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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。
埋弧焊直缝钢管机械扩径的工作原理
埋弧焊直缝钢管扩径有机械扩径和水压扩径两种方式。
机械扩径设备投资小,占地面积少,更换模具方便,维修简单,尤其是可进行非标直径钢管的扩径,被管线管标准确定为 的冷扩径方法。
扩径头是机械扩径机的关键部件。扩径头是由多个扇形块组成的芯棒安装在楔形体上,而楔形体固定在液压缸的活塞杆上。当液压缸活塞和楔形体向右移动时,由于构成芯棒表面的扇形块向外扩展,使芯棒圆周增大。楔形体的力借助斜块通过扇形块作用在钢管上,从而使与芯棒接触的一段钢管得到扩径。当活塞和楔形体向左移动时,钢管与芯棒脱离开,以便再次送进,进行下一段钢管的扩径。机械式扩径首先是将直焊缝对准扩径头模具上的槽,然后将钢管分步送入扩径头,分段(步段长度一般为0.6~1.0m)扩径,直至完成全管体的扩径。
埋弧焊直缝钢管扩径有机械扩径和水压扩径两种方式。
机械扩径设备投资小,占地面积少,更换模具方便,维修简单,尤其是可进行非标直径钢管的扩径,被管线管标准确定为 的冷扩径方法。
扩径头是机械扩径机的关键部件。扩径头是由多个扇形块组成的芯棒安装在楔形体上,而楔形体固定在液压缸的活塞杆上。当液压缸活塞和楔形体向右移动时,由于构成芯棒表面的扇形块向外扩展,使芯棒圆周增大。楔形体的力借助斜块通过扇形块作用在钢管上,从而使与芯棒接触的一段钢管得到扩径。当活塞和楔形体向左移动时,钢管与芯棒脱离开,以便再次送进,进行下一段钢管的扩径。机械式扩径首先是将直焊缝对准扩径头模具上的槽,然后将钢管分步送入扩径头,分段(步段长度一般为0.6~1.0m)扩径,直至完成全管体的扩径。
螺旋焊管发生 时,由于焊缝所受正应力与合成应力比较小, 口一般不会起源于螺旋焊缝处,其性比直缝焊管高。
当螺旋焊缝附近存在与之相平行的缺陷时,由于螺旋焊缝受力较小,故其扩展的危险性不如直焊缝大。
由于径向应力是存在于钢管上的 应力,所以焊缝处于垂直应力这一方向时承受 载荷。即直缝承受的载荷 ,环向焊缝承受的载荷小,螺旋缝介于二者之间。
静压 强度
经有关对比试验,验证了螺旋焊管与直缝焊管的屈服压力与 压力实测值和理论值基本吻合,偏差接近。但无论是屈服压力还是 压力,螺旋焊管均低于直缝焊管。 试验还显示出螺旋焊管 口的环向变形率明显大于直缝焊管。由此证实,螺旋焊管的塑性变形能力优于直缝焊管, 口一般只局限于一个螺距内,这是螺旋焊缝对裂口的扩展起了有力的约束作用所致。
当螺旋焊缝附近存在与之相平行的缺陷时,由于螺旋焊缝受力较小,故其扩展的危险性不如直焊缝大。
由于径向应力是存在于钢管上的 应力,所以焊缝处于垂直应力这一方向时承受 载荷。即直缝承受的载荷 ,环向焊缝承受的载荷小,螺旋缝介于二者之间。
静压 强度
经有关对比试验,验证了螺旋焊管与直缝焊管的屈服压力与 压力实测值和理论值基本吻合,偏差接近。但无论是屈服压力还是 压力,螺旋焊管均低于直缝焊管。 试验还显示出螺旋焊管 口的环向变形率明显大于直缝焊管。由此证实,螺旋焊管的塑性变形能力优于直缝焊管, 口一般只局限于一个螺距内,这是螺旋焊缝对裂口的扩展起了有力的约束作用所致。
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