焊管基础知识，这些你都清楚吗？

2017-03-04 09:35 来源：钢铁世界网作者：wujr

一、简介

焊接钢管也称焊管，是用钢板或带钢经过卷曲成型后焊接制成的钢管，一般定尺6米。焊接钢管生产工艺简单，生产效率高，品种规格多，设备投资少，但一般强度低于无缝钢管。焊接钢管按焊缝的形式分为直缝焊管和螺旋焊管，较**的焊管采用直缝焊，大口径焊管则多采用螺旋焊。

二、材质

焊管常用材质为：Q235A、Q235C、Q235B、16Mn、20#、Q345、L245、L290、X42、X46、X60、X80、0Cr13、1Cr17、00Cr19Ni11、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Nb等。

三、生产流程

焊接钢管采用的坯料是钢板或带钢，因其焊接工艺不同而分为炉焊管、电焊（电阻焊）管和自动电弧焊管因其焊接形式的不同分为直缝焊管和螺旋焊管两种。因其端部形状又分为圆形焊管和异型（方、扁等）焊管。

直缝焊管生产工艺简单，生产效率高，成本低，发展较快。螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高，能用较窄的坯料生产管径较大的焊管，还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。但是与相同长度的直缝管相比，焊缝长度增加30~100%，而且生产速度较低。

直径大或较厚的焊管，一般用钢坯料直接做成，而小焊管薄壁焊管只需要通过钢带直接焊接就可以了。然后经过简单抛光，拉丝就可以了

补充：焊管是用带钢焊接的，所以在原来它的地位没无缝管高。

焊管工艺流程

原材料开卷→平整→端部剪切及焊接→活套→成形→焊接→内外焊珠去除→预校正→感应热处理→定径及校直→涡流检测→切断→水压检查→酸洗→最终检查(严格把关)→包装→出货。

四、检验

1)钢管工艺性能检验

a.弯曲实验：外径小于或等于50mm的钢管应进行弯曲试验，弯曲角度为90°，弯曲半径等于管外径的6倍，焊缝位于弯曲的最外部，弯曲后在管壁上不能产生断裂开口等缺陷。

b.压扁试验：截取50mm长的钢管作为试样，将两压板间距离压缩到钢管外径的2/3，焊缝位置应同施力方向成90°角位置，压扁后无裂缝、裂口或焊缝开裂即为合格。

c.水压试验：用水充满管子，使其在一定时间内承受规定的试验压力，不得出现渗漏水现象，普通钢管-0.25Mpa，加厚钢管-3.0Mpa。

2)钢管表面质量

a.钢管外表面不能存在使用上有害缺陷，如裂缝、结疤、压痕和深的划道等，但允许有不超过壁厚负偏压的压痕，不能出现焊缝错位、搭焊、烧伤及伤口处毛刺过大等缺陷。

b.管内表面的焊缝处允许有壁厚增厚和焊筋毛刺轻微存在，切口处里外毛刺不大于0.5mm。

c.焊缝毛刺。钢管焊缝的外毛刺应清除，剩余高度应不大于0.5mm。根据需方的要求，经供需双方协商，并在合同中著名，钢管焊缝内毛刺可清除。焊缝的内毛刺清除后，剩余高度应不大于1.5mm；当壁厚不大于4mm时，清除内毛刺后刮槽深度应不大于0.2mm；当壁厚大于4mm时，刮槽深度应不大于0.4mm。

d.焊缝余高。当壁厚不大于12.5mm时，超过钢管原始表面轮廓的内、外焊缝余高应不大于3.2mm；当壁厚大于12.5mm时，超过钢管原始表面轮廓的内、外焊缝余高应不大于3.5mm。焊缝余高超高部分允许修磨。

e.错边。对电阻焊钢管，焊缝处钢带边缘的径向错边不允许使两侧的剩余厚度小于钢管壁厚的90%。对埋弧焊钢管，当壁厚不大于12.5mm时，焊缝处钢带边缘的径向错边应不大于1.6mm；当壁厚大于12.5mm时，焊缝处钢带边缘的径向错边应不大于钢管壁厚的0.125倍。

f.钢带对接焊缝。螺旋缝弧焊钢管允许有钢带对接焊缝，但钢带对接焊缝与螺旋缝的链接点距管端的距离应大于150mm，当钢带对接焊缝位于管端时，与相应的管端的螺旋焊缝之间至少应有150mm的环向间隔。

g.表面缺陷。钢管的内外表面应光滑，不允许有折叠、裂纹、分层、搭焊、短弧、烧穿及其他深度超过壁厚下偏差的缺陷存在。允许有深度不超过壁厚下偏差的其他局部缺欠存在。

h.缺陷的修补。外径小于114.3mm的钢管不允许补焊修补。外径不小于114.3mm的钢管，可对母材和焊缝处的缺陷进行修补。补焊前应将补焊处进行处理，使其符合焊接要求。补焊焊缝最短长度应不小于50mm，电阻焊钢管补焊焊缝最大长度应不大于150mm，每根钢管的修补应不超过3处，在距离管端200mm内部允许补焊。补焊焊道应修磨，修磨后应与原始轮廓圆滑过渡并应按规定进行液压试验。

