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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。
直缝埋弧焊管以其性能优、尺寸精度高等特点,适用于自然条件恶劣的三、四类地区。目前,国产直缝焊管的焊缝余高普遍偏高,对钢管生产、使用造成不利影响。因此,研究如何降低焊缝余高,对控制焊缝质量,降低生产成本、焊管后期使用中的隐患等具有一定的现实意义。
焊缝余高控制不当,造成的不利影响具体表现为以下几个方面:①焊缝余高过高会加大焊接材料的消耗,增加人工修磨成本。焊接时,焊接材料用于填充坡口及形成焊缝余高,壁厚越薄,则坡口尺寸越小,焊缝余高所占填充金属的比例就越大。对壁厚10 mm以下的钢管,余高所占焊缝金属填充材料的比例在70%以上,降低焊缝余高可大幅度节约焊接材料,节约人工修磨成本;②焊缝余高过高会增加防腐成本,降低防腐质量。过高的焊缝余高使防腐层在焊缝顶部明显减薄,不仅大幅度增加了防腐涂料的消耗量,并且降低了焊缝附近防腐层的附着性,管线服役中易产生剥离;③焊缝余高过高会增加钢管的质量隐患。焊趾是钢管应力、应变集中及组织弱化区,焊缝余高过大,增大了焊趾处的应力集中系数,易诱发径向裂纹等缺陷。由于无损检测条件的限制,当焊趾处几何形状不规则时,容易使浅表层的扩径裂纹被漏检,对钢管的后期使用带来隐患。
焊缝余高控制不当,造成的不利影响具体表现为以下几个方面:①焊缝余高过高会加大焊接材料的消耗,增加人工修磨成本。焊接时,焊接材料用于填充坡口及形成焊缝余高,壁厚越薄,则坡口尺寸越小,焊缝余高所占填充金属的比例就越大。对壁厚10 mm以下的钢管,余高所占焊缝金属填充材料的比例在70%以上,降低焊缝余高可大幅度节约焊接材料,节约人工修磨成本;②焊缝余高过高会增加防腐成本,降低防腐质量。过高的焊缝余高使防腐层在焊缝顶部明显减薄,不仅大幅度增加了防腐涂料的消耗量,并且降低了焊缝附近防腐层的附着性,管线服役中易产生剥离;③焊缝余高过高会增加钢管的质量隐患。焊趾是钢管应力、应变集中及组织弱化区,焊缝余高过大,增大了焊趾处的应力集中系数,易诱发径向裂纹等缺陷。由于无损检测条件的限制,当焊趾处几何形状不规则时,容易使浅表层的扩径裂纹被漏检,对钢管的后期使用带来隐患。
直缝焊管的成型工艺分类与成型质量控制
直缝电焊钢管以带钢为原料,通过一组成型机架连续成型为管状,然后用电阻加热或感应加热使带钢边缘部位处于熔融状态,在压力的作用下将接缝焊合而得到钢管。它能生产的产品 为Dmax<660.4mm,Smax<16mm,D/S>100。连续辊式成型是将管坯在具有一定轧辊孔型的多机架轧机上进行连续塑性弯曲而成管筒状,是一种应用广泛、优质的中、小口径电焊管成型方法。
(1)轧辊对带钢成型中纵向的拉伸作用小,使边部拉伸处于小状态。
(2)立辊组可以用来成型各种规格的管材而不必换辊,共用性好。
(3)立辊组均为被动辊,摩擦消耗小,故成型所需功率小。