直縫鋼管

埋弧焊直縫鋼管在行業(yè)中的應(yīng)用是有目共睹的，它的廣泛應(yīng)用必定是因為它本身所具備的獨特的優(yōu)點。但是作為一個成功的商家我們應(yīng)該充分全面的了解一下這個產(chǎn)品，要合理分析一下熱軋鋼管的優(yōu)缺點。

熱軋20#直縫鋼管缺點:

【1】不均勻冷卻造成的殘余應(yīng)力.殘余應(yīng)力是在沒有外力作用下內(nèi)部自相平衡的應(yīng)力,各種截面的熱軋型鋼都有這類殘余應(yīng)力,一般型鋼截面尺寸越大,殘余應(yīng)力也越大.殘余應(yīng)力雖然是自相平衡的,但對鋼構(gòu)件在外力作用下的性能還是有一定影響.如對變形,穩(wěn)定性,抗疲勞等方面都可能產(chǎn)生不利的作用;

【2】經(jīng)過焊接之后,直縫鋼管內(nèi)部的非金屬夾雜物被壓成薄片,出現(xiàn)分層現(xiàn)象.分層使20#直縫鋼管沿厚度方向受拉的性能大大惡化,并且有可能在焊縫收縮時出現(xiàn)層間撕裂.焊縫收縮誘發(fā)的局部應(yīng)變時常達到屈服點應(yīng)變的數(shù)倍,比荷載引起的應(yīng)變大得多.

埋弧焊直縫鋼管優(yōu)點:可以破壞鋼錠的鑄造組織,細化鋼材的晶粒,并消除顯微組織的缺陷,從而使鋼材組織密實,力學性能得到改善.這種改善主要體現(xiàn)在沿軋制方向上,從而使20#直縫鋼管在一定程度上不再是各向同性體;澆注時形成的氣泡,裂紋和疏松,也可在高溫和壓力作用下被焊合。

直縫鋼管的高頻焊接過程是在高頻焊管機組中完成的。高頻焊管機組通常由滾壓成型、高頻焊接、擠壓、冷卻、定徑、飛鋸切斷等部件組成，機組的前端配有儲料活套，機組的后端配有鋼管翻轉(zhuǎn)機架;電氣部分主要有高頻發(fā)生器、直流勵磁發(fā)電機和儀表自動控制裝置等組成?，F(xiàn)以165高頻焊管機組為例，其主要技術(shù)參數(shù)如下: 3.1 焊管成品

圓管外徑: φ111~165mm

方管: 50×50~125×125mm

矩形管: 90×50~160×60~180×80mm

成品管壁厚:2~6mm

3.2 成型速度: 20~70米/分鐘

3.3 高頻感應(yīng)器:

熱功率: 600KW

輸出頻率: 200~250KHz

電源: 三相380V 50Hz

冷卻: 水冷

激勵電壓: 750~1500V

高頻激勵電路(又稱高頻振蕩電路)，是由安裝在高頻發(fā)生器內(nèi)的大型電子管和振蕩槽路組成，它是利用電子管的放大作用，在電子管接通燈絲和陽極時，把陽極輸出信號正反饋到柵極，形成自激振蕩回路。激勵頻率的大小取決于振蕩槽路的電氣參數(shù)(電壓、電流、電容和電感)。

5.1 焊縫間隙的控制

將帶鋼送入焊管機組，經(jīng)多道軋輥滾壓，帶鋼逐漸卷起，形成有開口間隙的圓形管坯，調(diào)整擠壓輥的壓下量，使焊縫間隙控制在1~3mm，并使焊口兩端齊平。如間隙過大，則造成鄰近效應(yīng)減少，渦流熱量不足，焊縫晶間接合不良而產(chǎn)生未熔合或開裂。如間隙過小則造成鄰近效應(yīng)增大，焊接熱量過大，造成焊縫燒損;或者焊縫經(jīng)擠壓、滾壓后形成深坑，影響焊縫表面質(zhì)量。

5.2 焊接溫度控制

焊接溫度主要受高頻渦流熱功率的影響，根據(jù)公式(2)可知，高頻渦流熱功率主要受電流頻率的影響，渦流熱功率與電流激勵頻率的平方成正比;而電流激勵頻率又受激勵電壓、電流和電容、電感的影響。激勵頻率公式為:

f=1/[2π(CL)1/2]...(1)

