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高頻焊管的優點

發布時間:2013.05.12 新聞来源:直縫股票配资门户_大口徑直縫股票配资门户_厚壁股票配资门户_高頻焊接股票配资门户-堆财网 浏覽次數:

高頻焊管的優點

一、國内外ERW股票配资门户的技術發展進程
高頻焊管ERW)是将熱軋卷闆经過成型機成型後,利用高頻電流的集膚效應和鄰近效應,使管坯邊緣加熱熔化,在擠壓輥的作用下進行壓力焊接来實現生産的。高頻電阻焊方法50年代開始應用于焊管生産。近十年来,其生産技術日趨完善,産品質量不斷提高。首先是ERW生産所用原料的質量有了明顯的改觀,鋼材成份設計中的低C,低P、S,微合金化;冶煉過程中的轉爐冶煉、鋼包精煉、真空脫氣、連鑄等新技術的采用;軋制過程中控制軋制、控制冷卻技術的使用使得大中口徑ERW股票配资门户用熱軋鋼帶的外觀尺寸、外觀質量、理化性能大幅度提高。其次是大中口徑ERW股票配资门户成型焊接熱處理等工序生産過程中實現了計算機自动控制,高頻焊接過程中熱輸入能量随着計算機的自动補償系統得到了有效的控制,防止了焊接熱輸入能量偏低造成的冷焊、虛焊和熱輸入能量偏高而引起的過燒。中頻熱處理溫度的控制使得熱處理過程能夠按工藝要求达到最佳效果,有效的保證了焊縫和熱影響區的質量。此外,檢測技術的進步,實現了在線或離線全焊縫超聲波或渦流探險傷,水壓試验也可以在計算機的監控下,按要求進行試壓和穩壓。ISO9000系列标準和APIQ1規範的推廣和實施,使得大中口徑ERW股票配资门户生産、檢验、銷售和服务處于一個全過程的質量保證之中。近年来,各國都在積極研究用高頻焊管(ERW)股票配资门户代替無縫管和螺旋焊管,在工业發达國家,直徑高頻焊管在Ф610mm以下,ERW所占比例已达到70%左右。 
二、ERW與SAW、SML各項性能技術指标的對比
 1、ERW與SAW的對比
 (1)由于SAW焊縫長度大約是ERW焊縫長度的4-5倍,其内焊瘤無工藝能力去除,因此在輸送介質時不可避免地增加了管道内壁的摩阻。而ERW焊縫長度短,内焊瘤能去除,介質在管道内流动時,管道内壁産生的摩阻相對螺旋縫埋弧焊股票配资门户来說比較小,这對減少成品油輸送時産生的混油量和降低摩阻産生的溫升非常有利。
2)根據殘餘應力測定結果表明,ERW焊管周向成型内應力較小,對于管材是有利的。對于SAW焊管,由于其焊縫區大,焊縫内應力有拉也有壓,應力狀态比ERW管複雜,这與螺旋焊管的成型工藝有關。内表面为彈複拉應力,軸向應力为+450Mpa,周向應力为+344 Mpa,这種在焊縫及熱影響區内壁的大範圍的拉應力将對内壁缺陷的啟裂和應力腐蝕産生不利的影響。
3)由于SAW焊縫長度大約是高頻直縫管焊縫長度的4-5倍,成品管焊縫處理的防腐處理比較困難;ERW股票配资门户具有焊縫短(與螺旋縫股票配资门户相比),股票配资门户壁厚均勻、長度穩定、幾何尺寸精度高、防腐及組裝焊接的質量易保證。
2、ERW與SML的對比
1)優越的管坯質量
高頻焊管股票配资门户的管坯與SML股票配资门户的管坯相比化学成份的設計更为科学合理。
ERW专用鋼種具有高純淨度的特點。通過脫S,脫P,脫氣,Ca處理等方法使得S、P含量可控制在0.005%以下,N含量可控制在0.008%以下,夾雜物的形态可控制为球狀,且其數量大为降低。C含量控制在0.1%以下,使得焊接包括施工過程的環焊具有好的焊接性能,而強度的增加則通過加入Nb、V、Ti等微量合金元素,来阻止奧氏體晶粒的長大,同時增加間隙強化来提高鋼材的韌性與強度。而SML股票配资门户的管坯一般为A3、20号鋼、16Mh等材質,材料的純淨度較差,C含量較高,一般在0.2%左右,不利于施工中的環焊對接,強度尚可,但韌性較差。
