大口徑無縫鋼管和直縫鋼管的性能比較

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大口徑無縫鋼管和直縫鋼管的性能比較

提到無縫鋼管和直縫鋼管，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(yōu)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(jīng)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(chǎn)無縫管的鋼材成分僅僅是達到ASTM的基本要求。而生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生各種不穩(wěn)定因素，不容易焊牢且焊不透。

晶粒大小：通常，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(guān)。因此，經(jīng)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(zhì)上強度都一致。經(jīng)過拉力測試和三維震動測試，有縫管的撕裂幾乎都發(fā)生在遠離焊接點或受熱區(qū)域的地方。這是因為焊縫處雜質(zhì)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(xié)會則認為有縫管只能承受85%的許可壓力，這主要是由于數(shù)據(jù)的收集早于當今使用的已改善的焊接設(shè)備。ASME規(guī)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(guī)定通過渦流測試的有縫管可保證其焊接性能的優(yōu)質(zhì)，渦流測試則需經(jīng)合法的程序并持有許可證的機構(gòu)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(yōu)質(zhì)性能。

耐腐蝕性：耐腐蝕性的好壞同樣取決于合金的成分。化學成分相同的無縫管和經(jīng)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(yōu)于被焊接的金屬。在酸性氯化物的環(huán)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(huán)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(guī)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(zhuǎn)有縫管重復以上步驟以使焊縫彎曲內(nèi)徑達到180°。焊縫質(zhì)量通過的標準是在放大40倍的情況下不允許出現(xiàn)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(tài)。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(chǎn)。厚度/直徑值大的厚壁管則最好用沖壓方法制成。

綜合質(zhì)量：一般，直縫鋼管質(zhì)量優(yōu)于無縫管，因為有縫管是經(jīng)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(jīng)沖頭沖壓而成，導致在被擠壓而形成的管壁中產(chǎn)生許多撕裂現(xiàn)象。經(jīng)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(fā)現(xiàn)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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