式中:f-激勵頻率(Hz);C-激勵回路中的電容(F)，電容=電量/電壓;L-激勵回路中的電感，電感=磁通量/電流

上式可知，激勵頻率與激勵回路中的電容、電感平方根成反比、或者與電壓、電流的平方根成正比，只要改變回路中的電容、電感或電壓、電流即可改變激勵頻率的大小，從而達到控制焊接溫度的目的。對于低碳鋼，焊接溫度控制在1250~1460℃，可滿足管壁厚3~5mm焊透要求。另外，焊接溫度亦可通過調(diào)節(jié)焊接速度來實現(xiàn)。

當輸入熱量不足時，被加熱的焊縫邊緣達不到焊接溫度，金屬組織仍然保持固態(tài)，形成未熔合或未焊透;當輸入熱時不足時，被加熱的焊縫邊緣超過焊接溫度，產(chǎn)生過燒或熔滴，使焊縫形成熔洞。

5.3 擠壓力的控制

管坯的兩個邊緣加熱到焊接溫度后，在擠壓輥的擠壓下，形成共同的金屬晶?；ハ酀B透、結(jié)晶，最終形成牢固的焊縫。若擠壓力過小，形成共同晶體的數(shù)量就小，焊縫金屬強度下降，受力后會產(chǎn)生開裂;如果擠壓力過大，將會使熔融狀態(tài)的金屬被擠出焊縫，不但降低了焊縫強度，而且會產(chǎn)生大量的內(nèi)外毛刺，甚至造成焊接搭縫等缺陷。

5.4 高頻感應(yīng)圈位置的調(diào)控

高頻感應(yīng)圈應(yīng)盡量接近擠壓輥位置。若感應(yīng)圈距擠壓輥較遠時，有效加熱時間較長，熱影響區(qū)較寬，焊縫強度下降;反之，焊縫邊緣加熱不足，擠壓后成型不良。

5.5 阻抗器是一個或一組焊管專用磁棒，阻抗器的截面積通常應(yīng)不小于鋼管內(nèi)徑截面積的70%，其作用是使感應(yīng)圈、管坯焊縫邊緣與磁棒形成一個電磁感應(yīng)回路，產(chǎn)生鄰近效應(yīng)，渦流熱量集中在管坯焊縫邊緣附近，使管坯邊緣加熱到焊接溫度。阻抗器用一根鋼絲拖動在管坯內(nèi)，其中心位置應(yīng)相對固定在接近擠壓輥中心位置。開機時，由于管坯快速運動，阻抗器受管坯內(nèi)壁的磨擦而損耗較大，需要經(jīng)常更換。

5.6 焊縫經(jīng)焊接和擠壓后會產(chǎn)生焊疤，需要清除。清除方法是在機架上固定刀具，靠焊管的快速運動，將焊疤刮平。焊管內(nèi)部的毛刺一般不清除。

5.7 工藝舉例

現(xiàn)以焊制φ32×2mm直縫焊管為例，簡述其工藝參數(shù):

帶鋼規(guī)格:2×98mm 帶寬按中徑展開加少量成型余量

鋼材材質(zhì):Q235A

輸入 勵磁電壓:150V 勵磁電流:1.5A 頻率:50Hz

輸出 直流電壓:11.5kV 直流電流:4A 頻率:120000Hz

焊接速度:50米/分鐘

參數(shù)調(diào)節(jié):根據(jù)焊接線能量的變化及時調(diào)節(jié)輸出電壓和焊接速度。參數(shù)固定后一般不用調(diào)整。

根據(jù)GB/T3091《低壓流體輸送用焊接鋼管》標準的規(guī)定，焊管的公稱直徑為6~150mm，公稱壁厚為2.0~6.0mm，焊管的長度通常為4~10米，可按定尺或倍尺長度出廠。鋼管表面質(zhì)量應(yīng)光滑，不允許有折疊、裂縫、分層、搭焊等缺陷存在。鋼管表面允許有不超過壁厚負偏差的劃道、刮傷、焊縫錯位、燒傷和結(jié)疤等輕微缺陷存在。允許焊縫處壁厚增厚和內(nèi)縫焊筋存在。