ERW股票配资门户管坯與SML股票配资门户管坯的另一大區别是:前者是用熱軋鋼帶冷軋成型制造的,而後者則是園鋼在熱軋狀态下由穿孔成型的。顯然,熱軋狀态下形成的SML管坯的晶粒度及組織的織密程度與ERW管坯相比有較大的差距,由此可引起的性能必然也有很大的不同。
2)幾何尺寸的優勢
無論從资料對比,還是资料中實測數據對比,ERW股票配资门户都比SML的尺寸精度高。这是由于無縫管是園鋼在熱軋機組中連續穿孔成型的,而ERW股票配资门户則是由鋼帶在冷軋狀态下成型的。相比之下,ERW在外觀尺寸方面的控制比SML更容易實施。正因为如此,ERW股票配资门户的外觀質量缺陷較少,外觀質量也優于SML股票配资门户。
此外,由于電腦飛鋸的使用,高頻焊管的定尺率及定尺長度的精度較高。由于高頻焊管是用軋制精度較高的熱軋鋼帶制造,其厚度容易控制,可按設計要求生産壁厚較薄而鋼級較高的股票配资门户。如西氣東輸工程用管,经過幾次反複論證,現基本确定用X70鋼級,壁厚在14.7mm、Ф1016mm股票配资门户,鋼級提高,壁厚下降,相對降低工程投资,大約50億元左右。而無縫管的壁厚往往受到穿孔技術和生産成本的限制,薄壁股票配资门户難度很高。
3)ERW與SML标準的比較
流體輸送用一般無縫熱軋股票配资门户,标準为GB8163-87,其規格为:外徑Ф32-630mm,壁厚为2.5-75mm,鋼号为10,20,09MnV,16M n。美國石油協會API 5L(41)标準适用于石油天然氣輸送用股票配资门户,包括焊管和無縫管,其規格为外徑Ф10.3―2032.0mm,壁厚为1.7- 31.8mm,鋼号为A25,A ,B ,X42,X46,X52,X56,X60,X65,X70,X80與之标準相類似的有ISO3183-96系列标準和97年11月發布,98年4月開始實施的GB/T9711-97系列标準。鑒于ISO、GB/T标準均源于API 5L(41)标準。因此将GB8163-87與API 5L(41)作以對比。
兩個标準的要求有以下特點:
1)GB8163-87中規定的檢验項目,API 5L(41)亦有相應要求,其指标完成能夠滿足这些項目的要求。GB8163-87中的10、20、09MnV和16Mn分别相當于API 5L(41)中的A、B級,X42級,X46級,X52級。
2)GB8163-87中的股票配资门户的幾何尺寸精度要求低于API 5L(41)。
3)GB8163-87和API 5L(41)對水壓的要求程度有很大不同,前者明文規定可以用超聲波或渦流代替水壓,而後者則不然。这一點極为關鍵,因为水壓檢验是股票配资门户極为重要的檢验項目之一。并且,前者水壓試验值的規定低于後者的要求,對于X42以下級别,ERW管标準水壓試验值在不大于Φ114.3mm時與GB8163-87一致;大于Φ114.3mm外徑時,分别比無縫管要求高于15%和25%。 對于打壓時的要苛刻,它要求水壓機必須配備某種自动或連鎖的強制性裝置,記錄保壓曲線,保證穩壓時間。
