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螺旋缝焊管一般是以热轧钢带卷作管坯,经螺旋成型,再采用高频电阻焊法或埋弧焊接成型。该工艺能用较窄的坯料生产较大管径的焊管,还可以用同样宽度的坯料生产不同管径的焊管。焊缝长度比直缝焊管焊缝长增加30%~100%。焊管的缺陷主要体现在焊缝上,焊缝长就意味着可靠性差,并且成型与焊接同时进行,焊缝缺陷几率明显偏高,焊缝质量不易保证。螺旋缝焊管生产线普遍不具有扩径工序,无法降低成型和焊接残余应力,致使焊管内部具有较大的残余应力,其残余应力为拉应力(可达200~300 MPa)。而焊管受内压后,管壁亦产生环向拉应力,二者叠加,使焊管承压能力减弱。并且残余拉应力,特别是焊缝位置残余拉应力的存在也大大降低了焊管抗应力腐蚀的能力,在酸性油气输送管线中必须严格限制残余拉应力。螺旋缝焊管在曲面上进行焊接,焊缝形状欠佳,内焊缝的马鞍形和外焊缝的脊背形难以克服,应力集中难以避免。螺旋缝焊管焊缝热影响区大,且硬度高,韧性和抗应力腐蚀能力下降。



影响大直径直缝埋弧焊管全长机械扩径质量的因素有很多,其中与扩径成型质量直接相关的关键因素有扩径率、轴向重叠量、扇形块的数目和边缘圆角、扇形块与钢管内壁间的摩擦与润滑、钢管的形状误差、扩胀速度以及扩径机的矫直设置等。
  (1)在扩径率较小时,随着扩径率增大,钢管的圆度误差减小,但当扩径率增大到一定值以后,随着扩径率的增大,钢管横截面上的变形不均匀程度加剧,钢管的圆度误差将大幅增加,在实际生产中,扩径率 控制在0.8%~1.5%之间。
  (2)轴向重叠量对钢管全长扩径的纵向变形均匀性和扩径效率具有一定的影响,零重叠量和较小的正向重叠量有利于减轻过渡段的“竹节”现象和提高扩径效率。
  (3)增加扇形块的数目,提高扩胀速度,增强扇形块与钢管内壁间的摩擦与润滑,使接触区的摩擦系数减小等均有利于管壁应力趋于均匀分布。
  (4)扩径对改善钢管的圆度效果明显。经过扩径后,钢管的圆度误差变得非常小。




埋弧焊直缝钢管机械扩径的工作原理
  埋弧焊直缝钢管扩径有机械扩径和水压扩径两种方式。
  机械扩径设备投资小,占地面积少,更换模具方便,维修简单,尤其是可进行非标直径钢管的扩径,被管线管标准确定为 的冷扩径方法。
  扩径头是机械扩径机的关键部件。扩径头是由多个扇形块组成的芯棒安装在楔形体上,而楔形体固定在液压缸的活塞杆上。当液压缸活塞和楔形体向右移动时,由于构成芯棒表面的扇形块向外扩展,使芯棒圆周增大。楔形体的力借助斜块通过扇形块作用在钢管上,从而使与芯棒接触的一段钢管得到扩径。当活塞和楔形体向左移动时,钢管与芯棒脱离开,以便再次送进,进行下一段钢管的扩径。机械式扩径首先是将直焊缝对准扩径头模具上的槽,然后将钢管分步送入扩径头,分段(步段长度一般为0.6~1.0m)扩径,直至完成全管体的扩径。



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