直縫鋼管英文(Straightsteel pipe)，一般焊管:一般焊管用來輸送低壓流體。用Q195、Q215A、Q235A鋼、Q235B普碳制造 。也可采 用易于焊接0317標準型號6012及鋼母755軟鋼共同制造。鋼管要進行水壓、彎曲、壓扁等實驗，對表面質(zhì)量有一定要求，通常交貨長度為4-10m，常要求定尺(或倍尺)交貨。焊管的規(guī)格用公稱口徑表示(毫米或英寸)公稱口徑與實際不同，焊管按規(guī)定壁厚有普通鋼管和加厚鋼管兩種，鋼管按管端形式又分帶螺紋和不帶螺紋兩種。

埋弧焊直縫鋼管采用的焊接工藝為埋弧焊技術(shù)，采用填充物焊接，顆粒保護焊劑埋弧。生產(chǎn)的口徑可以達到1500mm,LSAW是埋弧焊直縫鋼管的英文簡稱，埋弧焊直縫鋼管的生產(chǎn)工藝有JCOE成型技術(shù)、卷制成型埋弧焊技術(shù)。當口徑較大時可能用兩塊鋼板進行卷制，這樣會形成雙焊縫的現(xiàn)象?？梢詧?zhí)行的標準GB/T3091-2008低壓流體鋼管生產(chǎn)標準，GB/T9711.1-2 -1997石油天然氣鋼管生產(chǎn)使用標準，還可以執(zhí)行美國API 5L 管線鋼管執(zhí)行標準。生產(chǎn)材質(zhì):Q195A-Q345E;245R;Q345QA-D;L245-L485;X42-X70。承壓參數(shù)主要有2ST/T ，S為屈服強度，T為壁厚。埋弧焊已經(jīng)發(fā)展成為，有雙絲埋弧焊，還有多絲埋弧焊，效率更進一步提高。

對于ω(Als≤0.01%直縫焊管，使用兩種脫氧劑對VD處理后鋼中總氧量影響較小，都能將ω(T.O控制在20×10-6以下;Si-Al-Ba脫氧后在各工序中都可得到較低的總氧含量，各工序脫氧效果強于Si-Ca脫氧效果。

直縫焊管使用Si-Ca和Si-Al-Ba兩種不同脫氧劑時，冶煉過程中夾雜物的數(shù)量、尺寸都有較大區(qū)別，Si-Al-Ba脫氧后各工序的夾雜數(shù)量要少于Si-Ca脫氧后，且尺寸較小。

直縫焊管使用Si-Ca和Si-Al-Ba兩種不同脫氧劑時，在澆鑄過程中鋼液都發(fā)生明顯的二次氧化，但Si-Al-Ba脫氧鋼液二次氧化更為嚴重。

鍛材中夾雜物組成和鋁類夾雜物含量相差較大，使用Si-Al-Ba脫氧時鍛材中夾雜物以塊狀和鏈狀氧化鋁為主，直縫焊管使用Si-Ca脫氧時鍛材中夾雜物主要為條狀硅錳鋁酸鹽復合夾雜物;Si-Ca合金脫氧鍛材中鋁類夾雜物的含量要少于Si-Al-Ba合金脫氧。

直縫焊接鋼管是通過高頻焊接機組將一定的規(guī)格的長條形鋼帶卷成圓管狀并將直縫焊接而成鋼管。鋼管的形狀可以是圓形的，也可以是方形或異形的，它取決于焊后的定徑軋制。焊接鋼管的材料主要是:低碳鋼及σs≤300N/mm2、σs≤500N/mm2的低合金鋼或其他鋼材。直縫鋼管高頻焊接的生產(chǎn)工藝流程如下:

高頻焊接是根據(jù)電磁感應(yīng)原理和交流電荷在導體中的趨膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)和渦流熱效應(yīng)，使焊縫邊緣的鋼材局部加熱到熔融狀態(tài)，經(jīng)滾輪的擠壓，使對接焊縫實現(xiàn)晶間接合，從而達到焊縫焊接之目的。高頻焊是一種感應(yīng)焊(或壓力接觸焊)，它無需焊縫填充料，無焊接飛濺，焊接熱影響區(qū)窄，焊接成型美觀，焊接機械性能良好等優(yōu)點，因此在鋼管的生產(chǎn)中受到廣泛的應(yīng)用。

