直縫埋弧焊接鋼管拉伸性能中的包申格效應(yīng)

采用熱軋卷板,經(jīng)過(guò)卷板開(kāi)平和切斷、jcoe工藝制成直縫埋弧焊接鋼管,分別進(jìn)行了成分、拉伸、沖擊、硬度、dwtt等理化性能試驗(yàn),無(wú)損檢測(cè)和外觀等質(zhì)量狀況檢測(cè)和評(píng)價(jià),結(jié)果符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范dnv-os-f101(2000)和apispec5l(43版)的要求。

從生產(chǎn)檢驗(yàn)工藝人員配置、設(shè)備自動(dòng)化程度以及實(shí)物質(zhì)量狀況等方面列舉了國(guó)外某先進(jìn)制管企業(yè)直縫埋弧焊接鋼管的生產(chǎn)檢驗(yàn)現(xiàn)狀,并與國(guó)內(nèi)先進(jìn)制管企業(yè)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,我國(guó)現(xiàn)有鋼管生產(chǎn)檢驗(yàn)水平與國(guó)際先進(jìn)水平存在一定差距,主要表現(xiàn)在裝備水平、自動(dòng)化程度、實(shí)物質(zhì)量穩(wěn)定性、生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制等方面。

對(duì)國(guó)產(chǎn)x80直縫埋弧焊接鋼管(jcoe工藝)進(jìn)行了拉伸、夏比沖擊、顯微硬度和落錘撕裂等力學(xué)性能測(cè)試,結(jié)果表明,該鋼管的各項(xiàng)性能均符合apispec5l(43版)的指標(biāo)要求,說(shuō)明我國(guó)已經(jīng)具備了生產(chǎn)高強(qiáng)度高韌性x80直縫埋弧焊管的能力。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的不斷加快,鋼管作為壓力管道中的一種重要材料被廣泛應(yīng)用于社會(huì)各行各業(yè)當(dāng)中,尤其是應(yīng)用于石油和天然氣等危險(xiǎn)物質(zhì)的運(yùn)輸設(shè)備建設(shè)中。因此,文章通過(guò)對(duì)直縫鋼管的相關(guān)概念的介紹,重點(diǎn)針對(duì)其焊接技術(shù)及工藝控制進(jìn)行深入的分析。為相關(guān)技術(shù)人員提供參考與借鑒。

采用卷板制造直縫埋弧焊接鋼管,在國(guó)內(nèi)甚至世界上尚屬首次。針對(duì)卷板制造直縫埋弧焊接鋼管時(shí)面臨開(kāi)平后成板率低,鋼卷頭、中、尾性能差異,板邊沒(méi)有經(jīng)過(guò)縱剪易存在缺陷,在鋼廠無(wú)法進(jìn)行ut分層探傷以及包申格效應(yīng)變化趨勢(shì)未知等技術(shù)難題,中國(guó)海洋石油有限公司番禺/惠州項(xiàng)目部組織鋼廠和鋼管廠分別進(jìn)行了兩次試制和小批量試生產(chǎn),經(jīng)結(jié)果分析和工藝調(diào)整,順利解決了上述技術(shù)問(wèn)題。評(píng)價(jià)結(jié)果表明,由卷板制造的直縫埋弧焊接鋼管完全符合番禺/惠州天然氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目直縫埋弧焊接鋼管技術(shù)條件spc-sp-pl-2003和相關(guān)技術(shù)規(guī)范dnv-os-f101(2000)。

通過(guò)夏比沖擊試驗(yàn)和落錘撕裂試驗(yàn)(dwtt),測(cè)得國(guó)產(chǎn)x80級(jí)直縫埋弧焊接鋼管低溫韌性。結(jié)果顯示,x80級(jí)鋼管具有較好的低溫韌性,同時(shí)計(jì)算出鋼管母材橫向和縱向剪切面積為50%時(shí)低溫韌脆轉(zhuǎn)變溫度(fatt)分別為-45℃和-59℃,并且從母材成分、軋制工藝、組織等分析了x80級(jí)直縫埋弧焊接鋼管獲得低溫韌性的原因。

通過(guò)試驗(yàn)研究了x65、x70級(jí)螺旋埋弧焊鋼管不同拉伸試樣——板狀試樣和圓棒試樣的拉伸性能。試驗(yàn)表明:板狀試樣和圓棒試樣所得到的拉伸試驗(yàn)結(jié)果有一定的差異,鋼管拉伸試樣類(lèi)型對(duì)拉伸試驗(yàn)結(jié)果有一定的影響,圓棒試樣屈服強(qiáng)度高于板狀試樣,抗拉強(qiáng)度則差異不大。分析認(rèn)為,鋼管尺寸允許時(shí)建議用圓棒試樣代替板狀試樣。