4)GB8163-87與API 5L(41)在無損檢測方面的要求有很大的不同,前者檢验項目中并沒有明确規定須经無損檢測,隻是在水壓檢验項目下提到過用無損檢验代替水壓的說法;而後者則要求水壓與無損檢验項目同時進行。筆者認为,後者的規定更为科学和可靠,實踐證明,無論ERW還是SML股票配资门户,水壓通過未必就說明管子沒有内在的嚴重缺陷,而这種缺陷往往對股票配资门户使用的壽命有很大的影響,成为客户關心的重點。另外,水壓時的管端肓區也是缺陷的高發地帶。因此,API 5L(41)不僅同時要求水壓和無損檢验,而且要求在水壓後對焊縫和管端肓區進行無損檢測,以防止由于水壓受力而引起的裂紋或缺陷擴展及管端缺陷漏檢。
5)壓扁試验從标準規定看,GB8163-87比API 5L(41)苛刻,而實際上ERW股票配资门户的焊縫和母材的強韌匹配使得其在壓合時往往不發生開裂,因此,ERW股票配资门户的抗壓扁性能并不比無縫管差。
4)ERW與SML股票配资门户實物質量對比。
经西安管材研究所和上海市技術監督局黑色金屬檢验站的質量檢測,这里取兩個規定B級Φ219×8.18和X52級Φ323.9×6.4,及所收集到的國産TS/52KΦ219×6ERW管、國産20鋼(相當于API B級或X42級)Φ159×6、墨西哥産ST45(相當于API X52級)Φ219×6無縫管的測試數據對其化学成份、拉伸性能、壓扁性能、沖擊韌性、外觀質量進行分類比較。
五種股票配资门户的成份全部滿足API 5L(41)和GB8163-87之要求。ERW的成份設計是低C高Mn,而SML則是高C低Mn,顯然前者的可焊性比後者更好,这對現場施工中環焊縫的焊接更为有利,同時ERW的鋼質比SML有更高的純淨度。
2、機械性能
1)拉伸性能均滿足API 5L(41)和GB8163-87标準要求,且ERW和SML的抗拉伸性能相當。
2)從沖擊性能可以明顯發現,ERW股票配资门户的韌性優于SML,特别是在低溫條件下更甚。
3)壓扁性能表明,三個ERW股票配资门户壓合時均未出現裂紋,而20鋼無縫股票配资门户出現微裂紋,另一未裂,說明ERW股票配资门户抗壓扁性能較優。
3、外觀尺寸工藝質量                           
1)外觀尺寸和工藝質量均符合兩個标準要求。
2)從産品實物測量結果看,ERW的外觀幾何尺寸和外表工藝質量大大優于SML股票配资门户。
三、ERW與SML股票配资门户在价格上的比較
由于生産工藝先進和生産效率較高,ERW股票配资门户生産成本要比無縫股票配资门户低得多。在一般情況下ERW股票配资门户每噸价格要比相同材質無縫管低600-800元左右。以普鋼ERW股票配资门户为例,如Q235A、B或SS400,12”,323.9×8,每噸含稅价在3500-3600元左右;又如管線鋼系列,X42,12”,323.9×8,每噸含稅价在4000-4100元左右,都比同類SML股票配资门户价格上低得多。
四、ERW股票配资门户适應溫度範圍問題的讨論
ERW直縫高頻焊管API-5L标準或按GB/T 9711.1-1997标準,这些标準沒有特别說明ERW焊管适應溫度範圍,茲讨論如下:
1、關于ERW焊管适應高溫區範圍:國外在高溫高壓下也用有縫管。直縫股票配资门户無縫管都是金屬制品,如日本标準ISO隻認定标準,不分有縫與無縫。
   溫度對金屬變形的影響:在高溫下,金屬抵抗塑性變形的能力,一般都比低溫時小,因此,溫度愈高,金屬的強度和硬度愈低,塑性和韌性愈高。
    從金相学来看,金屬熱加工還是冷加工的溫度界限,是以再結晶溫度来區分的。凡是高于再結晶溫度進行的壓力加工叫熱加工,低于再結晶溫度進行的壓力加工叫冷加工。鋼鐵要在600-700℃時加工,才算熱加工,400℃時加工,還是冷加工。
 溫度對金屬強度的影響:
