螺旋焊管主要用途和直缝焊管的区别.docx

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螺旋焊管主要用途和直缝焊管的区别

螺旋焊管主要用途与直缝焊管的区别

螺旋焊管主要用途:

广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设。

主要产地:

螺旋管的生产厂家在我国主要分布在华北与东北,华北地区如首钢、唐钢、宣钢、承钢等,东北地区如西林、北台、抚钢等,这两个地区约占螺纹钢总产量50％以上。

螺旋焊管广泛应用于天然气、石油、化工、电力、热力、给排水、蒸汽供热、水电站用压力钢管、火力发电、水源等长距离输送管线及打桩、疏浚、桥梁、钢结构等工程领域。

质量好坏螺旋焊管的横筋细而低,经常出现充不满的现象,原因就是厂家为达到大的负公差,成品前几道的压下量偏大,铁型偏小,孔型充不满。

随着国民经济的发展与人民生活水平的提高,螺旋焊管已经成为国内给管道系统发展的新趋势、公司一贯信奉"质量第一,客户至上,以诚会友,科技兴企"。

河北天元钢管制造有限公司的理念就是"合作、创新、求进、发展"。

我本公司创办以来,一直注重对产品的质量及对高难度产品的加工管理、同时对外承接各种高难度加工生产焊管业务。

实现用户最完美的价值,就是我们的奋斗目标。

螺旋焊管与直缝焊管的区别

材料的冶金性能

直缝埋弧焊管就是用钢板生产的,而螺旋焊管就是用热轧卷板生产的。

热轧带钢机组轧制工艺具有一系列的优点,具有获得生产优质管线钢的冶金工艺能力。

例如,在输出台架上装有水冷却系统以加速冷却,这就允许使用低合金成分来达到特殊的强度等级与低温韧性,从而改进钢材的可焊性。

但这一系统在钢板生产厂基本没有。

卷板的合金含量（碳当量）往往低于相似等级的钢板,这也提高了螺旋焊管的可焊性。

更需要说明的就是,由于螺旋焊管的卷板轧制方向不就是垂直钢管轴线方向（其夹解取决于钢管的螺旋角）,而直缝钢管的钢板轧制方向垂直于钢管轴线方向,因而,螺旋焊管材料的抗裂性能优于直缝钢管。

·焊接工艺

从焊接工艺而言,螺旋焊管与直缝钢管的焊接方法一致,但直缝焊管不可避免地会有很多的丁字焊缝,因此存在焊接缺陷的机率也大大提高,而且丁字焊缝处的焊接残余应力较大,焊缝金属往往处于三向应力状态,增加了产生裂纹的可能性。

而且,根据埋弧焊的工艺规定,每条焊缝均应有引弧处与熄弧处,但每根直缝焊管在焊接环缝时,无法达到该条件,由此在熄弧处可能有较多的焊接缺陷。

·强度特点

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与轴向应力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就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、由于径向应力就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与理论值基本吻合,偏差接近。

但无论就是屈服压力还就是爆破压力,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,这就是螺旋焊缝对裂口的扩展起了有力的约束作用所致。

·韧性与疲劳强度

管道发展的趋势就是大口径、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,钢管就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与电阻焊管相同,试验的数据与无缝管与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

现场的可焊性主要就是由钢管的材质与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与外形几何尺寸的一致性尤为重要。

螺旋焊管的生产就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就是分段的,包括整板/压头/预卷/点焊/焊接/精整/组对等多道工序过程。

这就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与几何尺寸的保证。

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与端面垂直度,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

输送管线中的压降与管子的长度、流体粘滞系数、流体速度、流体阻力系数都成正比,而与管子的内径成反比。

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与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就是一项繁重的工作。

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、分布的点与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与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,这就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与质量规范的要求,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与质量控制的运作程序。

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与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与品质等级决定其市场价位亦高于热轧钢板。

这就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,材料价格就是主导甚至就是决定性因素。

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就是由于生产主材的价格差异所致。

然而钢管制作仅只就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。

材料的冶金性能

直缝埋弧焊管就是用钢板生产的,而螺旋焊管就是用热轧卷板生产的。

热轧带钢机组轧制工艺具有一系列的优点,具有获得生产优质管线钢的冶金工艺能力。

例如,在输出台架上装有水冷却系统以加速冷却,这就允许使用低合金成分来达到特殊的强度等级与低温韧性,从而改进钢材的可焊性。

但这一系统在钢板生产厂基本没有。

卷板的合金含量（碳当量）往往低于相似等级的钢板,这也提高了螺旋焊管的可焊性。

更需要说明的就是,由于螺旋焊管的卷板轧制方向不就是垂直钢管轴线方向（其夹解取决于钢管的螺旋角）,而直缝钢管的钢板轧制方向垂直于钢管轴线方向,因而,螺旋焊管材料的抗裂性能优于直缝钢管。

·焊接工艺

从焊接工艺而言,螺旋焊管与直缝钢管的焊接方法一致,但直缝焊管不可避免地会有很多的丁字焊缝,因此存在焊接缺陷的机率也大大提高,而且丁字焊缝处的焊接残余应力较大,焊缝金属往往处于三向应力状态,增加了产生裂纹的可能性。

而且,根据埋弧焊的工艺规定,每条焊缝均应有引弧处与熄弧处,但每根直缝焊管在焊接环缝时,无法达到该条件,由此在熄弧处可能有较多的焊接缺陷。

·强度特点

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与轴向应力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就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、由于径向应力就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与理论值基本吻合,偏差接近。

但无论就是屈服压力还就是爆破压力,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,这就是螺旋焊缝对裂口的扩展起了有力的约束作用所致。

·韧性与疲劳强度

管道发展的趋势就是大口径、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,钢管就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与电阻焊管相同,试验的数据与无缝管与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

现场的可焊性主要就是由钢管的材质与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与外形几何尺寸的一致性尤为重要。

螺旋焊管的生产就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就是分段的,包括整板/压头/预卷/点焊/焊接/精整/组对等多道工序过程。

这就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与几何尺寸的保证。

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与端面垂直度,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

输送管线中的压降与管子的长度、流体粘滞系数、流体速度、流体阻力系数都成正比,而与管子的内径成反比。

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与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就是一项繁重的工作。

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、分布的点与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与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,这就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与质量规范的要求,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与质量控制的运作程序。

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与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与品质等级决定其市场价位亦高于热轧钢板。

这就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,材料价格就是主导甚至就是决定性因素。

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就是由于生产主材的价格差异所致。

然而钢管制作仅只就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。