直缝埋弧焊接钢管拉伸性能中的包申格效应

采用热轧卷板,经过卷板开平和切断、jcoe工艺制成直缝埋弧焊接钢管,分别进行了成分、拉伸、冲击、硬度、dwtt等理化性能试验,无损检测和外观等质量状况检测和评价,结果符合相关技术规范dnv-os-f101(2000)和apispec5l(43版)的要求。

从生产检验工艺人员配置、设备自动化程度以及实物质量状况等方面列举了国外某先进制管企业直缝埋弧焊接钢管的生产检验现状,并与国内先进制管企业进行对比。结果表明,我国现有钢管生产检验水平与国际先进水平存在一定差距,主要表现在装备水平、自动化程度、实物质量稳定性、生产管理、质量控制等方面。

对国产x80直缝埋弧焊接钢管(jcoe工艺)进行了拉伸、夏比冲击、显微硬度和落锤撕裂等力学性能测试,结果表明,该钢管的各项性能均符合apispec5l(43版)的指标要求,说明我国已经具备了生产高强度高韧性x80直缝埋弧焊管的能力。

随着社会经济建设步伐的不断加快,钢管作为压力管道中的一种重要材料被广泛应用于社会各行各业当中,尤其是应用于石油和天然气等危险物质的运输设备建设中。因此,文章通过对直缝钢管的相关概念的介绍,重点针对其焊接技术及工艺控制进行深入的分析。为相关技术人员提供参考与借鉴。

采用卷板制造直缝埋弧焊接钢管,在国内甚至世界上尚属首次。针对卷板制造直缝埋弧焊接钢管时面临开平后成板率低,钢卷头、中、尾性能差异,板边没有经过纵剪易存在缺陷,在钢厂无法进行ut分层探伤以及包申格效应变化趋势未知等技术难题,中国海洋石油有限公司番禺/惠州项目部组织钢厂和钢管厂分别进行了两次试制和小批量试生产,经结果分析和工艺调整,顺利解决了上述技术问题。评价结果表明,由卷板制造的直缝埋弧焊接钢管完全符合番禺/惠州天然气开发项目直缝埋弧焊接钢管技术条件spc-sp-pl-2003和相关技术规范dnv-os-f101(2000)。

通过夏比冲击试验和落锤撕裂试验(dwtt),测得国产x80级直缝埋弧焊接钢管低温韧性。结果显示,x80级钢管具有较好的低温韧性,同时计算出钢管母材横向和纵向剪切面积为50%时低温韧脆转变温度(fatt)分别为-45℃和-59℃,并且从母材成分、轧制工艺、组织等分析了x80级直缝埋弧焊接钢管获得低温韧性的原因。

通过试验研究了x65、x70级螺旋埋弧焊钢管不同拉伸试样——板状试样和圆棒试样的拉伸性能。试验表明:板状试样和圆棒试样所得到的拉伸试验结果有一定的差异,钢管拉伸试样类型对拉伸试验结果有一定的影响,圆棒试样屈服强度高于板状试样,抗拉强度则差异不大。分析认为,钢管尺寸允许时建议用圆棒试样代替板状试样。

采用双面螺旋埋弧焊的国产焊接钢管,其管线钢在强度级别上已达到了api5l标准中的x70级水平。在焊接时采用h08c和h08d两种新型焊丝并配以sj101焊剂,可使焊缝韧性大幅度提高,焊缝性能完全满足现行管线标准,达到国际通用技术水平。通过对国产x60,x70级埋弧焊钢管的测试,表明具有良好的综合力学性能,低温夏比冲击韧性及准静态断裂韧性,而且具有一定的抗h2s应力腐蚀疲劳能力,对h2s腐蚀不敏感。

对x80级钢螺旋缝埋弧焊接钢管材料进行轴向拉伸预应变量与拉伸性能关系的试验研究。结果表明:随着预应变量的增加(≥1.5%),管体横向的屈服强度上升,而抗拉强度则无明显变化。

