·材料的冶金性能 直縫埋弧焊管是用鋼板生產(chǎn)的，而螺旋焊管是用熱軋卷板生產(chǎn)的。熱軋帶鋼機組軋制工藝具有一系列的優(yōu)點，具有獲得生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)管線鋼的冶金工藝能力。例如，在輸出臺架上裝有水冷卻系統(tǒng)以加速冷卻，這就允許使用低合金成分來達到特殊的強度等級和低溫韌性，從而改進鋼材的可焊性。但這一系統(tǒng)在鋼板生產(chǎn)廠基本沒有。卷板的合金含量(碳當(dāng)量)往往低于相似等級的鋼板，這也提高了螺旋焊管的可焊性。 更需要說明的是，由于螺旋焊管的卷板軋制方向不是垂直鋼管軸線方向(其夾解取決于鋼管的螺旋角)，而直縫鋼管的鋼板軋制方向垂直于鋼管軸線方向，因而，螺旋焊管材料的抗裂性能優(yōu)于直縫鋼管。 ·焊接工藝 從焊接工藝而言，螺旋焊管與直縫鋼管的焊接方法一致，但直縫焊管不可避免地會有很多的丁字焊縫，因此存在焊接缺陷的機率也大大提高，而且丁字焊縫處的焊接殘余應(yīng)力較大，焊縫金屬往往處于三向應(yīng)力狀態(tài)，增加了產(chǎn)生裂紋的可能性。 而且，根據(jù)埋弧焊的工藝規(guī)定，每條焊縫均應(yīng)有引弧處和熄弧處，但每根直縫焊管在焊接環(huán)縫時，無法達到該條件，由此在熄弧處可能有較多的焊接缺陷。 ·強度特點 管子在承受內(nèi)壓時，通常在管壁上產(chǎn)生兩種主要應(yīng)力，即徑向應(yīng)力δY和軸向應(yīng)力δX。焊縫處合成應(yīng)力δ=δY(l/4sin2α+cos2α)1/2，其中，α為螺旋焊管焊縫的螺旋角。 螺旋焊管焊縫的螺旋角一般為50-75度，因此螺旋焊縫處合成應(yīng)力是直縫焊管主應(yīng)力的60-85%。在相同工作壓力下，同一管徑的螺旋焊管比直縫焊管壁厚可減小。 根據(jù)以上特點可知： A?螺旋焊管發(fā)生爆破時，由于焊縫所受正應(yīng)力與合成應(yīng)力比較小，爆破口一般不會起源于螺旋焊縫處，其安全性比直縫焊管高。 B.當(dāng)螺旋焊縫附近存在與之相平行的缺陷時，由于螺旋焊縫受力較小，故其擴展的危險性不如直焊縫大。 C.由于徑向應(yīng)力是存在于鋼管上的最大應(yīng)力，所以焊縫處于垂直應(yīng)力這一方向時承受最大載荷。即直縫承受的載荷最大，環(huán)向焊縫承受的載荷最小，螺旋縫介于二者之間。 ·靜壓爆破強度 經(jīng)有關(guān)對比試驗，驗證了螺旋焊管與直縫焊管的屈服壓力與爆破壓力實測值和理論值基本吻合，偏差接近。但無論是屈服壓力還是爆破壓力，螺旋焊管均低于直縫焊管。爆破試驗還顯示出螺旋焊管爆破口的環(huán)向變形率明顯大于直縫焊管。由此證實，螺旋焊管的塑性變形能力優(yōu)于直縫焊管，爆破口一般只局限于一個螺距內(nèi)，這是螺旋焊縫對裂口的擴展起了有力的約束作用所致。 ·韌性和疲勞強度 管道發(fā)展的趨勢是大口徑、高強度。隨著鋼管直徑的加大、所用鋼級的提高，產(chǎn)生韌性斷裂尖穩(wěn)擴展的趨勢越大。根據(jù)美國有關(guān)研究機構(gòu)的試驗表明，螺旋焊管與直縫焊管雖然同為一個級別，但螺旋焊管具有較高的沖擊韌性。 輸送管線由于輸量的變化，在實際操作過程中，鋼管是承受隨機交變載荷的作用。了解鋼管的低循環(huán)疲勞強度，對判斷管線的使用壽命具有重要的意義。 按測定結(jié)果，螺旋焊管的疲勞強度與無縫管和電阻焊管相同，試驗的數(shù)據(jù)與無縫管和電阻管分布在同一區(qū)內(nèi)，而比一般的埋弧直縫焊管要高。 ·現(xiàn)場可焊性 現(xiàn)場的可焊性主要是由鋼管的材質(zhì)和端口配合尺寸公差決定的。 考慮到鋼管安裝施工的要求，鋼管加工生產(chǎn)的連續(xù)性的和外形幾何尺寸的一致性尤為重要。 螺旋焊管的生產(chǎn)是基本上在同一工況條件下穩(wěn)定的連續(xù)流程：而直縫焊管制作工序是分段的，包括整板/壓頭/預(yù)卷/點焊/焊接/精整/組對等多道工序過程。這是螺旋焊管生產(chǎn)區(qū)別于直縫焊管生產(chǎn)的重要特征。