五、无缝管和焊管区别

首先，无缝钢管与焊管主要是成型工艺不同。焊管，一般是通过将平板材经折弯后焊接起来的，你可以在上面发现一条焊缝；直径较粗的一般是螺旋焊缝。而无缝钢管一般是将熔融状态的钢水通过环形狭缝积压出来后再经拉伸等处理工艺成型，这样就没有焊缝。

在性能上，尤其是承压能力上无缝管比普通钢管有很大提高，所以经常被用于高压设备上使用。而普通钢管的焊缝部位是其薄弱环节，焊缝质量也是影响其整体性能的主要因素。在北方生活过的人一般都有过自来水管或暖气管在冬天被冻爆的经历，爆的地方一般都是焊缝处。焊管不是无缝钢管。缝管用于高压、高强度、机械结构用材方面完美地体现了它的优越性。主要用于石油、航空、冶炼、食品、水利、电力、化工、化学、化纤、医药机械等行业。

六、计算公式

焊接钢管计算公式：每米重量：W=(d-t) * t * 0.02466 注:d（外径）t（壁厚）

2.焊管分类

按用途分类

又分为一般焊管、镀锌焊管、吹氧焊管、电线套管、公制焊管、托辊管、深井泵管、汽车用管、变压器管、电焊薄壁管、电焊异型管、脚手架管和螺旋焊管。

（1）一般焊管：一般焊管用来输送低压流体。用Q195A、Q215A、Q235A钢制造。也可采用易于焊接的其它软钢制造。钢管要进行水压、弯曲、压扁等实验，对表面质量有一定要求，通常交货长度为4-10m，常要求定尺（或倍尺）交货。焊管的规格用公称口径表示（毫米或英寸）公称口径与实际的不同，焊管按规定壁厚有普通钢管和加厚钢管两种，钢管按管端形式又分带螺纹和不带螺纹两种。

（2）镀锌钢管：为提高钢管的耐腐蚀性能，对一般钢管（黑管）进行镀锌。镀锌钢管分热镀锌和电钢锌两种，热镀锌镀锌层厚，电镀锌成本低。

（3）吹氧焊管：用作炼钢吹氧用管，一般用**的焊接钢管，规格由3/8寸-2寸八种。用08、10、15、20或Q195-Q235钢带制成。为防蚀，有的进行渗铝处理。

（4）电线套管：也就是普通碳素钢电焊钢管，用在混凝土及各种结构配电工程，常用的公称直径从13-76mm。电线套套管壁较薄，大多进行涂层或镀锌后使用，要求进行冷弯试验。

（5）公制焊管：规格用作无缝管形式，用外径*壁厚毫米表示的焊接钢管，用普通碳素钢、优质碳素钢或普能低合金钢的热带、冷带焊接，或用热带焊接后再经冷拨方法制成。公制焊管分普能和薄壁、普通用作结构件，如传动轴，或输送流体，薄壁用来生产家具、灯具等，要保证钢管强度和弯曲试验。

（6）托辊管：用于带式输送机托辊电焊钢管，一般用Q215、Q235A、B钢及20钢制造，直径63.5-219.0mm。对管弯曲度、端面要与中心线垂直、椭圆度有一定要求，一般进行水压和压扁试验。

（7）变压器管：用于制造变压器散热管和其它热交换器，采用普通碳素钢制造，要求进行压扁、扩口、弯曲、液压试验。钢管以定尺或倍尺交货，对钢管弯曲度有一定要求。

（8）异型管：由普通碳结结构钢及16Mn等钢带焊制的方形管、矩形管、帽形管、空胶钢门窗用钢管，主要用作农机构件、钢窗门等。

（9）电焊薄壁管：主要用作制作家具、玩具、灯具等。近年来不锈钢带制作的薄壁管应用很广，高级家具、装饰、栏栅等。

（10）螺旋焊管：是将低碳碳素结构钢或低合金结构钢钢带按一定的螺旋线的角度（叫成型角）卷成管坯，然后将管缝焊接起来制成，它可以用较窄的带钢生产大直径的钢管。螺旋焊管主要用于石油、天然气的输送管线，其规格用外径*壁厚表示。螺旋焊管有单面焊的和双面焊的，焊管应保证水压试验、焊缝的抗拉强度和冷弯性能要符合规定。

