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無縫化鋼管依據(jù)成型方式不同分為無縫鋼管、焊接鋼管和熱擴管等幾類。無縫鋼管執(zhí)行標準為《低中壓輸送流體用無縫鋼管》(GB/T8163-1999),是指利用柱狀鋼坯加熱,模具穿孔方式生產(chǎn)的熱軋鋼管和利用冷拔機組將原管拉伸方式生產(chǎn)的冷拔鋼管。該類鋼管特點為管徑大、直度好、壁厚大、產(chǎn)量低、耗能大、成本高、長度10米左右且非定尺,另外一個重要特征是所有鋼管均有偏壁現(xiàn)象,即壁厚不均勻,偏差較大。焊接鋼管目前根據(jù)焊縫形式不同分為直縫焊接鋼管、螺旋焊接鋼管兩種,直縫焊接鋼管就焊接工藝不同又分為直縫電阻焊鋼管(ERW)和直縫埋弧焊鋼管(LSAW),執(zhí)行標準為《低壓流體輸送用焊接鋼管》(GB/T3091-2001),焊接鋼管均是利用軋輥等模具將帶鋼延圓形漸開線逐步卷為圓形,再通過埋弧、電阻等不同焊接方式焊接成型生產(chǎn)的鋼管。該成型方式的特點是產(chǎn)品產(chǎn)量高、成本低、耗能小、長度可以達16米且可以定尺、直徑及壁厚可良好控制,缺點主要是目前國內(nèi)鋼管生產(chǎn)設備技術落后,導致焊縫部分強度不足,壁厚一般國內(nèi)無法做厚。
它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的能力。計算公式為:式中:Fb--試樣拉斷時所承受的力,N(牛頓);So--試樣原始橫截面積,mm2。屈服點(σs)具有屈服現(xiàn)象的金屬材料,試樣在拉伸過程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長時的應力,稱屈服點。若力發(fā)生下降時,則應區(qū)分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm2(MPa)。上屈服點(σsu):試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的應力;下屈服點(σsl):當不計初始瞬時效應時,屈服階段中的小應力。 屈服點的計算公式為:式中:Fs--試樣拉伸過程中屈服力(恒定),N(牛頓)So--試樣原始橫截面積,mm2。斷后伸長率(σ)在拉伸試驗中,試樣拉斷后其標距所增加的長度與原標距長度的百分比,稱為伸長率。以σ表示,單位為%。計算公式為:式中:L1--試樣拉斷后的標距長度,mm;L0--試樣原始標距長度,mm。斷面收縮率(ψ)在拉伸試驗中,試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比,稱為斷面收縮率。
力學分析只是其中一個重要方面,但不是全部。無縫化鋼管無縫化鋼管設備方面要適應我國天然氣工業(yè)的發(fā)展,技術改造應當作為重點,例如預精焊、擴徑等,同時,由于國內(nèi)競爭已大大飽和,不宜再建新的生產(chǎn)線。無縫鋼管關于焊管“無縫化”工藝的解讀西方工業(yè)發(fā)達的產(chǎn)鋼大國焊管取代無縫管的個階段之所以是70年代,同焊管“無縫化”技術的成熟有關系。焊管能在質(zhì)量上優(yōu)于無縫管,主要是70年代冶金技術的發(fā)展使熱軋板卷可以作為焊管的質(zhì)優(yōu)、價廉、充足的原料,電子計算機技術的發(fā)展使焊管工藝可以全線連續(xù)自動,在線熱處理技術的發(fā)展使焊管在焊接后中頻退火處理、自動無損檢測技術的發(fā)展可以對焊縫和母材進行質(zhì)量檢查,保證,從而使客戶放心使用而無后顧之優(yōu)。 焊管的核心技術是“無縫化”,對此,即便學術界專業(yè)人士仍然心存疑慮。焊管“無縫化”的含義焊管和無縫管相比,的區(qū)別是焊管有一道焊縫。由于有了焊縫,使外形凸出高于母材很多,明顯地看出了“縫”;同時,內(nèi)部物理性質(zhì)上也產(chǎn)生了變化。如果能夠在這兩個方面—外在與內(nèi)在,都能使焊縫與母材相同、相近或者相等母材性能,等同于無縫,這就是“無縫化”的含義?!盁o縫化”的兩個方面無縫化鋼管無縫化鋼管知識解釋如上所述,焊管無縫化包含兩個方面的內(nèi)涵,幾何無縫化,使焊縫余高盡可能小;物理無縫化,使焊縫(包括周圍熱影響區(qū))的物理性能趨于與母材一致焊管的幾何無縫化光滑地掉焊縫處因擠壓焊接后所形成的外毛刺和內(nèi)毛刺,使焊管在幾何外形上幾乎看不到焊縫。
其中過熱區(qū)組織由于焊接的溫度在1100℃以上,奧氏體晶粒急劇長大,冷卻后晶粒粗大,在一定的化學成分和冷速條件下還會形成硬而脆的晶相。此外,由于溫度梯度的存在也會產(chǎn)生焊接應力。其綜合結果,焊縫區(qū)的綜合機械性能比母材低。焊管物理無縫化就是通過焊縫熱處理,達到應力、均化和細化組織、提高焊接熱影響區(qū)綜合機械性能的目的,而其根本目的是應力。焊管物理無縫化處理主要有兩種方法:焊縫局部處理法和整體加熱處理法。由于主要是焊縫熱影響區(qū)有硬化現(xiàn)象、機械性能低下,所以我們首先應考慮對焊縫熱影響區(qū)進行局部處理。 焊縫局部?;幚淼姆椒ㄊ遣捎弥蓄l感應加熱裝置將焊縫熱影響區(qū)加熱至約927。9℃,然后空冷至538℃以下,隨后水冷。對于直徑較小的鋼管,采用管坯整體加熱方式處理,然后空冷或在帶有可控氣氛的冷卻室中冷卻。以上講的是高頻直縫焊管的無縫化技術。至于大口徑直縫埋弧焊管其用途上要是作為輸送管,在無縫化方面的要求就有所區(qū)別,在焊縫上由焊接工藝控制余高,再用擴徑方法(機械擴徑或水壓擴徑)來應力。無縫化鋼管無縫化鋼管知識解釋油專用管、管線管、標準管、機械管、結構管、承壓管和不銹鋼管等7個方面的各占比例的對照,說明焊管用量在比例上大大超過了無縫管,在前面已談到美國高壓鍋爐管都用上了焊管,其焊管發(fā)展水平之高就可想而知了。
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