螺旋鋼管、直縫鋼管、無縫鋼管的比較

直縫焊管生產(chǎn)工藝相對(duì)簡單，主要生產(chǎn)工藝有高頻焊直縫鋼管和埋弧焊直縫鋼管,直縫管生產(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，主要生產(chǎn)工藝是埋弧焊，螺旋鋼管能用同樣寬度的坯料生產(chǎn)管徑不同的焊管，還可以用較窄的坯料生產(chǎn)管徑較大的焊管。但是與相同長度的直縫管相比，焊縫長度增加30~，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。 在業(yè)內(nèi)生產(chǎn)較大口徑直縫鋼管時(shí)會(huì)使用丁字焊技術(shù)，即將一段段短的直縫鋼管再進(jìn)行對(duì)接，接成符合工程需要的長度，丁字焊直縫鋼管缺陷的機(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。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δ和軸向應(yīng)力δ。焊縫處合成應(yīng)力δ，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度，因此螺旋焊縫處合成應(yīng)力是直縫焊管主應(yīng)力的。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。

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。

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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，孔型占用輥身長度小，在輥身長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。