高頻直縫鋼管在燃氣工程中的應用

  鋼管是燃氣工程中應用最多的管材。其主要優點是：強度高、韌性好、承載應力大，抗沖擊性和嚴密性好，可塑性好，便于焊接和熱加工，壁厚較薄、節省金屬。但其耐腐蝕性較差，需要有妥善的防腐措施。燃氣工程中使用的鋼管一般由高質低碳鋼(Q235)或低合金鋼(16Mn)制成。

  用于城市燃氣管道的鋼管主要有無縫鋼管和焊接鋼管兩大類。無縫鋼管的強度很高，但受生產工藝和成本的限制，一般是DN200以下的小口徑鋼管。焊接鋼管種類較多，按焊接方式可分為直縫焊接鋼管和螺旋縫焊接鋼管兩類。其中，直縫焊接鋼管(以下簡稱直縫管)又包括直縫雙面埋弧焊(LSAW)鋼管和高頻電阻焊(ERW)鋼管等幾種。螺旋縫焊接鋼管(以下簡稱螺旋管)則是螺旋縫雙面埋弧焊(HSAW)鋼管。

  降直縫管和螺旋管的制造工藝進行比較，則前者的優勢在于：

  ①螺旋管的制造工藝決定其殘余應力要大于直縫管，因直縫管采用整體擴徑工藝，殘余應力接近零，而螺旋管不能做到這一點;

  ②螺旋管焊縫錯邊量大多在1.1~1.2mm范圍內，標準要求錯邊量要小于壁厚的10%，對于薄壁管，錯邊量很難達到標準要求，而直縫管不存在此問題;

  ③與直縫管相比，螺旋管焊縫流線較差，應力集中現象嚴重;

  ④螺旋管熱影響區大于直縫管，而熱影響區是焊管質量的關鍵;

  ⑤螺旋管幾何尺寸精度差，給現場施工，如對口、焊接帶來一定困難;

  ⑥同樣管徑，螺旋焊管可能達到的厚度遠小于直縫管，如直縫管板厚一般為6~25mm，最厚可達45mm，而螺旋管壁厚最大只能達到18mm;

  ⑦直縫管焊縫比螺旋管縮短60%，焊縫缺陷出現概率低;

  ⑧直縫管母材為單張控軋鋼板，可進行100%無損探傷，而螺旋管母材為熱軋鋼板卷，不能做到100%的無損探傷;

  ⑨直縫管采用先成型后焊接的工藝，在焊接前有條件檢查成型縫的質量，焊縫的間隙、坡口、錯邊等可檢測處理，而螺旋管采用邊成型邊焊接的工藝，即使在焊接進程中發現有錯邊、開縫等缺陷也很難隨時停機處理，可見直縫管的焊接質量要優于螺旋管。

  因此，直縫管的工藝質量綜合性能要憂于螺旋管。目前國內直縫管的生產情況是：公稱直徑DN400及其以下為高頻電阻焊鋼管，公稱直徑DN400以上為直縫雙面埋弧焊鋼管。對于直縫雙面埋弧焊鋼管，按成型工藝的不同，共有UOE、JCOE、HME、RBE和PFP等五種成管方式，以前兩者最為常見。由于UOE成型焊接鋼管生產線的成型設備技術含量高，生產效率高，成型工藝較簡單，成型好，成型后焊接應力小;且由于生產中采用水壓整體擴徑，可有效消除鋼管內應力，提高了管材的強度和尺寸精度，所以質量優于JCOE成型焊接鋼管。但是，螺旋管用卷板制管，造價比用鋼板卷制的直縫鋼管低廉。而且，螺旋管的焊縫在管子上形成的線條比直縫管均勻，焊縫避開了主應力方向。所以螺旋管在城市燃氣輸配管網中也還是有一定應用。