石油管道用熱軋鋼管是型鋼或鋼板成型的工序,它們對鋼材的組織和性能有很大的影響,鋼的軋制主要以熱軋為主,冷軋只用于生產(chǎn)小號型鋼和薄板.
一.熱軋
優(yōu)點:可以破壞鋼錠的鑄造組織,細(xì)化鋼材的晶粒,并消除顯微組織的缺陷,從而使鋼材組織密實,力學(xué)性能得到改善.這種改善主要體現(xiàn)在沿軋制方向上,從而使鋼材在一定程度上不再是各向同性體;澆注時形成的氣泡,裂紋和疏松,也可在高溫和壓力作用下被焊合.
缺點:1.經(jīng)過熱軋之后,鋼材內(nèi)部的非金屬夾雜物(主要是硫化物和氧化物,還有硅酸鹽)被壓成薄片,出現(xiàn)分層(夾層)現(xiàn)象.分層使鋼材沿厚度方向受拉的性能大大惡化,并且有可能在焊縫收縮時出現(xiàn)層間撕裂.焊縫收縮誘發(fā)的局部應(yīng)變時常達(dá)到屈服點應(yīng)變的數(shù)倍,比荷載引起的應(yīng)變大得多; 2.不均勻冷卻造成的殘余應(yīng)力.殘余應(yīng)力是在沒有外力作用下內(nèi)部自相平衡的應(yīng)力,各種截面的熱軋型鋼都有這類殘余應(yīng)力,一般型鋼截面尺寸越大,殘余應(yīng)力也越大.殘余應(yīng)力雖然是自相平衡的,但對鋼構(gòu)件在外力作用下的性能還是有一定影響.如對變形,穩(wěn)定性,抗疲勞等方面都可能產(chǎn)生不利的作用.
二.冷軋
是指在常溫下,經(jīng)過冷拉,冷彎,冷拔等冷加工把鋼板或鋼帶加工成各種型式的鋼材.
優(yōu)點：成型速度快,產(chǎn)量高,且不損傷涂層,可以做成多種多樣的截面形式,以適應(yīng)使用條件的需要;冷軋可以使鋼材產(chǎn)生很大的塑性變形,從而提高了鋼材的屈服點.
缺點: 1.雖然成型過程中沒有經(jīng)過熱態(tài)塑性壓縮,但截面內(nèi)仍然存在殘余應(yīng)力,對鋼材整體和局部屈曲的特性必然產(chǎn)生影響; 2.冷軋型鋼樣式一般為開口截面,使得截面的自由扭轉(zhuǎn)剛度較低.在受彎時容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn),受壓時容易出現(xiàn)彎扭屈曲,抗扭性能較差; 3.冷軋成型鋼壁厚較小,在板件銜接的轉(zhuǎn)角處又沒有加厚,承受局部性的集中荷載的能力弱.
三.熱軋和冷軋的主要區(qū)別是：
1, 冷軋成型鋼允許截面出現(xiàn)局部屈曲,從而可以充分利用桿件屈曲后的承載力;而熱軋型鋼不允許截面發(fā)生局部屈曲. 熱軋型鋼的自由扭轉(zhuǎn)剛度比冷軋型鋼高,所以熱軋型鋼的抗扭性能要優(yōu)于冷軋型鋼.
2,熱軋型鋼和冷軋型鋼殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因不同,所以截面上的分布也有很大差異.冷彎薄壁型鋼截面上的殘余應(yīng)力分布是彎曲型的,而熱扎型鋼或焊接型鋼截面上殘余應(yīng)力分布是薄膜型.