其他不同的分类还有

按焊缝的形式焊接钢管可分为以下两种：

螺旋焊管和直缝焊接钢管

按工艺分类

电弧焊管、电阻焊管（高频、低频）、气焊管、炉焊管

按断面形状分类

（1）简单断面钢管——圆形钢管、方形钢管、椭圆形钢管、三角形钢管、六角形钢管、菱形钢管、八角形钢管、半圆形钢圆、其他

（2）复杂断面钢管——不等边六角形钢管、五瓣梅花形钢管、双凸形钢管、双凹形钢管、瓜子形钢管、圆锥形钢管、波纹形钢管、表壳钢管、其他

按壁厚分类

薄壁钢管、厚壁钢管

按端部形状分类

分为圆形焊管和异型（方、扁等）焊管。

分类补充

A、（GB/T3092-1993）流体输送用焊接钢管也称一般焊管，俗称黑管。用Q195A、Q215A、Q235A钢制造。是用于输送水、空气、煤气、油和取暖蒸汽等一般较低压力流体和其他用途的焊接钢管。钢管接壁厚分为普通钢管和加厚钢管；接管端形式分为不带螺纹钢管（光管）和带螺纹钢管。钢管的规格用公称口径（mm）表示，公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示，如11/2 等。低压流体输送用焊接钢管除直接用于输送流体外，还大量用作低压流体输送用镀锌焊接钢管的原管。

B、低压流体输送用镀锌焊接钢管（GB/T3091-1993）也称镀锌电焊钢管，俗称白管。是用于输送水、煤气、空气油及取暖蒸汽、暖水等一般较低压力流体或其他用途的热浸镀锌焊接（炉焊或电焊）钢管。钢管接壁厚分为普通镀锌钢管和加厚镀锌钢管；接管端形式分为不带螺纹镀锌钢管和带螺纹镀锌钢管。钢管的规格用公称口径（mm）表示，公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示，如11/2 等。

C、直缝电焊钢管（YB242-63）是焊缝与钢管纵向平行的钢管。通常分为公制电焊薄壁管、电焊钢管、变压器冷却油管等等。

D、普通碳素钢电线套管（GB3640-88）是民用建筑与工业、安装机器设备等电气安装工程中用于保护电线的钢管。

E、一般低压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管（SY5037-83）是以热轧钢带卷作管坯，经常温螺旋成型，采用双面自动埋弧焊或单面焊法制成的用于煤气、水、空气和蒸汽等一般低压流体输送用埋弧焊钢管。

F、承压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管（SY5036-83）是以热轧钢带卷作管坯，经常温螺旋成型，用双面埋弧焊法焊接，用于承压流体输送的螺旋缝钢管。钢管承压能力强，焊接性能好，经过各种严格的科学检验和测试，使用安全可靠。钢管口径大，输送效率高，并可节约铺设管线的投资。主要用于输送石油、天然气的管线。

G、承压流体输送用螺旋缝高频焊钢管（SY5038-83）是以热轧钢带卷作管坯，经常温螺旋成型，采用高频搭接焊法焊接的，用于承压流体输送的螺旋缝高频焊钢管。钢管承压能力强，塑性好，便于焊接和加工成型；经过各种严格和科学检验和测试，使用安全可靠，钢管口径大，输送效率高，并可节省铺设管线的投资。主要用于铺设输送石油、天然气等的管线。

H、桩用螺旋焊缝钢管（SY5040-83）是以热轧钢带卷作管坯，经常温螺旋成型，采用高频焊接或双面埋弧焊接制成的，用于土木建筑结构、桥梁、码头等基础桩。

I、一般低压流体输送用螺旋缝高频焊钢管（SY5039-83）是以热轧钢带卷作管坯，经常温螺旋成型，采用高频搭接焊法焊接用于一般低压流体输送用螺旋缝高频焊钢管。

3.直缝焊管

一、简介

由于钢管的焊接处成一条直线故而得名；方式用钢带生产，在高频焊接设备直缝焊接的管子都叫直缝焊管。其中按照用途不同，有不同的后道生产工序。大致可分为脚手架管，流体管，电线套管，支架管，护栏管等几种，而低压流体焊管是直缝焊管的一种，一般用水，煤气的输送，在焊接完毕后比普通焊管多加以一道水压测试，故而低压流体管比普通直缝焊管价格一般高出一点。

二、用途

直缝钢管在国内主要应用于自来水工程、石化工业、化学工业、电力工业、农业灌溉、城市建设。作液体输送用：给水、排水。作气体输送用：煤气、蒸气、液化石油气。作结构用：作打桩管、作桥梁；码头、道路、建筑结构用管等。

