高频直缝钢管在燃气工程中的应用
钢管是燃气工程中应用最多的管材。其主要优点是:强度高、韧性好、承载应力大,抗冲击性和严密性好,可塑性好,便于焊接和热加工,壁厚较薄、节省金属。但其耐腐蚀性较差,需要有妥善的防腐措施。燃气工程中使用的钢管一般由高质低碳钢(Q235)或低合金钢(16Mn)制成。
用于城市燃气管道的钢管主要有无缝钢管和焊接钢管两大类。无缝钢管的强度很高,但受生产工艺和成本的限制,一般是DN200以下的小口径钢管。焊接钢管种类较多,按焊接方式可分为直缝焊接钢管和螺旋缝焊接钢管两类。其中,直缝焊接钢管(以下简称直缝管)又包括直缝双面埋弧焊(LSAW)钢管和高频电阻焊(ERW)钢管等几种。螺旋缝焊接钢管(以下简称螺旋管)则是螺旋缝双面埋弧焊(HSAW)钢管。
降直缝管和螺旋管的制造工艺进行比较,则前者的优势在于:
①螺旋管的制造工艺决定其残余应力要大于直缝管,因直缝管采用整体扩径工艺,残余应力接近零,而螺旋管不能做到这一点;
②螺旋管焊缝错边量大多在1.1~1.2mm范围内,标准要求错边量要小于壁厚的10%,对于薄壁管,错边量很难达到标准要求,而直缝管不存在此问题;
③与直缝管相比,螺旋管焊缝流线较差,应力集中现象严重;
④螺旋管热影响区大于直缝管,而热影响区是焊管质量的关键;
⑤螺旋管几何尺寸精度差,给现场施工,如对口、焊接带来一定困难;
⑥同样管径,螺旋焊管可能达到的厚度远小于直缝管,如直缝管板厚一般为6~25mm,最厚可达45mm,而螺旋管壁厚最大只能达到18mm;
⑦直缝管焊缝比螺旋管缩短60%,焊缝缺陷出现概率低;
⑧直缝管母材为单张控轧钢板,可进行100%无损探伤,而螺旋管母材为热轧钢板卷,不能做到100%的无损探伤;
⑨直缝管采用先成型后焊接的工艺,在焊接前有条件检查成型缝的质量,焊缝的间隙、坡口、错边等可检测处理,而螺旋管采用边成型边焊接的工艺,即使在焊接进程中发现有错边、开缝等缺陷也很难随时停机处理,可见直缝管的焊接质量要优于螺旋管。
因此,直缝管的工艺质量综合性能要忧于螺旋管。目前国内直缝管的生产情况是:公称直径DN400及其以下为高频电阻焊钢管,公称直径DN400以上为直缝双面埋弧焊钢管。对于直缝双面埋弧焊钢管,按成型工艺的不同,共有UOE、JCOE、HME、RBE和PFP等五种成管方式,以前两者最为常见。由于UOE成型焊接钢管生产线的成型设备技术含量高,生产效率高,成型工艺较简单,成型好,成型后焊接应力小;且由于生产中采用水压整体扩径,可有效消除钢管内应力,提高了管材的强度和尺寸精度,所以质量优于JCOE成型焊接钢管。但是,螺旋管用卷板制管,造价比用钢板卷制的直缝钢管低廉。而且,螺旋管的焊缝在管子上形成的线条比直缝管均匀,焊缝避开了主应力方向。所以螺旋管在城市燃气输配管网中也还是有一定应用。
