 大口径螺旋钢管消除残余应力的方法及其优势
大口径螺旋钢管的母材为单张钢板，可100%进行钢板分层缺陷的无损探伤；制管过程中的扩径工艺可以消除残余应力，提高钢管几何尺寸精度；焊缝内在质量好。因为是在平面上进行直缝焊接，所以焊缝余高低、内外焊缝重合度高；钢管的壁厚范围宽，一般为6-25mm，最厚可达45mm抗弯、抗压性能好；直焊缝的长度比螺旋焊缝的短60mm，焊接缺陷出现的概率低；直缝焊管的可靠性高。大口径螺旋钢管适用于海洋油气输送。海底的油气输送管线受水的压力、冲击力和弯曲力等复合载荷的作用，容易出现压扁变形，而这正是螺旋焊管的薄弱环节。为提高管线输送能力和确保安全，海底管线要向厚壁方向发展，因此要采用直缝焊管。煤浆和矿料的输送管线需要使用直缝焊管。煤炭和矿粉以“浆糊”状态实施管道输送是国际上的发展方向。我国正在积极规划和即将实施用管道输送煤浆，以缓解铁路运输的压力。由于螺旋焊管内焊缝余高是螺旋线，对煤浆阻力较大，因此倾向于采用直缝焊管输运煤浆。
大口径螺旋钢管消除残余应力的方法：
消除焊管内的残余应力，以保证管线使用的安全性，一直是提高焊管成品质量的工艺研究方向之一。最早的消应力方法是自然时效法。它利用自然界的作用，把焊管放置于室外。季节的环境温度变化在焊管上形成了反复的温度应力。在迭加了温度应力的过载情况下，使焊管中的残余应力慢慢得以释放，从而稳定尺寸精度。自然时效虽然只能降低少量残余应力，但可以提高焊管的松弛刚度，增加其抗变形能力，对稳定焊管的尺寸有益。热时效消应就是通常所说的退火处理。整体退火是将焊管加热到一定温度后保温一段时间再逐渐冷却。如果加热温度、保温时间、冷却速度等退火参数选择适当，那么残余应力消除的效果显著。局部退火的效果不如整体的好，只能降低局部区域残余应力的峰值而不能全部将其消除。
大口径螺旋钢管由于设备的投资成本较低、生产线的设备重量比较轻、生产效率高、可以用宽度小的带钢生产出不同管径的钢管等特点使其成为国内外输油输气管线用管的基本管型。大口径厚壁螺旋钢管特点：
1、可以采用宽度比较小的钢板生产大直径的钢管，钢管长度可按照要求大小随意切割。
2、同种成型工作宽度的一种设备可生产不同规格型号的钢管，只需要调整成型器即可。
3、管径、圆度都可以精确控制。
4、可以实现整卷卷板连续生产，后摆式机组不用停车，设备全部机械化。
5、螺旋焊管生产设备整体重量轻，相对其他同类钢管生产设备投资少，成本低。
大口径螺旋钢管裂纹产生原因：
1、由于螺旋埋弧焊钢管的内焊是在成型区内，在焊接的过程中钢管还在进行应力变形，这样在递送力的作用下极易产生裂纹。
2、大口径无缝钢管在生产时，内焊焊枪一般要固定在2#辊臂上，这样要求在2#，3#辊的位置要预留放焊枪的空间，常常造成成型辊达不到递送线的边缘，带钢边缘位置递送变形力不足，成型缝两边钢板变形曲率不一致就会产生裂纹。
3、在焊接速度很高，成型角比较小时，钢管成型较困难，容易产生钢管成型不足残余应力过大，造成裂纹的产生。
4、焊垫辊高度过高或辊型不当咬合点局部应力过大可能造成裂纹。
大口径直缝埋弧焊管一般采用UOE成型、CFE排辊成型、RBE辊弯成型、JCOE成型、C成型、PFP逐步折弯成型工艺生产。在成型过程中，钢管外层受拉应力，内层受压应力作用，且有塑性变形产生；在钢管焊接过程中，焊接区被急剧加热膨胀，形成了热塑性压缩变形。焊缝冷却后长度比周围区域相对缩短，宽度相对变窄，因此，焊缝区受拉伸残余应力作用，邻近区域则承受压缩残余应力，焊管中残余应力和变形的存在，往往是形成裂纹的重要因素，又是造成热仁动，应变时效脆化的根源。拉伸残余应力的存在会降低焊管的承载能力、抗腐蚀能力和疲劳强度，在一定条件下会影响其强度、刚度及使用寿命，可能导致焊管的应力腐蚀开裂、脆性断裂、氢致开裂和疲劳破坏等突发、灾难性事故的发生。防止管道失效事故的发生，确保其安全运行，无论是对我国的经济发展，还是对人民生命财产的安全都具有重要的意义。
沧州志发管道装备有限公司（http://www.czzfpipe.com）主要生产直缝高频焊钢管、大口径直缝钢管、大口径厚壁直缝钢管等，广泛应用于自来水工程、石化工业、化学工业、电力工业、农业灌溉、城市建设，是我国开发的重点产品。 |
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