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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。
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。
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UOE法是生产大直径直缝焊管的主要方法。是以热轧厚钢板为原料,经过刨边、开坡口和预弯边等预处理工序后,依次进入U成型压力机和0成型压力机压制成管筒,经焊接后,对焊接管坯进行扩径的一种工艺。至今世界上已有这种成型焊管机组40多套。UOE制管法的O成型压力机吨位由20世纪50年代的18000t(180MN)发展到现在的60000t(600 MN)。随着压力机吨位的提高,UOE焊管也向大直径、大壁厚和高强度方向发展。我国有数家企业已建成UOE生产线,研制出具有国际先进水平的大直径高钢级的管线用钢管,满足国内管线建设的需要。但是UOE成型设备造价大,设备较多,维护量大。且在圆周方向用1%以下的压缩量制管时,边缘部分容易残留有直线段,得不到良好的管形。
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