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(jī)組軋制工藝具有一系列的優(yōu)點(diǎn),具有獲得生產(chǎn)**管線鋼的冶金工藝能力。例如,在輸架上裝有水冷卻系統(tǒng)以加速冷卻,這就允許使用低合金成分來(lái)達(dá)到**的強(qiáng)度等級(jí)和低溫韌性,從而改進(jìn)鋼材的可焊性。但這一系統(tǒng)在鋼板生產(chǎn)廠基本沒(méi)有。卷板的合金含量(碳當(dāng)量)往往**相似等級(jí)的鋼板,這也提高了螺旋焊管的可焊性。*需要說(shuō)明的是,由于螺旋焊管的卷板軋制方向不是垂直鋼管軸線方向(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方向,因而,螺旋焊管材料的抗裂性能優(yōu)于直縫鋼管。
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(jī)率也大大提高,而且丁字焊縫處的焊接殘余應(yīng)力較大,焊縫金屬往往處于三向應(yīng)力狀態(tài),增加了產(chǎn)生裂紋的可能性。而且,根據(jù)埋弧焊的工藝規(guī)定,每條焊縫均應(yīng)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(dá)到該條件,由此在熄弧處可能有較多的焊接缺陷。
強(qiáng)度特點(diǎn)
管子在承受內(nèi)壓時(shí),通常在管壁上產(chǎn)生兩種主要應(yīng)力,即徑向應(yīng)力δY和軸向應(yīng)力δX。焊縫處合成應(yīng)力δ=δY(l/4sin2α+cos2α)1/2,其中,α為螺旋焊管焊縫的螺旋角。
南昌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(yīng)力是直縫焊管主應(yīng)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(jù)以上特點(diǎn)可知:
A螺旋焊管發(fā)生時(shí),由于焊縫所受正應(yīng)力與合成應(yīng)力比較小口一般不會(huì)起源于螺旋焊縫處,其**性比直縫焊管高。
B.當(dāng)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(kuò)展的危險(xiǎn)性不如直焊縫大。
C.由于徑向應(yīng)力是存在于鋼管上的較大應(yīng)力,所以焊縫處于垂直應(yīng)力這一方向時(shí)承受較大載荷。即直縫承受的載荷較大,環(huán)向焊縫承受的載荷較小,螺旋縫介于二者之間。
1、螺旋管特點(diǎn):
直縫焊管生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低,發(fā)展較快。螺旋焊管的強(qiáng)度一般比直縫焊管高,能用較窄的坯料生產(chǎn)管徑較大的焊管,還可以用同樣寬度的坯料生產(chǎn)管徑不同的焊管。
但是與相同長(zhǎng)度的直縫管相比,焊縫長(zhǎng)度增加30~100%,而且生產(chǎn)速度較低。因此,較小口徑的焊管大都采用直縫焊,大口徑焊管則大多采用螺旋焊。
螺旋管及其標(biāo)準(zhǔn)分類:
承壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管(SY5036-83)主要用于輸送石油、天然氣的管線;承壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管(SY5038-83),用高頻搭接焊法焊接的,用于承壓流體輸送的螺旋縫高頻焊鋼管。鋼管承壓能力強(qiáng),塑性好,便于焊接和加工成型;一般低壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管(SY5037-83),采用雙面自動(dòng)埋弧焊或單面焊法制成的用于水、煤氣、空氣和蒸汽等一般低壓流體輸送用埋弧焊鋼管。
現(xiàn)在螺旋管的常用標(biāo)準(zhǔn)一般分為:SY/T5037-2000(部標(biāo)、也叫 普通流體輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管)、GB/T9711.1-1997(國(guó)標(biāo)、也叫石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件一部分:A級(jí)鋼管(到目前要求嚴(yán)格的有GB/T9711.2 B級(jí)鋼管))、API-5L(美國(guó)石油協(xié)會(huì)、也叫管線鋼管;其中分為PSL1和PSL2兩個(gè)級(jí)別)、SY/T5040-92(樁用螺旋縫埋弧焊鋼管)
3、螺旋管材質(zhì):Q235A,Q23b,0Cr13、1Cr17、00Cr19Ni11、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Nb.Q345 L245 L290 X42 X46 X70 X80 X95
工字鋼主要分為普通工字鋼、輕型工字鋼和寬翼緣工字鋼。按翼緣與腹板高度 比又分為寬幅、中幅、窄幅寬翼緣工字鋼者生產(chǎn)的規(guī)格為10—60號(hào),即相應(yīng)的高度為10 csh;60 cm。
在相同高度下,輕型工字鋼翼緣窄、腹板薄、重 量輕。寬翼緣工字鋼又稱H型鋼,斷面特點(diǎn)是兩腿平行,且腿內(nèi)側(cè)沒(méi)有斜度。
它屬于經(jīng)濟(jì)斷面型鋼,是在四輥軋機(jī)上軋制的,所以又稱&ldquo工字鋼”。普通工字鋼、輕型工字鋼已經(jīng)形成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
二、孔型設(shè)計(jì)
工字鋼的規(guī)格是用腰寬的厘米值來(lái)表示的,如10號(hào)工字鋼,其腰寬為10cm。工字鋼的種類有熱軋普通工字鋼、輕型工字鋼和寬平行腿工字鋼(H型鋼)。
我國(guó)熱軋普通工字鋼的腰寬為100~630mm,腿內(nèi)側(cè)壁斜度為1:6。軋制工字鋼的孔型系統(tǒng)有直軋孔型系統(tǒng)、斜軋孔型系統(tǒng)和混合孔型系統(tǒng)。此外,工字鋼還可以采用特殊軋法。
(1)直軋孔型系統(tǒng)。
直軋孔型系統(tǒng)是指工字鋼孔型的兩個(gè)開(kāi)口腿同時(shí)處于軋輥軸線的同一側(cè),腰與軋輥軸線平行的孔型系統(tǒng)。
其優(yōu)點(diǎn)是軋輥軸向力小,軸向竄動(dòng)小,不需工作斜面,孔型占用輥身長(zhǎng)度小,在輥身長(zhǎng)度一定的條件下可多配孔型。
(2)斜軋孔型系統(tǒng)。
這種孔型系統(tǒng)是指工字鋼孔型的兩個(gè)開(kāi)口腿不同時(shí)處于腰部的同一側(cè),腰與水平軸線有一夾角。
(3)混合孔型系統(tǒng)。
根據(jù)軋機(jī)和產(chǎn)品的特點(diǎn),為充分發(fā)揮各自系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),克服缺點(diǎn),往往采用混合孔型系統(tǒng),即兩種以上系統(tǒng)的組合。
如成品孔和成品前孔采用直腿斜軋孔型系統(tǒng),其他孔型采用彎腿斜軋系統(tǒng);或者粗軋孔采用直軋系統(tǒng)后3~4個(gè)精軋孔采用直腿斜扎孔等。
(4)特殊軋法。
由于某種原因采用通常的軋制方法難以軋出要求的工字鋼時(shí),可采用特殊軋法,充分利用不均勻變形和孔型設(shè)計(jì)的技巧。
例如,當(dāng)鋼坯斷面較窄而要求軋制較寬的工字鋼時(shí),可采用波浪式軋法;又如當(dāng)坯料較寬而要求軋制較小號(hào)工字鋼時(shí),可采用負(fù)寬展軋制等。