采用雙面螺旋埋弧焊的國(guó)產(chǎn)焊接鋼管,其管線(xiàn)鋼在強(qiáng)度級(jí)別上已達(dá)到了api5l標(biāo)準(zhǔn)中的x70級(jí)水平。在焊接時(shí)采用h08c和h08d兩種新型焊絲并配以sj101焊劑,可使焊縫韌性大幅度提高,焊縫性能完全滿(mǎn)足現(xiàn)行管線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到國(guó)際通用技術(shù)水平。通過(guò)對(duì)國(guó)產(chǎn)x60,x70級(jí)埋弧焊鋼管的測(cè)試,表明具有良好的綜合力學(xué)性能,低溫夏比沖擊韌性及準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌性,而且具有一定的抗h2s應(yīng)力腐蝕疲勞能力,對(duì)h2s腐蝕不敏感。

對(duì)x80級(jí)鋼螺旋縫埋弧焊接鋼管材料進(jìn)行軸向拉伸預(yù)應(yīng)變量與拉伸性能關(guān)系的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:隨著預(yù)應(yīng)變量的增加(≥1.5%),管體橫向的屈服強(qiáng)度上升,而抗拉強(qiáng)度則無(wú)明顯變化。

焊接鋼管基本知識(shí) 焊接鋼管生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，品種規(guī)格多，設(shè)備資少，但一般強(qiáng)度低于無(wú)縫鋼管。 隨著優(yōu)質(zhì)帶鋼連軋生產(chǎn)的迅速發(fā)展以及焊接和檢驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，焊縫質(zhì)量不斷提高，焊接鋼 管的品種規(guī)格日益增多，并在越來(lái)越多的領(lǐng)域代替了無(wú)縫鋼管。焊接鋼管按焊縫的形式分為 直縫焊管和螺旋焊管。直縫焊管生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，成本低，發(fā)展較快。螺旋焊管 的強(qiáng)度一般比直縫焊管高，能用較窄的坯料生產(chǎn)管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的坯料 生產(chǎn)管徑不同的焊管。但是與相同長(zhǎng)度的直縫管相比，焊縫長(zhǎng)度增加30~100%，而且生產(chǎn) 速度較低。因此，較小口徑的焊管大都采用直縫焊，大口徑焊管則大多采用螺旋焊。1. 低壓流體輸送用焊接鋼管（gb/t3092-1993）也稱(chēng)一般焊管，俗稱(chēng)黑管。是用于輸送水、煤 氣、空氣、油和取暖蒸汽等一般較低壓力流體和其他用途的焊接鋼管。鋼管接壁厚分為普通 鋼管和加

焊接鋼管分類(lèi) 焊接鋼管也稱(chēng)焊管，是用鋼板或帶鋼經(jīng)過(guò)卷曲成型后焊接制成的鋼 管。焊接鋼管生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，品種規(guī)格多，設(shè)備資少， 但一般強(qiáng)度低于無(wú)縫鋼管。 分類(lèi) 焊接鋼管因其焊接工藝不同而分為爐焊管、電焊（電阻焊）管和 自動(dòng)電弧焊管。因其焊接形式的不同分為直縫焊管和螺旋焊管兩種。 因其端部形狀又分為圓形焊管和異型（方、扁等）焊管。焊管因其材 質(zhì)和用途不同而分為如下若干品種： gb/t3091-1993（低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管）。主要用于輸 送水、煤氣、空氣、油和取暖熱水或蒸汽等一般較低壓力流體和其他 用途管。其代表材質(zhì)q235a級(jí)鋼。 gb/t3092-1993（低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管）。主要用于輸 送水、煤氣、空氣、油和取暖熱水或蒸汽等一般較低壓力流體和其它 用途管。其代表材質(zhì)為：q235a級(jí)鋼。 gb/t14291-1992（礦用流體輸送焊接鋼管）。主要用于礦山