鋼管的高頻焊接正是利用交流電的趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，鋼材(帶鋼)經(jīng)滾壓成型后，形成一個截面斷開的圓形管坯，在管坯內(nèi)靠近感應(yīng)線圈中心附近旋轉(zhuǎn)一個或一組阻抗器(磁棒)，阻抗器與管坯開口處形成一個電磁感應(yīng)回路，在趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的作用下，管坯開口處邊緣產(chǎn)生強大而集中的熱效應(yīng)，使焊縫邊緣迅速加熱到焊接所需溫度經(jīng)壓輥擠壓后，熔融狀態(tài)的金屬實現(xiàn)晶間接合，冷卻后形成一條牢固的對接焊縫。

直縫鋼管主要應(yīng)用于自來水工程、石化工業(yè)、化學工業(yè)、電力工業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉、城市建設(shè)。作液體輸送用:給水、排水。作氣體輸送用:煤氣、蒸氣、液化石油氣。作結(jié)構(gòu)用:作打樁管、作橋梁;碼頭、道路、建筑結(jié)構(gòu)用管等。

直縫鋼管變彎管是怎樣的生產(chǎn)工藝

什么是彎管:

彎管就是采用成套彎曲模具進行彎曲的,無論是哪一種機器設(shè)備，大部分都用到彎管，主要用以輸油、輸氣、輸液等，在飛機及其發(fā)動機上更占有相當重要的地位。

彎管可以彎曲各種型材截面

幾乎所有截面的鋁、鋼、不銹鋼、銅等金屬型材、管材(螺旋管，直縫鋼管，無縫管)都可以彎曲。

彎管彎曲質(zhì)量好，經(jīng)過噴涂、電鍍、拋光、拉絲等的材料可以直接彎曲，不會損傷材料表面。

變徑彎管的材料:

有鑄鐵、不銹鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、碳鋼、有色金屬及塑料等。

與管子連接:直接焊接(最常用的方法)法蘭焊結(jié)、熱溶連結(jié)、螺紋聯(lián)結(jié)、承插式聯(lián)結(jié)等

按照生產(chǎn)工藝分為:焊接彎頭、沖壓彎頭、鑄造彎頭等

彎管是管道安裝當中常用的一種連接管件，用于管道拐彎處的連接。

其他名稱:90度彎、直角彎

用途;用于兩根公稱通徑相同或者不同的管子，使管路作一定角度轉(zhuǎn)彎。

彎管的分類:

1、以材質(zhì)劃分碳鋼，鑄鋼，合金鋼，不銹鋼，銅，鋁合金，塑料，氬硌瀝，PPC等。2、以制作方法劃分可分為推制、壓制、鍛制、鑄造等。

3、以制造標準劃分可分為國標、電標、水標、美標、德標、日標、俄標等。

4、按它的曲率真半徑可分:可分為長半徑彎頭和短半徑彎頭。長半徑彎頭指它的曲率半徑等于1.5倍的管子的外徑，即R=1.5D。短半徑彎頭指它的曲率真半徑等于管子外徑，即R=1.0D(D為彎頭直么工，R為曲率真半徑)。

5、若按壓力等級來分:大約有十七種，和美國的管子標準是相同的，有:Sch5、Sch10s、Sch10、STD、Sch60、Sch80s、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160、XXS,其中最常用STD、XXS

尺寸 1分 2分 3分 4分 6分 1寸 1.2寸

厚度(mm) 2 2.25 2.25 2.75 2.75 3.25 3.25

直縫鋼管按生產(chǎn)工藝可分為高頻直縫鋼管和埋弧焊直縫鋼管。埋弧焊直縫鋼管按其不同的成型方式又分為UOE、RBE、JCOE鋼管等。下面介紹最常見的高頻直縫鋼管和埋弧焊直縫鋼管的成型工藝。

1. 板探:用來制造大口徑埋弧焊直縫鋼管的鋼板進入生產(chǎn)線后，首先進行全板超聲波檢驗;