三、规格、重量表

四、生产流程

(1)板探：用来制造大口径埋弧焊直缝钢管的钢板进入生产线后，首先进行全板超声波检验；

(2)铣边：通过铣边机对钢板两边缘进行双面铣削，使之达到要求的板宽、板边平行度和坡口形状；

(3)预弯边：利用预弯机进行板边预弯，使板边具有符合要求的曲率；

(4)成型：在JCO成型机上首先将预弯后的钢板的一半经过多次步进冲压，压成"J"形，再将钢板的另一半同样弯曲，压成"C"形，最后形成开口的"O"形

(5)预焊：使成型后的直缝焊钢管合缝并采用气体保护焊（MAG）进行连续焊接；

(6)内焊：采用纵列多丝埋弧焊（最多可为四丝）在直缝钢管内侧进行焊接；

(7)外焊：采用纵列多丝埋弧焊在直缝埋弧焊钢管外侧进行焊接；

(8)超声波检验Ⅰ：对直缝焊钢管内外焊缝及焊缝两侧母材进行100%的检查；

(9)X射线检查Ⅰ：对内外焊缝进行100%的X射线工业电视检查，采用图象处理系统以保证探伤的灵敏度；

(10)扩径：对埋弧焊直缝钢管全长进行扩径以提高钢管的尺寸精度，并改善钢管内应力的分布状态；

(11)水压试验：在水压试验机上对扩径后的钢管进行逐根检验以保证钢管达到标准要求的试验压力，该机具有自动记录和储存功能；

(12)倒棱：将检验合格后的钢管进行管端加工，达到要求的管端坡口尺寸；

(13)超声波检验Ⅱ：再次逐根进行超声波检验以检查直缝焊钢管在扩径、水压后可能产生的缺陷；

(14)X射线检查Ⅱ：对扩径和水压试验后的钢管进行X射线工业电视检查和管端焊缝拍片；

(15)管端磁粉检验：进行此项检查以发现管端缺陷；

(16)防腐和涂层：合格后的钢管根据用户要求进行防腐和涂层。

五、优缺点

优点

(1)母材的100%超声检测,保证了管体的内在质量

(2)没有拆卷——圆盘剪的工序,材压坑、划伤少

(3)焊接是在成型完成后,在水平位置沿直线进行的,因此,错边、开缝、管径周长控制较好,焊接质量优良

(4)消除应力后的成品管基本上不存在残余应力

(5)焊缝短,产生缺陷的概率小

(6)可以有条件的输送潮湿的酸性天然气

(7)扩径后,钢管的几何尺寸精度高,大大方便了管道现场对接施焊,可提高整条管线的质量

缺点

(1)主应力方向和垂直焊缝的强度薄弱方向一致

(2)开裂的最大驱动方向和最小断裂阻力方向一致

六、焊接工艺

直缝钢管生产工艺比较简单，主要有高频直缝焊管和埋弧焊直缝焊管。高频直缝焊接钢管是通过高频焊接机组将一定的规格的长条形钢带卷成圆管状并将直缝焊。高频焊是一种感应焊（或压力接触焊），它无需焊缝填充料，无焊接飞溅，焊接热影响区窄，焊接成型美观，焊接机械性能良好等优点，因此在钢管的生产中受到广泛的应用。接而成钢管。钢管的形状可以是圆形的，也可以是方形或异形的，它取决于焊后的定径轧制。直缝焊管生产效率高，成本低，发展较快。直缝埋弧焊钢管具有一条纵向焊缝，内、外焊缝均采用一道埋弧焊焊成。经过整体机械扩径处理，钢管内部应力小且分布均匀，可有效防止应力腐蚀开裂，尺寸精度高，便于现场焊接施工。采用预焊后精焊的工艺，焊接过程稳定，焊缝质量高。焊缝易于实现生产过程中的无损探伤和使用过程中野外的无损探伤复查。产品规格范围大，既可生产小直径、大壁厚也可生产大直径、大壁厚的钢管。管径受钢板宽度的制约, 一种宽度的钢板只能生产出一种直径的钢管。

4.螺旋焊管

一、简介

将低碳碳素结构钢或低合金结构钢钢带按一定的螺旋线的角度（叫成型角）卷成管坯，然后将管缝焊接起来制成，它可以用较窄的带钢生产大直径的钢管。其规格用外径×壁厚来表示。螺旋焊管有单面焊的和双面焊的，焊管应保证水压试验、焊缝的抗拉强度和冷弯性能要符合规定。