焊接鋼管的標(biāo)準(zhǔn) 焊接鋼管也稱(chēng)焊管，是用鋼板或鋼帶經(jīng)過(guò)卷曲成型后焊接制成的鋼管。焊接鋼管 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，品種規(guī)格多，設(shè)備資少，但一般強(qiáng)度低于無(wú)縫鋼管。20 世紀(jì)30年代以來(lái)，隨著優(yōu)質(zhì)帶鋼連軋生產(chǎn)的迅速發(fā)展以及焊接和檢驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，焊 縫質(zhì)量不斷提高，焊接鋼管的品種規(guī)格日益增多，并在越來(lái)越多的領(lǐng)域代替了無(wú)縫鋼 管。焊接鋼管按焊縫的形式分為直縫焊管和螺旋焊管。 直縫焊管生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，成本低，發(fā)展較快。螺旋焊管的強(qiáng)度一般 比直縫焊管高，能用較窄的坯料生產(chǎn)管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的坯料生產(chǎn) 管徑不同的焊管。但是與相同長(zhǎng)度的直縫管相比，焊縫長(zhǎng)度增加30~100%，而且生產(chǎn) 速度較低。 因此，較小口徑的焊管大都采用直縫焊，大口徑焊管則大多采用螺旋焊。 1.低壓流體輸送用焊接鋼管（gb/t3092-1993）也稱(chēng)一般焊管，俗稱(chēng)黑管。是用 于輸送水、煤氣、空氣

焊接鋼管檢查參數(shù)指標(biāo) 公稱(chēng)直徑 mm 外徑 mm 外徑允許偏差 mm普通鋼管加厚鋼管 壁厚mm允許偏差mm壁厚mm允許偏差mm 1521.3±0.50mm2.75 ＋12% －15% 3.25＋12% －15% 2026.82.753.5 2533.53.254.00 3242.33.254.00 4048.03.504.25 5060.0±1%3.50 ＋12% －15%4.50 ＋12% －15% 6575.53.754.50 8088.54.005.00 100114.04.005.00 125140.04.005.50 150165.04.505.50 注：鋼管抗拉強(qiáng)度≥295mp；應(yīng)能承受的水壓試驗(yàn)值為：普通鋼管2.5mp，

焊接鋼管按工藝區(qū)分主要有電阻焊（ｅｒｗ）、螺旋埋弧焊（ｓｓａｗ）和直縫埋弧焊 （ｌｓａｗ）三種工藝。這三種工藝生產(chǎn)的焊管，因其原料、成形工藝、口徑大小以及 質(zhì)量的不盡相同，在應(yīng)用領(lǐng)域里各有定位。但究其發(fā)展來(lái)看，φ２７３ｍｍ以上大口徑 焊管，近年來(lái)新增產(chǎn)能過(guò)于集中，已有和即將投產(chǎn)的ｊｃｏｅ（ｕｏｅ）機(jī)組８套，φ ５０８ｍｍ～φ６１０ｍｍｅｒｗ機(jī)組６套，均為引進(jìn)的當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)裝備和工藝，其 生產(chǎn)能力初步統(tǒng)計(jì)已超過(guò)６００萬(wàn)噸。對(duì)這些設(shè)備，鋼管生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的要 求及各自產(chǎn)品的特點(diǎn)，在發(fā)揮各自長(zhǎng)處方面進(jìn)行技術(shù)改造，不斷提高各自產(chǎn)品的技術(shù)含 量。 １．直縫電阻焊管（ｅｒｗ） 電阻焊管是我國(guó)最早生產(chǎn)、應(yīng)用范圍最廣、生產(chǎn)機(jī)組最多（２０００余家）、產(chǎn)量最高 （占焊管總產(chǎn)能的８０％左右）的鋼管品種，產(chǎn)品規(guī)格為φ２０ｍｍ一φ６１０ｍｍ， 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。其中φ２０ｍ

技術(shù)交底記錄 2010年11月24日 工程名稱(chēng)昆陽(yáng)安置點(diǎn)分部工程建筑電氣工程 分項(xiàng)工程名稱(chēng)消防電氣焊接鋼管安裝埋設(shè) 交底內(nèi)容： 1、配管作業(yè)要選擇安全可靠的地方，用手持彎管器操作時(shí)，人員面部要錯(cuò)開(kāi)所 彎管子的受力面，以免彎管器滑脫傷人。彎管時(shí)，不能用力過(guò)猛，操作時(shí)應(yīng)注意受 力點(diǎn)，尤其用手持彎管器時(shí)應(yīng)逐步移動(dòng)受力點(diǎn)，使管子彎成符合要求的圓弧和角度。 同時(shí)應(yīng)注意管的焊縫應(yīng)處于彎曲方向的左右側(cè)。焊接管彎曲處，不應(yīng)有折皺、凹陷 和裂縫，且彎扁程度不應(yīng)大于管外徑的10％，彎曲半徑不應(yīng)小于管外徑的6倍。 2、暗配管采用套管連接，套管長(zhǎng)度為連接管外徑的1.5~3倍，連接管的對(duì)口處應(yīng) 在套管的中心焊口，為防止漏漿堵塞，應(yīng)焊接牢固、嚴(yán)密，套管與連接管的管徑應(yīng) 匹配。切斷管口宜用鋼鋸、型材切割機(jī)、鋸床等，不宜用割管刀，不得用電弧、氣 割切斷管口。切斷時(shí)斷面應(yīng)與中心線(xiàn)垂直。管口在斷料后