焊接钢管基本知识 焊接钢管生产工艺简单，生产效率高，品种规格多，设备资少，但一般强度低于无缝钢管。 随着优质带钢连轧生产的迅速发展以及焊接和检验技术的进步，焊缝质量不断提高，焊接钢 管的品种规格日益增多，并在越来越多的领域代替了无缝钢管。焊接钢管按焊缝的形式分为 直缝焊管和螺旋焊管。直缝焊管生产工艺简单，生产效率高，成本低，发展较快。螺旋焊管 的强度一般比直缝焊管高，能用较窄的坯料生产管径较大的焊管，还可以用同样宽度的坯料 生产管径不同的焊管。但是与相同长度的直缝管相比，焊缝长度增加30~100%，而且生产 速度较低。因此，较小口径的焊管大都采用直缝焊，大口径焊管则大多采用螺旋焊。1. 低压流体输送用焊接钢管（gb/t3092-1993）也称一般焊管，俗称黑管。是用于输送水、煤 气、空气、油和取暖蒸汽等一般较低压力流体和其他用途的焊接钢管。钢管接壁厚分为普通 钢管和加

焊接钢管分类 焊接钢管也称焊管，是用钢板或带钢经过卷曲成型后焊接制成的钢 管。焊接钢管生产工艺简单，生产效率高，品种规格多，设备资少， 但一般强度低于无缝钢管。 分类 焊接钢管因其焊接工艺不同而分为炉焊管、电焊（电阻焊）管和 自动电弧焊管。因其焊接形式的不同分为直缝焊管和螺旋焊管两种。 因其端部形状又分为圆形焊管和异型（方、扁等）焊管。焊管因其材 质和用途不同而分为如下若干品种： gb/t3091-1993（低压流体输送用镀锌焊接钢管）。主要用于输 送水、煤气、空气、油和取暖热水或蒸汽等一般较低压力流体和其他 用途管。其代表材质q235a级钢。 gb/t3092-1993（低压流体输送用镀锌焊接钢管）。主要用于输 送水、煤气、空气、油和取暖热水或蒸汽等一般较低压力流体和其它 用途管。其代表材质为：q235a级钢。 gb/t14291-1992（矿用流体输送焊接钢管）。主要用于矿山

焊接钢管的标准 焊接钢管也称焊管，是用钢板或钢带经过卷曲成型后焊接制成的钢管。焊接钢管 生产工艺简单，生产效率高，品种规格多，设备资少，但一般强度低于无缝钢管。20 世纪30年代以来，随着优质带钢连轧生产的迅速发展以及焊接和检验技术的进步，焊 缝质量不断提高，焊接钢管的品种规格日益增多，并在越来越多的领域代替了无缝钢 管。焊接钢管按焊缝的形式分为直缝焊管和螺旋焊管。 直缝焊管生产工艺简单，生产效率高，成本低，发展较快。螺旋焊管的强度一般 比直缝焊管高，能用较窄的坯料生产管径较大的焊管，还可以用同样宽度的坯料生产 管径不同的焊管。但是与相同长度的直缝管相比，焊缝长度增加30~100%，而且生产 速度较低。 因此，较小口径的焊管大都采用直缝焊，大口径焊管则大多采用螺旋焊。 1.低压流体输送用焊接钢管（gb/t3092-1993）也称一般焊管，俗称黑管。是用 于输送水、煤气、空气

焊接钢管检查参数指标 公称直径 mm 外径 mm 外径允许偏差 mm普通钢管加厚钢管 壁厚mm允许偏差mm壁厚mm允许偏差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：钢管抗拉强度≥295mp；应能承受的水压试验值为：普通钢管2.5mp，