二、用途

螺旋焊管在国内主要应用于自来水工程、石化工业、化学工业、电力工业、农业灌溉、城市建设。作液体输送用：给水、排水。作气体输送用：煤气、蒸气、液化石油气。作结构用：作打桩管、作桥梁；码头、道路、建筑结构用管等。

三、工艺流程

(1)原材料即带钢卷，焊丝，焊剂。在投入前都要经过严格的理化检验。

(2)带钢头尾对接，采用单丝或双丝埋弧焊接，在卷成钢管后采用自动埋弧焊补焊。

(3)成型前，带钢经过矫平、剪边、刨边，表面清理输送和予弯边处理。

(4)采用电接点压力表控制输送机两边压下油缸的压力，确保了带钢的平稳输送。

(5)采用外控或内控辊式成型。

(6)采用焊缝间隙控制装置来保证焊缝间隙满足焊接要求，管径，错边量和焊缝间隙都得到严格的控制。

(7)内焊和外焊均采用美国林肯电焊机进行单丝或双丝埋弧焊接，从而获得稳定的焊接规范。

(8)焊完的焊缝均经过在线连续超声波自动伤仪检查，保证了100％的螺旋焊缝的无损检测覆盖率。若有缺陷，自动报警并喷涂标记，生产工人依此随时调整工艺参数，及时消除缺陷。

(9)采用空气等离子切割机将钢管切成单根。

(10)切成单根钢管后，每批钢管头三根要进行严格的首检制度，检查焊缝的力学性能，化学成份，溶合状况，钢管表面质量以及经过无损探伤检验，确保制管工艺合格后，才能正式投入生产。

(11)焊缝上有连续声波探伤标记的部位，经过手动超声波和X射线复查，如确有缺陷，经过修补后，再次经过无损检验，直到确认缺陷已经消除。

(12)带钢对焊焊缝及与螺旋焊缝相交的丁型接头的所在管，全部经过X射线电视或拍片检查。

(13)每根钢管经过静水压试验，压力采用径向密封。试验压力和时间都由钢管水压微机检测装置严格控制。试验参数自动打印记录。

(14)管端机械加工，使端面垂直度，坡口角和钝边得到准确控制。

四、规格、重量表

五、优缺点

优点

(1)由于冲击值的各向异性, 使其开裂的最大驱动方向避开了最小断裂阻力方向

(2)由于强度的各向异性, 使其垂直螺旋焊缝方向的强度薄弱方向避开了主应力方向

缺点

(1)没有母材的100%无损检测,管体的内在质量难保证

(2)丁字焊缝存在缺陷的概率较高

(3)焊管生产线较长,产生母材压坑,划伤等缺陷较多

(4)边成型边焊接的动态生产工况易产生错边、开缝、管径变化以及动态工况加上在空间曲面上的焊点位置的影响,易产生各种焊接缺陷

(5)存在较复杂的残余应力, 如成型卷曲过程中产生的弯曲应力、扭曲应力以及自由边变形较充分,递送边被迫变形产生的应力,内、外焊接产生的残余应力等,其残余应力的分布、量值大小变化较大,螺旋缝焊管又不易消除残余应力,因此影响管线的寿命

(6)焊缝长,为管长的1.3～2.3倍,增加产生缺陷的概率

(7)焊速较高, 产生焊接缺陷的概率高

(8)输送酸性天然气时会损坏埋弧焊缝

六、防腐螺旋焊管

由于螺旋焊管的个体质量比较大，所以必须要堆放在室外，但是这就难避会被日晒雨淋，所以生锈的问题一直困扰着螺旋焊管的储藏时间和条件。所以我们有必要进行关于螺旋焊管的防锈知识的全面解答。

主要使用钢丝刷等工具对钢材表面进行打磨，螺旋焊管的清洗和预热可以去除松动或翘起的氧化皮、铁锈、焊渣等。手动工具除锈能达到Sa2级（Sa2级为彻底的喷射或抛射除锈：钢材表面应无可见的油脂、污垢，并且氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物已基本清除，其残留物是牢固附着的），动力工具除锈可达到Sa3级（Sa3级为非常彻底的手工和动力工具除锈：钢材表面应无可见的油脂、污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，除锈应比St2级更为彻底，底材显露部分的表面应具有金属光泽），若钢材表面附着牢固的氧化铁皮，工具除锈效果不理想，达不到防腐施工要求的锚纹深度。

酸洗利用溶剂、乳剂清洗低压流体输送用焊接钢管(焊管)表面，以达到去除油、油脂、灰尘、润滑剂和类似的有机物，但它不能去除钢材表面的锈、氧化皮、焊药等，因此在防腐生产中只作为辅助手段。