一、操作工藝流程 1、清潔 焊件在組裝前，應(yīng)將焊口表面及內(nèi)外壁的油、漆、垢、銹等采用噴砂處理清除干凈，直至發(fā) 出金屬光澤，并檢查有無(wú)裂紋，夾渣等缺陷，每側(cè)各清理10~15mm范圍。 2、打坡口 根據(jù)管道壁厚選擇坡口形式 d壁厚坡口形式焊口層次焊材直徑焊接電流電弧電壓焊接方法 ≤3.5mm 齊邊對(duì)接i型坡口(間 隙0~2mm) 1~2 φ2.0 φ2.5 60~90 80~110 8~10 10~12 手工鎢極氬 弧焊 4~12mm 660°v型坡(間隙 2.5~3.5mm) 1~4 φ3.2 φ4.0 70~90 90~120 10~12 13~15 焊條電弧焊 3、對(duì)口 焊接組裝時(shí)應(yīng)墊置牢固，以免在焊接過(guò)程中產(chǎn)生應(yīng)力集中和焊接變形。焊接對(duì)口時(shí)內(nèi)壁管口 的錯(cuò)邊量應(yīng)嚴(yán)格控制。單面焊坡口錯(cuò)邊量應(yīng)不超過(guò)壁厚的10％，且不超過(guò)

焊接鋼管簡(jiǎn)稱(chēng)焊管，常用鋼材或鋼帶經(jīng)過(guò)機(jī)組和模具卷曲成型后焊接制成的鋼管。焊接 鋼管生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，品種規(guī)格多，設(shè)備資少，但一般強(qiáng)度低于無(wú)縫鋼管。20 世紀(jì)30年代以來(lái)，隨著優(yōu)質(zhì)帶鋼連軋生產(chǎn)的迅速發(fā)展以及焊接和檢驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，焊縫質(zhì) 量不斷提高，焊接鋼管的品種規(guī)格日益增多，并在越來(lái)越多的領(lǐng)域尤其是在換熱誰(shuí)備用管、 裝飾管、中低壓流體管等方面代替了無(wú)縫鋼管。 直縫焊管生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，成本低，發(fā)展較快。螺旋焊管的強(qiáng)度一般比直縫 焊管高，能用較窄的坯料生產(chǎn)管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的坯料生產(chǎn)管徑不同的焊 管。但是與相同長(zhǎng)度的直縫管相比，焊縫長(zhǎng)度增加30~100%，而且生產(chǎn)速度較低。 一般來(lái)說(shuō)，管子的直徑可分為外徑、內(nèi)徑、公稱(chēng)直徑。管材為螺旋鋼管的管子的外徑用 字母d來(lái)表示，其后附加外直徑的尺寸和壁厚，例如外徑為108的無(wú)縫鋼管。 一、焊接

通過(guò)比較螺旋埋弧焊接鋼管內(nèi)外焊道焊偏量各種測(cè)定方法的優(yōu)劣,給出了比較合理的焊偏量測(cè)定方法,以為在鋼管生產(chǎn)和檢驗(yàn)及監(jiān)造過(guò)程中對(duì)焊偏控制提供參考。結(jié)果表明:工程實(shí)際中常用的3種螺旋埋弧焊接鋼管焊偏量金相測(cè)量方法,即中心線(xiàn)法、弧頂偏離法和中脊線(xiàn)法各有優(yōu)缺點(diǎn),但都難以準(zhǔn)確反映內(nèi)外焊道的實(shí)際偏移量;建議采用apispec5l-2007-addendum3中的新增補(bǔ)方法,該方法不僅能準(zhǔn)確地反映內(nèi)外焊道的實(shí)際偏移量,而且測(cè)量結(jié)果唯一,因而可以達(dá)到控制焊偏的目的。x射線(xiàn)法測(cè)定的焊偏量和中心線(xiàn)法測(cè)定的焊偏量基本一致,難以充分保證鋼管焊接質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求,故x射線(xiàn)法僅可以做為焊偏量測(cè)量的輔助方法。