2. 銑邊:通過銑邊機對鋼板兩邊緣進行雙面銑削，使之達到要求的板寬、板邊平行度和坡口形狀;

3. 預(yù)彎邊:利用預(yù)彎機進行板邊預(yù)彎，使板邊具有符合要求的曲率;

4. 成型:在JCO成型機上首先將預(yù)彎后的鋼板的一半經(jīng)過多次步進沖壓，壓成"J"形，再將鋼板的另一半同樣彎曲，壓成"C"形，最后形成開口的"O"形

5. 預(yù)焊:使成型后的直縫焊鋼管合縫并采用氣體保護焊(MAG)進行連續(xù)焊接;

6. 內(nèi)焊:采用縱列多絲埋弧焊(最多可為四絲)在直縫鋼管內(nèi)側(cè)進行焊接;

7. 外焊:采用縱列多絲埋弧焊在直縫埋弧焊鋼管外側(cè)進行焊接;

8. 超聲波檢驗Ⅰ:對直縫焊鋼管內(nèi)外焊縫及焊縫兩側(cè)母材進行100%的檢查;

9. X射線檢查Ⅰ:對內(nèi)外焊縫進行100%的X射線工業(yè)電視檢查，采用圖象處理系統(tǒng)以保證探傷的靈敏度;

10. 擴徑:對埋弧焊直縫鋼管全長進行擴徑以提高鋼管的尺寸精度，并改善鋼管內(nèi)應(yīng)力的分布狀態(tài);

11. 水壓試驗:在水壓試驗機上對擴徑后的鋼管進行逐根檢驗以保證鋼管達到標準要求的試驗壓力，該機具有自動記錄和儲存功能;

12. 倒棱:將檢驗合格后的鋼管進行管端加工，達到要求的管端坡口尺寸;

13. 超聲波檢驗Ⅱ:再次逐根進行超聲波檢驗以檢查直縫焊鋼管在擴徑、水壓后可能產(chǎn)生的缺陷;

14. X射線檢查Ⅱ:對擴徑和水壓試驗后的鋼管進行X射線工業(yè)電視檢查和管端焊縫拍片;

15. 管端磁粉檢驗:進行此項檢查以發(fā)現(xiàn)管端缺陷;

16. 防腐和涂層:合格后的鋼管根據(jù)用戶要求進行防腐和涂層。

焊接鋼管應(yīng)做機械性能試驗和壓扁試驗以及擴口試驗，并要達到標準規(guī)定的要求。鋼管應(yīng)能承受一定的內(nèi)壓力，必要時進行2.5Mpa壓力試驗，保持一分鐘無滲漏。允許用渦流探傷的方法代替水壓試驗。渦流探傷按GB7735《鋼管渦流探傷檢驗方法》標準執(zhí)行。渦流探傷方法是將探頭固定在機架上，探傷與焊縫保持3~5mm距離，靠鋼管的快速運動對焊縫進行全面的掃查，探傷信號經(jīng)渦流探傷儀的自動處理和自動分選，達到探傷的目的。

探傷后的焊管用飛鋸按規(guī)定長度切斷，經(jīng)翻轉(zhuǎn)架下線。鋼管兩端應(yīng)平頭倒角，打印標記，成品管用六角形捆扎包裝后出廠。

加工方法

直縫鋼管的主要加工方法有:

鍛造鋼材:利用鍛錘的往復沖擊力或壓力機的壓力使坯料改變成我們所需的形狀和尺寸的一種壓力加工方法。

擠壓:是鋼材將金屬放在密閉的擠壓簡內(nèi)，一端施加壓力，使金屬從規(guī)定的?？字袛D出而得到有同形狀和尺寸的成品的加工方法，多用于生產(chǎn)有色金屬材鋼材。

軋制:將鋼材金屬坯料通過一對旋轉(zhuǎn)軋輥的間隙(各種形狀)，因受軋輥的壓縮使材料截面減小，長度增加的壓力加工方法。

拉撥鋼材:是將已經(jīng)軋制的金屬坯料(型、管、制品等)通過模孔拉撥成截面減小長度增加的加工方法大多用

作冷加工。