焊接钢管按工艺区分主要有电阻焊（ｅｒｗ）、螺旋埋弧焊（ｓｓａｗ）和直缝埋弧焊 （ｌｓａｗ）三种工艺。这三种工艺生产的焊管，因其原料、成形工艺、口径大小以及 质量的不尽相同，在应用领域里各有定位。但究其发展来看，φ２７３ｍｍ以上大口径 焊管，近年来新增产能过于集中，已有和即将投产的ｊｃｏｅ（ｕｏｅ）机组８套，φ ５０８ｍｍ～φ６１０ｍｍｅｒｗ机组６套，均为引进的当代先进技术装备和工艺，其 生产能力初步统计已超过６００万吨。对这些设备，钢管生产企业应根据应用领域的要 求及各自产品的特点，在发挥各自长处方面进行技术改造，不断提高各自产品的技术含 量。 １．直缝电阻焊管（ｅｒｗ） 电阻焊管是我国最早生产、应用范围最广、生产机组最多（２０００余家）、产量最高 （占焊管总产能的８０％左右）的钢管品种，产品规格为φ２０ｍｍ一φ６１０ｍｍ， 在国民经济建设中发挥了重要作用。其中φ２０ｍ

技术交底记录 2010年11月24日 工程名称昆阳安置点分部工程建筑电气工程 分项工程名称消防电气焊接钢管安装埋设 交底内容： 1、配管作业要选择安全可靠的地方，用手持弯管器操作时，人员面部要错开所 弯管子的受力面，以免弯管器滑脱伤人。弯管时，不能用力过猛，操作时应注意受 力点，尤其用手持弯管器时应逐步移动受力点，使管子弯成符合要求的圆弧和角度。 同时应注意管的焊缝应处于弯曲方向的左右侧。焊接管弯曲处，不应有折皱、凹陷 和裂缝，且弯扁程度不应大于管外径的10％，弯曲半径不应小于管外径的6倍。 2、暗配管采用套管连接，套管长度为连接管外径的1.5~3倍，连接管的对口处应 在套管的中心焊口，为防止漏浆堵塞，应焊接牢固、严密，套管与连接管的管径应 匹配。切断管口宜用钢锯、型材切割机、锯床等，不宜用割管刀，不得用电弧、气 割切断管口。切断时断面应与中心线垂直。管口在断料后

一、操作工艺流程 1、清洁 焊件在组装前，应将焊口表面及内外壁的油、漆、垢、锈等采用喷砂处理清除干净，直至发 出金属光泽，并检查有无裂纹，夹渣等缺陷，每侧各清理10~15mm范围。 2、打坡口 根据管道壁厚选择坡口形式 d壁厚坡口形式焊口层次焊材直径焊接电流电弧电压焊接方法 ≤3.5mm 齐边对接i型坡口(间 隙0~2mm) 1~2 φ2.0 φ2.5 60~90 80~110 8~10 10~12 手工钨极氩 弧焊 4~12mm 660°v型坡(间隙 2.5~3.5mm) 1~4 φ3.2 φ4.0 70~90 90~120 10~12 13~15 焊条电弧焊 3、对口 焊接组装时应垫置牢固，以免在焊接过程中产生应力集中和焊接变形。焊接对口时内壁管口 的错边量应严格控制。单面焊坡口错边量应不超过壁厚的10％，且不超过

焊接钢管简称焊管，常用钢材或钢带经过机组和模具卷曲成型后焊接制成的钢管。焊接 钢管生产工艺简单，生产效率高，品种规格多，设备资少，但一般强度低于无缝钢管。20 世纪30年代以来，随着优质带钢连轧生产的迅速发展以及焊接和检验技术的进步，焊缝质 量不断提高，焊接钢管的品种规格日益增多，并在越来越多的领域尤其是在换热谁备用管、 装饰管、中低压流体管等方面代替了无缝钢管。 直缝焊管生产工艺简单，生产效率高，成本低，发展较快。螺旋焊管的强度一般比直缝 焊管高，能用较窄的坯料生产管径较大的焊管，还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊 管。但是与相同长度的直缝管相比，焊缝长度增加30~100%，而且生产速度较低。 一般来说，管子的直径可分为外径、内径、公称直径。管材为螺旋钢管的管子的外径用 字母d来表示，其后附加外直径的尺寸和壁厚，例如外径为108的无缝钢管。 一、焊接

