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影响大直径直缝埋弧焊管全长机械扩径质量的因素有很多,其中与扩径成型质量直接相关的关键因素有扩径率、轴向重叠量、扇形块的数目和边缘圆角、扇形块与钢管内壁间的摩擦与润滑、钢管的形状误差、扩胀速度以及扩径机的矫直设置等。
(1)在扩径率较小时,随着扩径率增大,钢管的圆度误差减小,但当扩径率增大到一定值以后,随着扩径率的增大,钢管横截面上的变形不均匀程度加剧,钢管的圆度误差将大幅增加,在实际生产中,扩径率 控制在0.8%~1.5%之间。
(2)轴向重叠量对钢管全长扩径的纵向变形均匀性和扩径效率具有一定的影响,零重叠量和较小的正向重叠量有利于减轻过渡段的“竹节”现象和提高扩径效率。
(3)增加扇形块的数目,提高扩胀速度,增强扇形块与钢管内壁间的摩擦与润滑,使接触区的摩擦系数减小等均有利于管壁应力趋于均匀分布。
(4)扩径对改善钢管的圆度效果明显。经过扩径后,钢管的圆度误差变得非常小。
(1)在扩径率较小时,随着扩径率增大,钢管的圆度误差减小,但当扩径率增大到一定值以后,随着扩径率的增大,钢管横截面上的变形不均匀程度加剧,钢管的圆度误差将大幅增加,在实际生产中,扩径率 控制在0.8%~1.5%之间。
(2)轴向重叠量对钢管全长扩径的纵向变形均匀性和扩径效率具有一定的影响,零重叠量和较小的正向重叠量有利于减轻过渡段的“竹节”现象和提高扩径效率。
(3)增加扇形块的数目,提高扩胀速度,增强扇形块与钢管内壁间的摩擦与润滑,使接触区的摩擦系数减小等均有利于管壁应力趋于均匀分布。
(4)扩径对改善钢管的圆度效果明显。经过扩径后,钢管的圆度误差变得非常小。
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。
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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