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大口径厚壁方矩管供应商管子在承受内压时
双击自动滚屏 发布者:www.1688wfg.com 发布时间:2020-11-09 阅读:47次 【字体:

大口径厚壁方矩管供应商管子在承受内压时

 

 

管子在承受内压时,通常在管壁上产生两种主要应力,即径向应力δY和轴向应力δX。焊缝处合成应力δ=δY(l/4sin2α+cos2α)1/2,其中,α为螺旋焊管焊缝的螺旋角。
  螺旋焊管焊缝的螺旋角一般为50-75度,因此螺旋焊缝处合成应力是直缝焊管主应力的60-85%。在相同工作压力下,同一管径的螺旋焊管比直缝焊管壁厚可减小。
  根据以上特点可知:
  A螺旋焊管发生爆破时,由于焊缝所受正应力与合成应力比较小,爆破口一般不会起源于螺旋焊缝处,其安全性比直缝焊管高。
  B.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。
  C.由于径向应力是存在于钢管上的最大应力,所以焊缝处于垂直应力这一方向时承受最大载荷。即直缝承受的载荷最大,环向焊缝承受的载荷最小,螺旋缝介于二者之间。
  ·静压爆破强度
  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爆破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爆破压力,螺旋焊管均低于直缝焊管。爆破试验还显示出螺旋焊管爆破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,爆破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。
  ·韧性和疲劳强度
  管道发展的趋势是大口径、高强度。随着钢管直径的加大、所用钢级的提高,产生韧性断裂尖稳扩展的趋势越大。根据美国有关研究机构的试验表明,螺旋焊管与直缝焊管虽然同为一个级别,但螺旋焊管具有较高的冲击韧性。
  输送管线由于输量的变化,在实际操作过程中,钢管是承受随机交变载荷的作用。了解钢管的低循环疲劳强度,对判断管线的使用寿命具有重要的意义。
  按测定结果,螺旋焊管的疲劳强度与无缝管和电阻焊管相同,试验的数据与无缝管和电阻管分布在同一区内,而比一般的埋弧直缝焊管要高。
  ·现场可焊性
  现场的可焊性主要是由钢管的材质和端口配合尺寸公差决定的。
  考虑到钢管安装施工的要求,钢管加工生产的连续性的和外形几何尺寸的一致性尤为重要。
  螺旋焊管的生产是基本上在同一工况条件下稳定的连续流程:而直缝焊管制作工序是分段的,包括整板/压头/预卷/点焊/焊接/精整/组对等多道工序过程。这是螺旋焊管生产区别于直缝焊管生产的重要特征。
  稳定的生产工况非常便于焊接质量的控制和几何尺寸的保证。由于螺旋焊管管型规整、焊缝均匀分布,相对于直缝焊管,螺旋钢管有非常好的管口椭圆度和端面垂直度,保证了现场钢管焊接组对时的组对精度。
  ·对输送介质流动特性的影响
  输送管线中的压降和管子的长度、流体粘滞系数、流体速度、流体阻力系数都成正比,而和管子的内径成反比。而流体阻力系数既与雷诺数有关,又与管子内壁表面的粗糙度有关。经测定,管子内壁表面的粗糙度所起的影响要比局部隆起的面积(如螺旋形的焊缝或纵长的焊缝、甚至包括内环形焊缝)所起的影响大十倍。
  ·生产与管理
  螺旋焊缝钢管的生产能体现出优质高效的优势。一台螺旋焊管机组的生产量相当于5-8台直缝焊管设备,如何使多台卷管设备生产线都能够达到同一制作标准,即按统一的生产工艺规范和质量保证体系生产以满足焊接质量要求与管道制造等级将是一项繁重的工作。