① 國内有的文獻指出:“400℃以下管材的許用應力值是以材料屈服極限、比例極限为基礎。長時間處于400℃以上高溫時(如:35kg/cm2蒸汽)的管道,由于産生蠕變現象顯著,許用應力是以蠕變強度为基礎。各種規範的許用應力值都是以此为基礎制定的。”[2]
從金屬熱處理一般知识可知:
② 當溫度为200℃時,碳鋼的屈服限非但沒有降低,相反略有增加,所以,碳鋼本體在250℃以下高溫工作時,可以不必考慮溫度對靜強度的影響。
③ 溫度對于疲勞強度的影響
碳鋼在350℃―400℃的高溫度下,疲勞強度非但沒有降低,反而上升。
從以上分析說明,國外高溫高壓條件下仍用有縫管是有科学依據的。
國家有關标準的規定:
① 中華人民共和國國家标準GB150―1998《鋼制壓力容器》4.2.3條“關于碳素鋼鎮靜鋼闆的适用範圍規定” 如下:
Q235―A鋼闆:容器設計壓力P≤1.0Mpa,鋼闆使用溫度为0―350℃,用于殼體時,鋼闆厚度不大于16mm。
② 中華人民共和國電力行业标準DL/T 5054―1996《火力發電廠汽水管道設計技術規定》
20G股票配资门户,若要求使用壽命不超過20年,使用溫度可提高至450℃,但使用期間應加強金屬監督。
關于管線鋼材料的ERW股票配资门户可以參考有關合金股票配资门户的溫度範圍。
2、關于ERW焊管适應低溫範圍:
   從各國ERW管的生産情況来看,除具有生産率高、成本低、尺寸精度高之外,其焊縫的抗拉強度、延伸率、斷面收縮率、彎曲試验、常溫沖擊韌性值等均能滿足有關規範的要求。但也有不少廠家生産的ERW股票配资门户的焊縫低溫韌性較差,從而限制了在低溫狀态下使用。
我國曾對由國外引進某廠材質X46的Φ355.6 ERW股票配资门户進行了測試。
   解決ERW股票配资门户焊縫低溫韌性偏低的途徑:
日本NKK制管廠生産X65級股票配资门户焊縫FATT值,SA=50%時,FATT达-65℃;SA=80%時,FATT达-45℃。可以滿足輸送丙烯(-48℃)及丙烷(-42℃)的要求。
   優選母材FATT值:它們的做法是:對用于生産ERW股票配资门户的原料,進行特殊脫S及Ca處理精練,從而得到純淨的具有低溫韌性良好的材質
母材的FATT值很低,雖然ERW管的焊縫超前于母材進入脆性區,但因母材的FATT值很低,故焊縫的FATT值雖比母材的高,但仍能滿足設計要求。當然这一切取決于用户或設計的要求,如最低設計溫度較高,則焊縫的FATT值可與之相對應,從而對母材不必有過低的FATT值要求。
降低母材FATT值的措施如前所述,系采取特殊的脫S處理和Ca處理。從NKK的ERW管試樣分析看,其S含量僅为0.001%,API 5L要求不大于0.050%,比規範要求低50倍;其P含量为0.005%,API 5L要求为不大于0.040%,比規範低8倍,但加入Nb等元素,Ca處理後,Ca含量为0.003%~0.0032%。
 優化電阻焊工藝:
熱輸入量、焊接速度、焊縫開口角等各因素均與焊縫處的低溫韌性有關,在这方面曾有人做過大量有益的工作。焊口兩側焊接面在成型過程中,相互靠近的速度應與由于金屬融化而使焊口兩個側面分開的速度相近,如前者速度大則會出現冷焊,如後者速度大則會有較多異物侵入而造成FATT值上升,有文獻推薦焊縫開口角以5~6°为佳,焊接速度以20m/min为好,具體情況應具體分析,相信经過多次試验後可找出最佳焊接工藝,從而提高焊縫的低溫韌性。
 改善退(正)火處理工藝:
除退(正)火工藝外,熱處理位置應與焊縫對中。如前所述,我們由國外某廠引進的幾種規格的ERW股票配资门户中,金相分析發現,某些試樣有焊後熱處理偏離焊縫熔合區的現象,这一現象肯定會對焊縫韌性有一定影響。有些試樣偏離量达5mm左右。
五、油氣儲運工程應推廣使用ERW股票配资门户
石化企业中油品儲運系統的生産操作條件與生産裝置相比,相對“溫和”得多。其工作壓力一般在2.5Mpa以下,個别情況可达4.0 Mpa;工作溫度一般在100OC以下,最高不超過180 OC,隻有在用1.0
Mpa蒸汽吹掃時,溫度最高可达250 OC左右。各種油品一般無腐蝕或隻有輕微腐蝕。油品儲運生産操作如油品裝卸、調和、輸轉等一般均为間斷腐蝕。油品儲運生産操作如油品裝卸、調和、輸轉等一般均为間斷操作,隻有少數給生産裝置供原料的機泵为連續操作。
石化企业油品儲運系統的管材選用目前均按照行业标準《石油化工企业管道設計器材選取用通則》(SH3059-94)。該規範中對電阻焊碳鋼直縫股票配资门户(ERW股票配资门户)的選用規定:经冷擴擴脹率不超過1.5%外徑的産品,宜用于設計溫度不超過200 OC的管道,未经冷擴的股票配资门户可用于設計溫度不超過425 OC的管道。由此可以看出,在油品儲運系統中可選用ERW股票配资门户。但在實際設計工作中,各設計單位都有更具體的管材選用規定和一些习慣的做法。
由于曆史條件的限制,在七八十年代國内尚無ERW股票配资门户,隻有能用于低壓流體(如水、壓縮空氣等)的高頻電阻焊股票配资门户,即按國标《低壓流體輸送用鍍鋅焊接股票配资门户》(GB3091)和《低壓流體輸送用焊接股票配资门户》(GB3092)生産的焊接股票配资门户。還有按行业标準《承壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊股票配资门户》(SY5036)和《承壓流體輸送用螺旋縫高頻焊管》(SY5038)生産的螺旋焊縫股票配资门户。这種股票配资门户一般隻能用在設計壓力不超過1.0Mpa的無毒介質管道。因此一般在油品儲運系統設計中,不管實際生産操作條件如何,隻能選用無縫股票配资门户。長期以来各單位的具體管材選用規定中,均規定在一般情況下選用無縫股票配资门户,隻有在DN≥350時,可選用螺旋縫埋弧焊股票配资门户(其主要原因是大口徑無縫股票配资门户當時需進口,价格昂貴)。有時为了與生産裝置選材一致,在油品儲運系統中也要求選取用無縫股票配资门户
90年代起我國陸續從國外引進了ERW股票配资门户的生産技術裝備,已可生産DN80-300的ERW股票配资门户,年産量可达上百萬噸。可按API、ASTM、GB/T等标準生産。雖然这些直縫股票配资门户的价格比無縫股票配资门户要低得多,也能适應石化企业中很多生産場合,但由于種種原因这些産品尚未在中石油和中石化系統中得到廣泛應用。
對于長輸管道的建設而言,管材及制管方式的選擇是極其重要的,它不僅影響管道工程的施工工藝和施工質量,還會影響到今後管線的安全運營與管理,更會對整個工程的投资産生巨大影響(在長輸管線的整個工程投资中,管材的投资一般占到50%-65%左右)。
高頻焊管在世界曆史上,八十年代已趨向于成熟和完善,國内九十年代大量引進國外先進技術,而得到推廣,不僅在理論上而且在實踐上都能說明高頻焊管在油氣儲運領域中輸送質量的可靠性、安全性及降低管道建設投资。在今後的油氣儲運工程和管道建設中要打破設計中沿襲的陳舊习慣,大力推廣使用高頻焊管,是中國焊管現貨相對樂觀
 
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