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螺旋焊管

點擊次數:更新時間:2018-08-14 10:08:34【打印】

  是將低碳碳素結構鋼或低合金結構鋼鋼帶按一定的螺旋線的角度(叫成型角)卷成管坯,然后將管縫焊接起來制成,它可以用較窄的帶鋼生產大直徑的鋼管。螺旋焊管主要用于石油、天然氣的輸送管線,其規格用外徑*壁厚表示。螺旋焊管有單面焊的和雙面焊的,焊管應保證水壓試驗、焊縫的抗拉強度和冷彎性能要符合規定。
螺旋焊管制作及螺旋焊管技術特性
  1、制作方案
  在成都租用土地,建立工廠,將設備搬遷至成都工廠制作。
  2、設備
  主機:英國WILSON BYAND公司制造的BYAND-2000型制管機組,該機組屬分段組裝式,總重量約130噸,可拆分為四個主要部分而進行單體運輸,適宜于在現場布置設備、現場生產、現場供應鋼管。機組總體性能參數如下:
  鋼管規格 最小Φ400×5.0mm,最大Φ3048×25.4mm
  制管長度 一般為6~30m,最長達80m
  原料板寬 最小700mm,最大2000mm
  鋼卷重量 最大40噸
  材料等級最高達API 5L×65
  內外及時對接焊機 LINCOLN DC-1500
  主驅動主減速器 DAVID BROWN RADICON
  等離式切割機 LINCOLN PRO-CUT 125
  液壓系統 VICKERS、DENISON
  電控系統 SIEMENS、ABB
  3工藝流程
  開卷——上卷——校平——對接焊——銑邊——成型——內焊——外焊——切管——破口——后續焊——水壓試驗
  4. 檢驗工藝
  原材料檢驗——校平檢驗——對接焊檢驗——成型檢驗——內焊檢驗——外焊檢驗——切管檢驗——超聲波檢驗——坡口檢驗——外形尺寸檢驗——X射線檢驗——水壓試驗——最終檢驗
  5.防腐
  ·國內內防腐材料一般采用水泥砂漿,也有的采用無毒環氧涂料(厚度0.4mm)。
  ·國內外防腐涂層電火花試驗電壓一般為3000伏,最高不超過5000伏,技術含量高的采用10千伏。
  要達到較好的防腐效果,需要注意一下兩點:
  ·嚴格打砂工作程序以保證除銹質量,并在1小時內完成內外底漆的噴涂,這是保證防腐質量的根本。
  ·在制定防腐工藝時需要特別要求玻璃絲布首先浸透環氧煤瀝青涂劑,半機械滾纏,并對玻璃絲布由人工用滾筒推平的方法操作,以保證外涂層的均勻細密。
  ·內外防腐的管子,放在露天堆場達4個月檢驗,內涂層沒有黃色麻點等不良現象,外防腐層電火花試驗仍可達10千伏的要求。
  6.螺旋焊管與直縫焊管技術特性比較
  把螺旋焊管與直縫焊管技術特性做一個簡單的比較:
  ·材料的冶金性能
  直縫埋弧焊管是用鋼板生產的,而螺旋焊管是用熱軋卷板生產的。熱軋帶鋼機組軋制工藝具有一系列的優點,具有獲得生產優質管線鋼的冶金工藝能力。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達到特殊的強度等級和低溫韌性,從而改進鋼材的可焊性。但這一系統在鋼板生產廠基本沒有。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,增加了產生裂紋的可能性。
  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縫時,無法達到該條件,由此在熄弧處可能有較多的焊接缺陷。
  ·強度特點
  管子在承受內壓時,通常在管壁上產生兩種主要應力,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。
  根據以上特點可知:
  A螺旋焊管發生爆破時,由于焊縫所受正應力與合成應力比較小,爆破口一般不會起源于螺旋焊縫處,其安全性比直縫焊管高。
  B.當螺旋焊縫附近存在與之相平行的缺陷時,由于螺旋焊縫受力較小,故其擴展的危險性不如直焊縫大。
  C.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承受最大載荷。即直縫承受的載荷最大,環向焊縫承受的載荷最小,螺旋縫介于二者之間。
  ·靜壓爆破強度
  經有關對比試驗,驗證了螺旋焊管與直縫焊管的屈服壓力與爆破壓力實測值和理論值基本吻合,偏差接近。但無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向變形率明顯大于直縫焊管。由此證實,螺旋焊管的塑性變形能力優于直縫焊管,爆破口一般只局限于一個螺距內,這是螺旋焊縫對裂口的擴展起了有力的約束作用所致。
  ·韌性和疲勞強度
  管道發展的趨勢是大口徑、高強度。隨著鋼管直徑的加大、所用鋼級的提高,產生韌性斷裂尖穩擴展的趨勢越大。根據美國有關研究機構的試驗表明,螺旋焊管與直縫焊管雖然同為一個級別,但螺旋焊管具有較高的沖擊韌性。
  輸送管線由于輸量的變化,在實際操作過程中,鋼管是承受隨機交變載荷的作用。了解鋼管的低循環疲勞強度,對判斷管線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縫管和電阻焊管相同,試驗的數據與無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。
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