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直缝焊管生产工艺相对简单,主要生产工艺有高频焊直缝钢管和埋弧焊直缝钢管,直缝管生产效率高,成本低,发展较快。 螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高,主要生产工艺是埋弧焊,螺旋钢管能用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管,还可以用较窄的坯料生产管径较大的焊管。但是与相同长度的直缝管相比,焊缝长度增加30~,而且生产速度较低。因此,较小口径的焊管大都采用直缝焊,大口径焊管则大多采用螺旋焊。 在业内生产较大口径直缝钢管时会使用丁字焊技术,即将一段段短的直缝钢管再进行对接,接成符合工程需要的长度,丁字焊直缝钢管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。
直缝埋弧焊管、螺旋焊管和高频直缝焊管的应用范围和技术特点
螺旋埋弧焊管:螺旋焊管(SSAW)首先应用于我国石油天然气管线,这是因为我国在上个世纪50~70年代尚缺乏热轧宽带钢,因此螺旋钢管就发挥了它可以应用窄带钢的优势,其优点主要有4点:①钢管直径与带钢宽度不再受“π”的比例约束;②螺旋线在理论上可以在输气时对止裂性能有帮助;③直径 可以达到2500mm以上,适用于输水管线;④成型设备比较简单,基建投资较少。螺旋焊管应用受到局限性主要有4点:①存在较复杂的残余能力,以及分布和量值大小变化较大;②从基于应变的设计理念来看,螺旋焊管抗大变型能力要弱一些;③受到壁厚的限制,一般壁厚S≤18mm;④受到钢级的限制,一般高强度钢级X90~X120的开发仅限于直缝埋弧焊管。因此,对螺旋焊管的使用,应当扬长避短,输送天然气时它适用于一类地区和部分二类地区。
螺旋埋弧焊管:螺旋焊管(SSAW)首先应用于我国石油天然气管线,这是因为我国在上个世纪50~70年代尚缺乏热轧宽带钢,因此螺旋钢管就发挥了它可以应用窄带钢的优势,其优点主要有4点:①钢管直径与带钢宽度不再受“π”的比例约束;②螺旋线在理论上可以在输气时对止裂性能有帮助;③直径 可以达到2500mm以上,适用于输水管线;④成型设备比较简单,基建投资较少。螺旋焊管应用受到局限性主要有4点:①存在较复杂的残余能力,以及分布和量值大小变化较大;②从基于应变的设计理念来看,螺旋焊管抗大变型能力要弱一些;③受到壁厚的限制,一般壁厚S≤18mm;④受到钢级的限制,一般高强度钢级X90~X120的开发仅限于直缝埋弧焊管。因此,对螺旋焊管的使用,应当扬长避短,输送天然气时它适用于一类地区和部分二类地区。
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对大直径、高输送压力、长距离输送钢管来说,焊接工艺非常关键。从生产工艺上来分,焊接钢管主要分为电阻焊(Electric Resistance Welding,ERV)管、螺旋埋弧焊(Spirally Submerged Arc Welding,SSAW)管和直缝双面埋弧焊(Longitudinally Submerged Arc Welding,LSAW)管。虽然ERW发展很快,但仍然属于中小直径的焊管,例如日本的Φ610mm、Φ660mm ERW生产线,我国2006年在大庆建成的Φ660 mm ERW生产线。目前大直径焊管仍然要由SSAW和LSAW工艺生产,但是螺旋缝埋弧焊管在工艺上存在一定缺陷。