yīng)用窄帶鋼的優(yōu)勢(shì)，其優(yōu)點(diǎn)主要有4點(diǎn)：①鋼管直徑與帶鋼寬度不再受“π”的比例約束；②螺旋線在理論上可以在輸氣時(shí)對(duì)止裂性能有幫助；③直徑 可以達(dá)到2500mm以上，適用于輸水管線；④成型設(shè)備比較簡(jiǎn)單，基建投資較少。螺旋焊管應(yīng)用受到局限性主要有4點(diǎn)：①存在較復(fù)雜的殘余能力，以及分布和量值大小變化較大；②從基于應(yīng)變的設(shè)計(jì)理念來(lái)看，螺旋焊管抗大變型能力要弱一些；③受到壁厚的限制，一般壁厚S≤18mm；④受到鋼級(jí)的限制，一般高強(qiáng)度鋼級(jí)X90~X120的開(kāi)發(fā)僅限于直縫埋弧焊管。因此，對(duì)螺旋焊管的使用，應(yīng)當(dāng)揚(yáng)長(zhǎng)避短，輸送天然氣時(shí)它適用于一類地區(qū)和部分二類地區(qū)。
機(jī)械擴(kuò)徑埋弧焊直縫鋼管變形過(guò)程
根據(jù)鋼管機(jī)械擴(kuò)徑過(guò)程的不同階段，整個(gè)變形過(guò)程可以分為以彈性變形為主的整圓，塑性變形為主的擴(kuò)脹變形和卸載回彈3個(gè)主要階段。
1、整圓：鋼管在擴(kuò)徑前經(jīng)過(guò)成形、焊接等多道工序，其截面形狀大多為近似橢圓，還存在一定的直線段和棱角。整圓就是將鋼管截面由近似橢圓變成圓。
管壁在擴(kuò)徑頭作用下，發(fā)生彎曲變形，隨著擴(kuò)徑頭的不斷徑向擴(kuò)脹，橢圓長(zhǎng)軸不斷縮短，短軸不斷伸長(zhǎng)，終擴(kuò)徑頭與鋼管內(nèi)壁完全貼合。這個(gè)階段鋼管的變形主要為彈性變形，只有形狀變化。
2、擴(kuò)脹變形：鋼管在擴(kuò)徑頭作用下，直徑不斷擴(kuò)大，管壁不斷減薄。開(kāi)始時(shí)，鋼管處于彈性變形階段，當(dāng)管體的應(yīng)力達(dá)到管材屈服強(qiáng)度時(shí)，鋼管便進(jìn)入塑性變形階段，發(fā)生變形。
3、卸載回彈：擴(kuò)徑頭回撤，鋼管變形有一定的彈性回復(fù)。
根據(jù)鋼管機(jī)械擴(kuò)徑過(guò)程的不同階段，整個(gè)變形過(guò)程可以分為以彈性變形為主的整圓，塑性變形為主的擴(kuò)脹變形和卸載回彈3個(gè)主要階段。
1、整圓：鋼管在擴(kuò)徑前經(jīng)過(guò)成形、焊接等多道工序，其截面形狀大多為近似橢圓，還存在一定的直線段和棱角。整圓就是將鋼管截面由近似橢圓變成圓。
管壁在擴(kuò)徑頭作用下，發(fā)生彎曲變形，隨著擴(kuò)徑頭的不斷徑向擴(kuò)脹，橢圓長(zhǎng)軸不斷縮短，短軸不斷伸長(zhǎng)，終擴(kuò)徑頭與鋼管內(nèi)壁完全貼合。這個(gè)階段鋼管的變形主要為彈性變形，只有形狀變化。
2、擴(kuò)脹變形：鋼管在擴(kuò)徑頭作用下，直徑不斷擴(kuò)大，管壁不斷減薄。開(kāi)始時(shí)，鋼管處于彈性變形階段，當(dāng)管體的應(yīng)力達(dá)到管材屈服強(qiáng)度時(shí)，鋼管便進(jìn)入塑性變形階段，發(fā)生變形。
3、卸載回彈：擴(kuò)徑頭回撤，鋼管變形有一定的彈性回復(fù)。
對(duì)大直徑、高輸送壓力、長(zhǎng)距離輸送鋼管來(lái)說(shuō)，焊接工藝非常關(guān)鍵。從生產(chǎn)工藝上來(lái)分，焊接鋼管主要分為電阻焊(Electric Resistance Welding，ERV)管、螺旋埋弧焊(Spirally Submerged Arc Welding，SSAW)管和直縫雙面埋弧焊(Longitudinally Submerged Arc Welding，LSAW)管。雖然ERW發(fā)展很快，但仍然屬于中小直徑的焊管，例如日本的Φ610mm、Φ660mm ERW生產(chǎn)線，我國(guó)2006年在大慶建成的Φ660 mm ERW生產(chǎn)線。目前大直徑焊管仍然要由SSAW和LSAW工藝生產(chǎn)，但是螺旋縫埋弧焊管在工藝上存在一定缺陷。
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