一般用化学和电解两种方法做酸洗处理，管道防腐只采用化学酸洗，可以去除氧化皮、铁锈、旧涂层，有时可用其作为喷砂除锈后的再处理。化学清洗虽然能使表面达到一定的清洁度和粗糙度，但其锚纹浅，而且易对螺旋焊管堆码环境造成污染。

合理使用手段对生锈管件进行清理时保证管件长时间的服务于生产，创造更多的生产效益。

七、防腐螺旋钢管注意事项

(1)施工时候应该查看地下水和雨水是否接触过管道，若水接触到管道后该把管道外套做干燥处理。

(2)在安装管材的同时，应该做到轻装轻放、禁止撞击和坠落。

(3)保温管道的保温层禁止和燃烧的火相碰撞，防止保温层被烧落。

(4)管材管件应该储存在相对比较平整的地面，整齐码放，码放的高度不要超过1.5米。

5.直缝焊管和螺旋焊管的区别

下面，我把螺旋焊管与直缝焊管技术特性做一个简单的比较：

1)材料的冶金性能

直缝埋弧焊管是用钢板生产的，而螺旋焊管是用热轧卷板生产的。热轧带钢机组轧制工艺具有一系列的优点，具有获得生产优质管线钢的冶金工艺能力。例如，在输出台架上装有水冷却系统以加速冷却，这就允许使用低合金成分来达到特殊的强度等级和低温韧性，从而改进钢材的可焊性。但这一系统在钢板生产厂基本没有。卷板的合金含量(碳当量)往往低于相似等级的钢板，这也提高了螺旋焊管的可焊性。

更需要说明的是，由于螺旋焊管的卷板轧制方向不是垂直钢管轴线方向(其夹解取决于钢管的螺旋角)，而直缝钢管的钢板轧制方向垂直于钢管轴线方向，因而，螺旋焊管材料的抗裂性能优于直缝钢管。

2)焊接工艺

从焊接工艺而言，螺旋焊管与直缝钢管的焊接方法一致，但直缝焊管不可避免地会有很多的丁字焊缝，因此存在焊接缺陷的机率也大大提高，而且丁字焊缝处的焊接残余应力较大，焊缝金属往往处于三向应力状态，增加了产生裂纹的可能性。

而且，根据埋弧焊的工艺规定，每条焊缝均应有引弧处和熄弧处，但每根直缝焊管在焊接环缝时，无法达到该条件，由此在熄弧处可能有较多的焊接缺陷。

3)强度特点

管子在承受内压时，通常在管壁上产生两种主要应力，即径向应力δY和轴向应力δX。焊缝处合成应力δ=δY(l/4sin2α+cos2α)1/2，其中，α为螺旋焊管焊缝的螺旋角。

螺旋焊管焊缝的螺旋角一般为50-75度，因此螺旋焊缝处合成应力是直缝焊管主应力的60-85%。在相同工作压力下，同一管径的螺旋焊管比直缝焊管壁厚可减小。

根据以上特点可知：

A.螺旋焊管发生**时，由于焊缝所受正应力与合成应力比较小，**口一般不会起源于螺旋焊缝处，其安全性比直缝焊管高。

B.当螺旋焊缝附近存在与之相平行的缺陷时，由于螺旋焊缝受力较小，故其扩展的危险性不如直焊缝大。

C.由于径向应力是存在于钢管上的最大应力，所以焊缝处于垂直应力这一方向时承受最大载荷。即直缝承受的载荷最大，环向焊缝承受的载荷最小，螺旋缝介于二者之间。

4)静压**强度

经有关对比试验，验证了螺旋焊管与直缝焊管的屈服压力与**压力实测值和理论值基本吻合，偏差接近。但无论是屈服压力还是**压力，螺旋焊管均低于直缝焊管。**试验还显示出螺旋焊管**口的环向变形率明显大于直缝焊管。由此证实，螺旋焊管的塑性变形能力优于直缝焊管，**口一般只局限于一个螺距内，这是螺旋焊缝对裂口的扩展起了有力的约束作用所致。

5)韧性和疲劳强度

管道发展的趋势是大口径、高强度。随着钢管直径的加大、所用钢级的提高，产生韧性断裂尖稳扩展的趋势越大。根据美国有关研究机构的试验表明，螺旋焊管与直缝焊管虽然同为一个级别，但螺旋焊管具有较高的冲击韧性。