2焊接鋼管生產(chǎn)

焊接鋼管按工藝區(qū)分主要有電阻焊（ｅｒｗ）、螺旋埋弧焊（ｓｓａｗ）和直縫埋弧焊 （ｌｓａｗ）三種工藝。這三種工藝生產(chǎn)的焊管，因其原料、成形工藝、口徑大小以及 質(zhì)量的不盡相同，在應(yīng)用領(lǐng)域里各有定位。但究其發(fā)展來(lái)看，φ２７３ｍｍ以上大口徑 焊管，近年來(lái)新增產(chǎn)能過(guò)于集中，已有和即將投產(chǎn)的ｊｃｏｅ（ｕｏｅ）機(jī)組８套，φ ５０８ｍｍ～φ６１０ｍｍｅｒｗ機(jī)組６套，均為引進(jìn)的當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)裝備和工藝，其 生產(chǎn)能力初步統(tǒng)計(jì)已超過(guò)６００萬(wàn)噸。對(duì)這些設(shè)備，鋼管生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的要 求及各自產(chǎn)品的特點(diǎn)，在發(fā)揮各自長(zhǎng)處方面進(jìn)行技術(shù)改造，不斷提高各自產(chǎn)品的技術(shù)含 量。 １．直縫電阻焊管（ｅｒｗ） 電阻焊管是我國(guó)最早生產(chǎn)、應(yīng)用范圍最廣、生產(chǎn)機(jī)組最多（２０００余家）、產(chǎn)量最高 （占焊管總產(chǎn)能的８０％左右）的鋼管品種，產(chǎn)品規(guī)格為φ２０ｍｍ一φ６１０ｍｍ， 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。其中φ２０ｍ

焊接鋼管敷設(shè) 1范圍 可用于新建和和改造工程中的照明、動(dòng)力、電話(huà)、消防等系統(tǒng)的管路敷設(shè)(材質(zhì)為焊接鋼管)，可進(jìn)行 明敷設(shè)、暗敷設(shè)，可敷設(shè)于墻體內(nèi)，也可敷設(shè)于吊頂內(nèi)。不適用于腐蝕性場(chǎng)所。 2引用標(biāo)準(zhǔn) 《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)gb50300-2001》 《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范gb50303-2002》 《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電氣裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范gb50257-96》 《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范gb50045-95》 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范gbj16-87》 《建筑安裝分項(xiàng)工程施工工藝規(guī)程dbj01-26-96》 《建筑電氣通用圖集92dq》 3施工準(zhǔn)備 3.1材料準(zhǔn)備： 所用主材、附材已運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，規(guī)格、型號(hào)符合圖紙要求，數(shù)量滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)需要。材料要求如下： 3.1.1主材：鋼管具備有效的產(chǎn)品合格證，原材合格證，焊接鋼管要求壁厚均勻，管內(nèi)無(wú)毛刺

隱檢日期 軸線(xiàn) -12.600m ～-9.100m 申報(bào)人： 1同意隱蔽0 復(fù)查日期：復(fù)查人： 檢查結(jié)論：不同意，修改后進(jìn)行復(fù)查。 復(fù)查結(jié)論： 1、本部位使用焊接鋼管sc15，電線(xiàn)導(dǎo)管材質(zhì)、規(guī)格符合設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范要求。管路敷設(shè)位置符合 設(shè)計(jì)和施工圖紙要求；線(xiàn)管彎曲半徑大于外徑10倍，且無(wú)凹扁現(xiàn)象。 2、焊管在敷設(shè)前管內(nèi)灌防銹漆兩遍。 3、焊管連接采用套管焊接，套管長(zhǎng)度為管外徑的2.2倍，焊縫嚴(yán)密，牢固?？缃拥鼐€(xiàn)采用dn6圓鋼焊接，焊 接長(zhǎng)度為圓鋼直徑的6倍，且兩面施焊，焊縫飽滿(mǎn)、藥皮已清除、無(wú)夾渣咬肉現(xiàn)象。 4、線(xiàn)管敷設(shè)保護(hù)層厚度大于15mm。 隱檢內(nèi)容已做完：請(qǐng)給予檢查。 檢查意見(jiàn)： 經(jīng)檢查：符合設(shè)計(jì)要求和《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（gb50303-2002)規(guī)定。 主要材料名稱(chēng)及規(guī)格/型號(hào)：焊接鋼管sc15 隱檢內(nèi)容： 隱檢依據(jù)：施工圖圖