焊管尺寸公径种别 焊管4分系列dn15 焊管6分系列dn20 焊管1寸系列dn25 焊管1.2寸系列dn32 焊管1.5寸系列dn40 焊管2寸系列dn50 焊管2.5寸系列dn65 焊管3寸系列dn80 焊管4寸系列dn100 焊管5寸系列dn125 焊管6寸系列dn150 焊管8寸系列dn200 678 mmin 219.12008-5-831.5336.6141.65 273.12010-3-439.5245.9452.3 323.92012-3-447.0454.7162.32 -32547.254.962.54 355.61451.7360.1868.58 -37754.8963.8772.8 406.41659.2568.9578.6 -42662.4172.3382.46 45718

通过比较螺旋埋弧焊接钢管内外焊道焊偏量各种测定方法的优劣,给出了比较合理的焊偏量测定方法,以为在钢管生产和检验及监造过程中对焊偏控制提供参考。结果表明:工程实际中常用的3种螺旋埋弧焊接钢管焊偏量金相测量方法,即中心线法、弧顶偏离法和中脊线法各有优缺点,但都难以准确反映内外焊道的实际偏移量;建议采用apispec5l-2007-addendum3中的新增补方法,该方法不仅能准确地反映内外焊道的实际偏移量,而且测量结果唯一,因而可以达到控制焊偏的目的。x射线法测定的焊偏量和中心线法测定的焊偏量基本一致,难以充分保证钢管焊接质量符合标准要求,故x射线法仅可以做为焊偏量测量的辅助方法。

2焊接钢管生产

焊接钢管按工艺区分主要有电阻焊（ｅｒｗ）、螺旋埋弧焊（ｓｓａｗ）和直缝埋弧焊 （ｌｓａｗ）三种工艺。这三种工艺生产的焊管，因其原料、成形工艺、口径大小以及 质量的不尽相同，在应用领域里各有定位。但究其发展来看，φ２７３ｍｍ以上大口径 焊管，近年来新增产能过于集中，已有和即将投产的ｊｃｏｅ（ｕｏｅ）机组８套，φ ５０８ｍｍ～φ６１０ｍｍｅｒｗ机组６套，均为引进的当代先进技术装备和工艺，其 生产能力初步统计已超过６００万吨。对这些设备，钢管生产企业应根据应用领域的要 求及各自产品的特点，在发挥各自长处方面进行技术改造，不断提高各自产品的技术含 量。 １．直缝电阻焊管（ｅｒｗ） 电阻焊管是我国最早生产、应用范围最广、生产机组最多（２０００余家）、产量最高 （占焊管总产能的８０％左右）的钢管品种，产品规格为φ２０ｍｍ一φ６１０ｍｍ， 在国民经济建设中发挥了重要作用。其中φ２０ｍ

焊接钢管敷设 1范围 可用于新建和和改造工程中的照明、动力、电话、消防等系统的管路敷设(材质为焊接钢管)，可进行 明敷设、暗敷设，可敷设于墙体内，也可敷设于吊顶内。不适用于腐蚀性场所。 2引用标准 《建筑工程施工质量验收统一标准gb50300-2001》 《建筑电气工程施工质量验收规范gb50303-2002》 《爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范gb50257-96》 《高层民用建筑设计防火规范gb50045-95》 《建筑设计防火规范gbj16-87》 《建筑安装分项工程施工工艺规程dbj01-26-96》 《建筑电气通用图集92dq》 3施工准备 3.1材料准备： 所用主材、附材已运至施工现场，规格、型号符合图纸要求，数量满足现场需要。材料要求如下： 3.1.1主材：钢管具备有效的产品合格证，原材合格证，焊接钢管要求壁厚均匀，管内无毛刺