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      大口徑無縫鋼管和直縫鋼管的性能比較

      提到無縫鋼管直縫鋼管,大家肯定一致認為無縫鋼管的強度是要高于直縫鋼管的。不過在小口徑的鋼管里面,無縫鋼管是要優于直縫鋼管的,但是如果是大口徑鋼管的話,就不一定了,再加上成本控制,直縫鋼管的性價比就要超過,甚至遠遠大于無縫鋼管的性價比了。

      下面我從以下幾個方面一一闡述:

      橢圓度:無縫管的制造工藝是在2200°F的溫度下在不銹鋼方坯中沖壓出一個孔,在此高溫下,工具鋼經沖壓和拉延變得柔軟并螺旋狀地從孔中成形出來。這樣管道的壁厚不均勻且偏心度高。因而ASTM允許無縫管的壁厚差比有縫管的壁厚差大。有縫管是通過精確的冷軋板(每卷寬度為4-5英尺)制成。這些冷軋板通常最大的壁厚差為0.002英寸。鋼板被剪成πd的寬度,其中d為管道的外徑。有縫管壁厚的公差很小,并且整個圓周的壁厚非常均一。

      焊接性能:一般有縫管和無縫管的化學成分有一定差異。生產無縫管的鋼材成分僅僅是達到ASTM的基本要求。而生產有縫管的鋼材則含有適用于焊接的化學成分 。例如硅、硫、錳、氧及與三角鐵素體等元素按一定比例的混合可在焊接過程中產生一種易于傳遞熱的焊熔物,以使整個焊縫焊透。缺少以上化學成分的鋼管,例如無縫管,在焊接過程中會產生各種不穩定因素,不容易焊牢且焊不透。

      晶粒大。和ǔ,金屬的晶粒大小與熱處理溫度及保持同樣溫度的時間有關。因此,經退火處理的有縫管及無縫管晶粒大小都一樣。如果有縫管采用最小冷處理,焊縫的晶粒尺寸就小于被焊接金屬的晶粒尺寸,否則,晶粒大小是一樣的。

      強度:管道的強度取決于合金成分,因而含有相同合金及同樣熱處理的無縫管和有縫管本質上強度都一致。經過拉力測試和三維震動測試,有縫管的撕裂幾乎都發生在遠離焊接點或受熱區域的地方。這是因為焊縫處雜質較少且氮含量稍高,因而焊接處的強度更好于其它部位。然而ASME的鍋爐及壓力容器協會則認為有縫管只能承受85%的許可壓力,這主要是由于數據的收集早于當今使用的已改善的焊接設備。ASME規定100%通過超聲波測試的有縫管可完全承受許可壓力。同樣,歐洲與亞洲也規定通過渦流測試的有縫管可保證其焊接性能的優質,渦流測試則需經合法的程序并持有許可證的機構進行。Trent公司的渦流測試通過了瑞典動力部的許可。ASME認為電流損失較小是基于有縫管的優質性能。

      耐腐蝕性:耐腐蝕性的好壞同樣取決于合金的成分;瘜W成分相同的無縫管和經完全熱處理的直縫鋼管的耐腐蝕性是一致的。ASTM提供的補充測試證明焊接處的耐腐蝕性等同或更優于被焊接的金屬。在酸性氯化物的環境下,不完全熱處理的有縫管的焊接處腐蝕會加速,但這只是腐蝕測試的需要,實際上所處環境并不如此惡劣。 彎曲性和延伸性:焊接處的延伸性可通過ASTM規定的以下測試來驗證:彎曲45°,再彎曲至90°,再沿焊縫展平;然后掉轉有縫管重復以上步驟以使焊縫彎曲內徑達到180°。焊縫質量通過的標準是在放大40倍的情況下不允許出現撕裂或晶間分離。管道彎曲半徑受控于合金的成分,一般最小彎曲半徑為2D。理想的焊接條件是焊縫處于中性或受壓狀態。而且,管道應進行退火處理以降低其硬度,從而提高彎曲性能。

      壁厚/直徑:厚度/直徑值小的薄壁管最好采用焊接方式生產。厚度/直徑值大的厚壁管則最好用沖壓方法制成。

      綜合質量:一般,直縫鋼管質量優于無縫管,因為有縫管是經檢驗通過的精確的冷軋板制成,因而任何缺陷都限制在焊接處。無縫管則由不銹鋼坯經沖頭沖壓而成,導致在被擠壓而形成的管壁中產生許多撕裂現象。經渦流測試顯示有縫管的次品率通常低于無縫管的次品率。采用超聲波測試,無縫管的背景噪聲很大以致于很難發現其缺陷。而有縫管的背景噪聲則很低,容易找到缺陷處。

       




       

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