  多头生产势比增加工程管理与质量监督的工程量。多台直缝卷管机组及相应的焊接设备,其操作人员的操作技能、质量意识、分布的点和控制程序的差异将带来生产管理、计划进度、检查验收、交付协调等方面的诸多困难,极易造成管理与协调上的忙乱和生产厂家与施工单位的质量推诿。
  ·质量保证
  按照螺旋焊管生产标准的规定,螺旋焊缝钢管的主要检验/控制项目包括:
  外形尺寸:钢管外径、壁厚、椭圆度、弯曲度、管端垂直度、
  长度外观质量:焊缝余高、错边、钢管表面、分层、夹杂、焊缝缺陷判定
  化学成分
  焊接接头拉伸试验
  静水压试验
  酸蚀检验
  无损检验
  而直缝焊管没有相应的生产标准。
  一般螺旋焊管机组均采用在线连续检验方式来保证焊缝的的焊接质量,这是螺旋焊管生产区别于直缝焊管生产的另一重要特征。连续检验有利于焊接缺陷的监控、焊接质量的稳定、焊接等级的保证。
  由于生产工艺的限制,直缝焊管极难实现连续不间断检验。这将使焊接隐患与质量问题的出现机率增加,甚至影响将来管线运行的整体工作可靠性。
  ·生产资质
  螺旋焊管生产厂家应持有国家颁发的工业产品生产许可证。许可证制度要求螺旋焊管的生产厂家首先应通过国家认定的权威检定机构的审查考核,具备相应的生产手段、检验设备,质量保证体系运行良好有效,产品应符合国家标准的等级和质量规范的要求,经国家工业产品生产许可证办公室确认后发证。所以螺旋焊管生产厂家均有较为完善的质量保证体系和质量控制的运作程序。
  而直缝焊管生产厂家没有工业产品生产许可证的要求。
  ·价格分析
  由于热轧卷板的材质技术性能和生产技术工艺要求较高,故一方面国内符合标准的生产厂家比钢板生产厂家要少,另一方面其生产工艺和品质等级决定其市场价位亦高于热轧钢板。这是螺旋焊管的市场售价高于直缝焊管的主要原因。对于钢管销售价格的组成,材料价格是主导甚至是决定性因素。
认真考察螺旋焊管与直缝焊管的价格差异,螺旋焊管的价位略高于直缝焊管是由于生产主材的价格差异所致。然而钢管制作仅只是项目工程的一部份,若考虑到工程整体质量、项目综合造价等因素,螺旋焊管仍具有整体优势。
螺旋焊管
焊缝相对管体轴线成螺旋分布的管材。主要用作输送管道、管桩和一些结构用管等。产品规格:外径300~3660mm,壁厚3.2~25.4mm.
螺旋焊管生产的特点是:(1)可用同一宽度的带材生产多种外径的管材;(2)管材的平直度好,尺寸较精确,内外螺旋焊缝增加了管体刚性,所以焊后无需定径、矫直工序;(3)易于实现机械化、自动化和连续化生产;(4)与相近规模的其他装备比,外形尺寸小,占地和投资少,建设快;(5)与同尺寸的直缝焊管比,管材单位长度上的焊缝较长,因而生产力较低。
螺旋焊管的生产工艺流程
螺旋焊管的原料有带材和板材,厚度在19mm以上用板材。用带材时为保证前后板卷首尾对焊时连续供料,可用活套装置,也可用飞焊小车对焊连接,如图所示,飞焊小车上可将从开卷到对焊的整个备料操作在其沿轨道移动过程中完成。当前卷带钢的尾部被对焊机的后夹紧器咬住时,小车则以与成形一预焊机的同步速度拉向前进,对焊结束后,松开后夹紧器,小车自行回到原位。用板材时需先在作业线外将单张钢板对焊成板条,然后送上作业流程线用飞焊小车对焊连接。对焊皆用自动埋弧焊,在相当于管体内表面进行,未焊透的地方于成形、预焊后,再在管体外表面补焊,然后才对螺旋焊缝进行内、外焊。板带进入成形机前,必须根据管径、壁厚和成形角将板边预弯一定曲率,使得成形后边部与中部的变形曲率一致,防止出现焊缝区突起的“竹节”缺陷。预弯后进入螺旋成形器成形(见螺旋成形)、预焊。为提高生产力,多采用一条成形一预焊线与多条内外本焊线相配合。这样既能提高焊缝质量,又能大幅度增加产量。预焊一般采用焊接速度较快的保护气体电弧焊或高频电阻焊,全长焊接,本焊采用多极自动埋弧焊。


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