螺旋縫埋弧焊管與直縫焊管技術(shù)特性簡(jiǎn)單的比較

一、材料的冶金性能

直縫埋弧焊管是用鋼板生產(chǎn)的，而螺旋焊管是用熱軋卷板生產(chǎn)的。熱軋帶鋼機組軋制工藝具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，具有獲得生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)管線(xiàn)鋼的冶金工藝能力。例如，在輸出臺架上裝有水冷卻系統以加速冷卻，這就允許使用低合金成分來(lái)達到特殊的強度等級和低溫韌性，從而改進(jìn)鋼材的可焊性。但這一系統在鋼板生產(chǎn)廠(chǎng)基本沒(méi)有。卷板的合金含量(碳當量)往往低于相似等級的鋼板，這也提高了螺旋焊管的可焊性。

更需要說(shuō)明的是，由于螺旋縫埋弧焊管的卷板軋制方向不是垂直鋼管軸線(xiàn)方向(其夾解取決于鋼管的螺旋角)，而直縫鋼管的鋼板軋制方向垂直于鋼管軸線(xiàn)方向，因而，螺旋焊管材料的抗裂性能優(yōu)于直縫鋼管。

二、焊接工藝

從焊接工藝而言，螺旋焊管與直縫鋼管的焊接方法一致，但直縫焊管不可避免地會(huì )有很多的丁字焊縫，因此存在焊接缺陷的機率也大大提高，而且丁字焊縫處的焊接殘余應力較大，焊縫金屬往往處于三向應力狀態(tài)，增加了產(chǎn)生裂紋的可能性。

而且，根據埋弧焊的工藝規定，每條焊縫均應有引弧處和熄弧處，但每根直縫焊管在焊接環(huán)縫時(shí)，無(wú)法達到該條件，由此在熄弧處可能有較多的焊接缺陷三、韌性和疲勞強度

管道發(fā)展的趨勢是大口徑、高強度。隨著(zhù)鋼管直徑的加大、所用鋼級的提高，產(chǎn)生韌性斷裂尖穩擴展的趨勢越大。根據美國有關(guān)研究機構的試驗表明，螺旋焊管與直縫焊管雖然同為一個(gè)級別，但螺旋焊管具有較高的沖擊韌性。

輸送管線(xiàn)由于輸量的變化，在實(shí)際操作過(guò)程中，鋼管是承受隨機交變載荷的作用。了解鋼管的低循環(huán)疲勞強度，對判斷管線(xiàn)的使用壽命具有重要的意義。

按測定結果，螺旋焊管的疲勞強度與無(wú)縫管和電阻焊管相同，試驗的數據與無(wú)縫管和電阻管分布在同一區內，而比一般的埋弧直縫焊管要高。

四.靜壓爆破強度

經(jīng)有關(guān)對比試驗，驗證了螺旋焊管與直縫焊管的屈服壓力與爆破壓力實(shí)測值和理論值基本吻合，偏差接近。但無(wú)論是屈服壓力還是爆破壓力，螺旋焊管均低于直縫焊管。爆破試驗還顯示出螺旋焊管爆破口的環(huán)向變形率明顯大于直縫焊管。由此證實(shí)，螺旋焊管的塑性變形能力優(yōu)于直縫焊管，爆破口一般只局限于一個(gè)螺距內，這是螺旋焊縫對裂口的擴展起了有力的約束作用所致。

五、強度特點(diǎn)

管子在承受內壓時(shí)，通常在管壁上產(chǎn)生兩種主要應力，即徑向應力δY和軸向應力δX。焊縫處合成應力δ=δY(l/4sin2α+cos2α)1/2，其中，α為螺旋焊管焊縫的螺旋角。

螺旋焊管焊縫的螺旋角一般為50-75度，因此螺旋焊縫處合成應力是直縫焊管主應力的60-85%。在相同工作壓力下，同一管徑的螺旋焊管比直縫焊管壁厚可減小。

根據以上特點(diǎn)可知：

●螺旋焊管發(fā)生爆破時(shí)，由于焊縫所受正應力與合成應力比較小，爆破口一般不會(huì )起源于螺旋焊縫處，其安全性比直縫焊管高。

●當螺旋焊縫附近存在與之相平行的缺陷時(shí)，由于螺旋焊縫受力較小，故其擴展的危險性不如直焊縫大。

●由于徑向應力是存在于鋼管上的最大應力，所以焊縫處于垂直應力這一方向時(shí)承受最大載荷。即直縫承受的載荷最大，環(huán)向焊縫承受的載荷最小，螺旋縫介于二者之間。

六、現場(chǎng)可焊

現場(chǎng)的可焊性主要是由鋼管的材質(zhì)和端口配合尺寸公差決定的。

考慮到鋼管安裝施工的要求，鋼管加工生產(chǎn)的連續性的和外形幾何尺寸的一致性尤為重要。

螺旋焊管的生產(chǎn)是基本上在同一工況條件下穩定的連續流程：而直縫焊管制作工序是分段的，包括整板/壓頭/預卷/點(diǎn)焊/焊接/精整/組對等多道工序過(guò)程。這是螺旋焊管生產(chǎn)區別于直縫焊管生產(chǎn)的重要特征。

穩定的生產(chǎn)工況非常便于焊接質(zhì)量的控制和幾何尺寸的保證。由于螺旋焊管管型規整、焊縫均勻分布，相對于直縫焊管，螺旋鋼管有非常好的管口橢圓度和端面垂直度，保證了現場(chǎng)鋼管焊接組對時(shí)的組對精度。

七、對輸送介質(zhì)流動(dòng)特性的影響

輸送管線(xiàn)中的壓降和管子的長(cháng)度、流體粘滯系數、流體速度、流體阻力系數都成正比，而和管子的內徑成反比。而流體阻力系數既與雷諾數有關(guān)，又與管子內壁表面的粗糙度有關(guān)。經(jīng)測定，管子內壁表面的粗糙度所起的影響要比局部隆起的面積(如螺旋形的焊縫或縱長(cháng)的焊縫、甚至包括內環(huán)形焊縫)所起的影響大十倍。