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無(wú)縫化鋼管依據(jù)成型方式不同分為無(wú)縫鋼管、焊接鋼管和熱擴(kuò)管等幾類(lèi)。無(wú)縫鋼管執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為《低中壓輸送流體用無(wú)縫鋼管》(GB/T8163-1999),是指利用柱狀鋼坯加熱,模具穿孔方式生產(chǎn)的熱軋鋼管和利用冷拔機(jī)組將原管拉伸方式生產(chǎn)的冷拔鋼管。該類(lèi)鋼管特點(diǎn)為管徑大、直度好、壁厚大、產(chǎn)量低、耗能大、成本高、長(zhǎng)度10米左右且非定尺,另外一個(gè)重要特征是所有鋼管均有偏壁現(xiàn)象,即壁厚不均勻,偏差較大。焊接鋼管目前根據(jù)焊縫形式不同分為直縫焊接鋼管、螺旋焊接鋼管兩種,直縫焊接鋼管就焊接工藝不同又分為直縫電阻焊鋼管(ERW)和直縫埋弧焊鋼管(LSAW),執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為《低壓流體輸送用焊接鋼管》(GB/T3091-2001),焊接鋼管均是利用軋輥等模具將帶鋼延圓形漸開(kāi)線逐步卷為圓形,再通過(guò)埋弧、電阻等不同焊接方式焊接成型生產(chǎn)的鋼管。該成型方式的特點(diǎn)是產(chǎn)品產(chǎn)量高、成本低、耗能小、長(zhǎng)度可以達(dá)16米且可以定尺、直徑及壁厚可良好控制,缺點(diǎn)主要是目前國(guó)內(nèi)鋼管生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)落后,導(dǎo)致焊縫部分強(qiáng)度不足,壁厚一般國(guó)內(nèi)無(wú)法做厚。
碳鋼管通常采用退火處理,而不銹鋼則采用固溶處理。幾何無(wú)縫化—內(nèi)外毛刺技術(shù)通常一個(gè)完整的內(nèi)毛刺系統(tǒng)由刀具、支持系統(tǒng)和調(diào)控系統(tǒng)三個(gè)部份組成,其技術(shù)關(guān)鍵在于刀具的形狀和壽命。內(nèi)毛刺的余高一般控制在0.2mm以?xún)?nèi),甚至0.1mm以?xún)?nèi)。外毛刺技術(shù)較為簡(jiǎn)單,于管體外裝外毛刺刮刀即可。物理無(wú)縫化—焊縫退火處理在高頻焊接過(guò)程中,由于趨膚效應(yīng)、臨近效應(yīng)和熱傳導(dǎo)的綜合作用,造成了管坯邊緣附近的溫度分布梯度,形成了熔化區(qū)、部分熔化區(qū)、過(guò)熱組織區(qū)、正火區(qū)、不完全正火區(qū)、回火區(qū)等特征區(qū)域。 其中過(guò)熱區(qū)組織由于焊接的溫度在1100℃以上,奧氏體晶粒急劇長(zhǎng)大,冷卻后晶粒粗大,在一定的化學(xué)成分和冷速條件下還會(huì)形成硬而脆的晶相。此外,由于溫度梯度的存在也會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力。其綜合結(jié)果,焊縫區(qū)的綜合機(jī)械性能比母材低。焊管物理無(wú)縫化就是通過(guò)焊縫熱處理,達(dá)到應(yīng)力、均化和細(xì)化組織、提高焊接熱影響區(qū)綜合機(jī)械性能的目的,而其根本目的是應(yīng)力。直縫電阻焊鋼管與流體輸送用無(wú)縫鋼管相比具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)優(yōu)勢(shì),例如焊管壁厚較薄,尺寸精度較高,等等。
焊管“無(wú)縫化”的含義焊管和無(wú)縫管相比,的區(qū)別是焊管有一道焊縫。由于有了焊縫,使外形凸出高于母材很多,明顯地看出了“縫”;同時(shí),內(nèi)部物理性質(zhì)上也產(chǎn)生了變化。如果能夠在這兩個(gè)方面—外在與內(nèi)在,都能使焊縫與母材相同、相近或者相等母材性能,等同于無(wú)縫,這就是“無(wú)縫化”的含義?!盁o(wú)縫化”的兩個(gè)方面如上所述,焊管無(wú)縫化包含兩個(gè)方面的內(nèi)涵,幾何無(wú)縫化,使焊縫余高盡可能小;物理無(wú)縫化,使焊縫(包括周?chē)鸁嵊绊憛^(qū))的物理性能趨于與母材一致。 焊管的幾何無(wú)縫化光滑地掉焊縫處因擠壓焊接后所形成的外毛刺和內(nèi)毛刺,使焊管在幾何外形上幾乎看不到焊縫。我國(guó)和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中內(nèi)毛刺的殘留高度大致上規(guī)定了兩檔精度:檔(O.127mm;第二檔0.254mm)。焊管的物理無(wú)縫化幾何無(wú)縫化處理后的焊管雖然外表上已幾乎看不到焊縫,但焊縫內(nèi)部的金相組織與母材仍有較大區(qū)別,焊縫區(qū)的機(jī)械性能較低。為此,需要經(jīng)過(guò)熱處理細(xì)化焊縫區(qū)的晶粒、去除焊接應(yīng)力,實(shí)現(xiàn)與母體金相組織、機(jī)械性能的一致化,這個(gè)過(guò)程我們稱(chēng)之為焊管的物理無(wú)縫化。
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