输送管线由于输量的变化，在实际操作过程中，钢管是承受随机交变载荷的作用。了解钢管的低循环疲劳强度，对判断管线的使用寿命具有重要的意义。

按测定结果，螺旋焊管的疲劳强度与无缝管和电阻焊管相同，试验的数据与无缝管和电阻管分布在同一区内，而比一般的埋弧直缝焊管要高。

6)现场可焊性

现场的可焊性主要是由钢管的材质和端口配合尺寸公差决定的。

考虑到钢管安装施工的要求，钢管加工生产的连续性的和外形几何尺寸的一致性尤为重要。

螺旋焊管的生产是基本上在同一工况条件下稳定的连续流程：而直缝焊管制作工序是分段的，包括整板/压头/预卷/点焊/焊接/精整/组对等多道工序过程。这是螺旋焊管生产区别于直缝焊管生产的重要特征。

稳定的生产工况非常便于焊接质量的控制和几何尺寸的保证。由于螺旋焊管管型规整、焊缝均匀分布，相对于直缝焊管，螺旋钢管有非常好的管口椭圆度和端面垂直度，保证了现场钢管焊接组对时的组对精度。

7)对输送介质流动特性的影响

输送管线中的压降和管子的长度、流体粘滞系数、流体速度、流体阻力系数都成正比，而和管子的内径成反比。而流体阻力系数既与雷诺数有关，又与管子内壁表面的粗糙度有关。经测定，管子内壁表面的粗糙度所起的影响要比局部隆起的面积(如螺旋形的焊缝或纵长的焊缝、甚至包括内环形焊缝)所起的影响大十倍。

8)生产与管理

螺旋焊缝钢管的生产能体现出优质高效的优势。一台螺旋焊管机组的生产量相当于5-8台直缝焊管设备，如何使多台卷管设备生产线都能够达到同一制作标准，即按统一的生产工艺规范和质量保证体系生产以满足焊接质量要求与管道制造等级将是一项繁重的工作。

多头生产势比增加工程管理与质量监督的工程量。多台直缝卷管机组及相应的焊接设备，其操作人员的操作技能、质量意识、分布的点和控制程序的差异将带来生产管理、计划进度、检查验收、交付协调等方面的诸多困难，极易造成管理与协调上的忙乱和生产厂家与施工单位的质量推诿。

9)质量保证

按照螺旋焊管生产标准的规定，螺旋焊缝钢管的主要检验/控制项目包括：

外形尺寸：钢管外径、壁厚、椭圆度、弯曲度、管端垂直度、

长度外观质量：焊缝余高、错边、钢管表面、分层、夹杂、焊缝缺陷判定

化学成分

焊接接头拉伸试验

静水压试验

酸蚀检验

无损检验

而直缝焊管没有相应的生产标准。

一般螺旋焊管机组均采用在线连续检验方式来保证焊缝的的焊接质量，这是螺旋焊管生产区别于直缝焊管生产的另一重要特征。连续检验有利于焊接缺陷的监控、焊接质量的稳定、焊接等级的保证。

由于生产工艺的限制，直缝焊管极难实现连续不间断检验。这将使焊接隐患与质量问题的出现机率增加，甚至影响将来管线运行的整体工作可靠性。

10)生产资质

螺旋焊管生产厂家应持有国家颁发的工业产品生产许可证。许可证制度要求螺旋焊管的生产厂家首先应通过国家认定的权威检定机构的审查考核，具备相应的生产手段、检验设备，质量保证体系运行良好有效，产品应符合国家标准的等级和质量规范的要求，经国家工业产品生产许可证办公室确认后发证。所以螺旋焊管生产厂家均有较为完善的质量保证体系和质量控制的运作程序。

直缝焊管生产厂家没有工业产品生产许可证的要求。

11)价格分析

由于热轧卷板的材质技术性能和生产技术工艺要求较高，故一方面国内符合标准的生产厂家比钢板生产厂家要少，另一方面其生产工艺和品质等级决定其市场价位亦高于热轧钢板。这是螺旋焊管的市场售价高于直缝焊管的主要原因。对于钢管销售价格的组成，材料价格是主导甚至是决定性因素。

认真考察螺旋焊管与直缝焊管的价格差异，螺旋焊管的价位略高于直缝焊管是由于生产主材的价格差异所致。然而钢管制作仅只是项目工程的一部份，若考虑到工程整体质量、项目综合造价等因素，螺旋焊管仍具有整体优势。

6.焊接工艺缺陷产生原因及预防

一般的焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹，至今还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行准确的评判，只是根据荧光屏上得到的缺陷波的形状和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。

对于内部缺陷的性质的估判以及缺陷的产生的原因和防止措施大体总结了以下几点：

1、气孔

单个气孔回波高度低，波形为单缝，较稳定。从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。

产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度烘干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长；埋弧焊时电压过高或网络电压波动太大；气体保护焊时保护气体纯度低等。如果焊缝中存在着气孔，既破坏了焊缝金属的致密性，又使得焊缝有效截面积减少，降低了机械性能，特别是存链状气孔时，对弯曲和冲击韧性会有比较明显降低。

防止这类缺陷防止的措施有：不使用药皮开裂、剥落、变质及焊芯锈蚀的焊条，生锈的焊丝必须除锈后才能使用。所用焊接材料应按规定温度烘干，坡口及其两侧清理干净，并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。

2、夹渣

点状夹渣回波信号与点状气孔相似，条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。

这类缺陷产生的原因有：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边缘和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等。

防止措施有：正确选用焊接电流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必须把坡口清理干净，多层焊时必须层层清除焊渣；并合理选择运条角度焊接速度等。

3、未焊透

反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。这类缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷。

超声波探伤在无损检测焊接质量中的作用

其产生原因一般是：坡口纯边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快，坡口角度小，运条角度不对以及电弧偏吹等。

防止措施有：合理选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。

4、未熔合

探头平移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。

其产生的原因：坡口不干净，焊速太快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等。

防止措施：正确选用坡口和电流，坡口清理干净，正确操作防止焊偏等。

5、裂纹

回波高度较大，波幅宽，会出现多峰，探头平移时反射波连续出现波幅有变动，探头转时，波峰有上下错动现象。裂纹是一种危险性最大的缺陷，它除降低焊接接头的强度外，还因裂纹的末端呈尖销的缺口，焊件承载后，引起应力集中，成为结构断裂的起源。裂纹分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹三种。

热裂纹产生的原因是：焊接时熔池的冷却速度很快，造成偏析；焊缝受热不均匀产生拉应力。防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量，主要限制硫含量，提高锰含量；提高焊条或焊剂的碱度，以降低杂质含量，改善偏析程度；改进焊接结构形式，采用合理的焊接顺序，提高焊缝收缩时的自由度。

冷裂纹产生的原因：被焊材料淬透性较大在冷却过程中受到人的焊接拉力作用时易裂开；焊接时冷却速度很快氢来不及逸出而残留在焊缝中，氢原子结合成氢分子，以气体状态进到金属的细微孔隙中，并造成很大的压力，使局部金属产生很大的压力而形成冷裂纹；焊接应力拉应力并与氢的析集中和淬火脆化同时发生时易形成冷裂纹。

防止措施：焊前预热，焊后缓慢冷却，使热影响区的奥氏体分解能在足够的温度区间内进行，避免淬硬组织的产生，同时有减少焊接应力的作用；焊接后及时进行低温退火，去氢处理，消除焊接时产生的应力，并使氢及时扩散到外界去；选用低氢型焊条和碱性焊剂或奥氏体不锈钢焊条焊丝等，焊材按规定烘干，并严格清理坡口；加强焊接时的保护和被焊处表面的清理，避免氢的侵入；选用合理的焊接规范，采用合理的装焊顺序，以改善焊件的应力状态。

7.焊接钢管的焊接类型

焊接钢管就是采用钢材经过焊接而制作成，焊接钢材的应用空间相当大，优质的焊接钢管其不仅耐腐蚀耐潮，而且在使用过程中其寿命还相当长久，而焊接钢管的质量一方面来源于其自身所选钢材的类型，另一方面则来源于其加工过程中的焊接工艺，焊接工艺的好坏会直接影响其质量，那么焊接钢管的焊接工艺都有哪些呢？

1、高频电阻焊

利用高频电流的集肤效应和邻近效应，快速加热管坯钢带边缘使之达到熔融状态，在挤压辊作用下挤压溶合金属实现焊接的方法。

2、埋弧焊

焊接电弧在焊剂的覆盖下实现电弧焊接的方法。焊接金属熔池在焊剂覆层保护下凝固成焊缝，焊剂熔融层冷却为渣壳覆盖在焊缝外表面。

3、钨极惰性气体保护焊

利用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨等）作为电极的惰性气体保护焊成钨极惰性气体保护焊，其英文简称为TIG焊。它是在惰性气体的保护下，利用钨电极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法。

4、熔化极惰性气体保护焊

使用焊丝为熔化电极的惰性气体保护焊。

5、CO2 气体保护焊

用纯度＞99.8%的CO2 作保护气体的熔化极气体保护焊。

6、混合气体保护焊

由两种或两种以上气体，按一定比例组成的混合气体作为保护气体的气体保护焊；氩弧焊：使用氩气作为保护气体的气体保护焊。

7、脉冲氩弧焊

利用基值电流保持主电弧的电离通道，并周期性地加一同极性高峰值脉冲电流产生脉冲电弧，以熔化金属并控制熔滴过渡的氩弧焊。

8、等离子弧焊

借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。

9、热钎焊

焊接过程中，采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充连接间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法称为钎焊。常用的复合钢钎焊方法为感应钎焊。

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