螺旋埋弧焊钢管与直缝埋弧焊钢管
管材管件基本知识
管材基本知识第一部份管材一、钢管钢管按其制造方法分为无缝钢管和焊接钢管两种。
无缝钢管用优质碳素钢或合金钢制成，有热轧、冷轧（拔）挤压管、顶管之分。
焊接钢管是由卷成管形的钢板以对（直）缝或螺旋缝焊接而成，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。
因此，较小口径的焊管大都采用直缝焊，大口径焊管则大多采用螺旋焊。
在制造方法上，又分为低压流体输送用焊接钢管、螺旋缝电焊钢管、直接卷焊钢管、电焊管等。
无缝钢管可用于各种液体、气体管道等。
焊接管道可用于输水管道、煤气管道、暖气管道等1、焊接钢管（焊管）（1）低压流体输送用焊接钢管与镀锌焊接钢管低压流体输送用焊接钢管，由碳素软钢制造，是管道工程中最常用的一种小直径的管材，适用于输送水、煤气、蒸气等介质。
内外壁镀上一层锌保护层的约较非镀锌的重3%-6%。
按其管材壁厚不同分为：薄壁管、普通管和加厚管三种。
薄壁管不宜用于输送介质，可作为套管用。
（2）直缝卷制电焊钢管直缝卷制电焊钢管，可分为电焊钢管和现场用钢板分块卷制焊成的直缝卷焊钢管。
能制成几种管壁厚度。
（3）螺旋缝焊接钢管螺旋缝焊接钢管分为自动埋弧焊接钢管和高频焊接钢管两种。
a.螺旋缝自动埋弧焊接钢管按输送介质的压力高低分为甲类管和乙类管两类。
甲类管一般用普通碳素钢Q235、Q235F及普通低合金结构钢16Mn焊制，乙类管采用Q235、Q235F、Q195等钢材焊制，用作低压力的流体输送管材b.螺旋缝高频焊接钢管螺旋缝高频焊接钢管，尚没统一的产品标准，一般采用普通碳素钢Q235、Q235F等钢材制造。
焊管一般用途：1).低压流体输送用焊接钢管（GB/T3092-1993）也称一般焊管，俗称黑管。
是用于输送水、煤气、空气、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。
埋弧焊钢管焊缝余高的控制
埋弧焊钢管焊缝余高的控制摘要:主要阐述了控制输送用钢管埋弧焊内、外焊缝余高的重要性。
焊缝的余高大,则焊缝的应力集中系数大,容易形成应力腐蚀裂纹。
外焊缝余高大,不利于防腐;内焊缝余高大,将会增加输送介质的能源损失等。
重点介绍了螺旋埋弧焊管内焊缝易出现的“马鞍形”问题。
“马鞍形”内焊缝在焊趾处的应力相当大,这对用于输送腐蚀性介质的钢管是最有害的。
为了延长钢管的服役年限,必须对焊缝余高进行有效的控制。
结合生产实际,提出了输送用钢管埋弧焊焊缝余高的控制措施。
0 前言无论是直缝埋弧焊管(LSAW)还是螺旋缝埋弧焊管(SSAW),对其焊接质量的评价,首先是看内、外焊缝的余高及其形状控制得好不好,焊缝流线是否规整等。
焊缝余高大且不是圆滑过渡(即转角半径小),则焊缝焊趾部位的应力集中系数大,对抗SCC不利。
此外,外焊缝的余高大,会给管子的防腐作业增加难度,成本增高;内焊的余高大,则对管道输送介质的摩擦阻力大,管输耗能也就大。
因此,在生产埋弧焊管时,必须控制内、外焊缝的余高。
API 5L标准中规定的焊缝余高只是最低标准,而油气输送管线和海洋用管均将焊缝余高控制在2.5 mm以下。
输送用埋弧焊管的焊缝最大余高,在多个标准中都作了规定,见表1。
1 焊缝余高大的负面影响1.1焊趾处易形成应力腐蚀裂纹(SCC)对接接头的应力集中主要是焊缝余高引起的。
埋弧焊管对接接头中的工作应力分布如图1所示[1]。
从图1看出,对接接头的焊缝,其焊趾处的应力最大。
应力集中系数的大小取决于焊缝余高h、焊趾处夹角θ和转角半径r。
焊缝余高h增加,则θ角增加,r值减小,会使应力集中系数增大。
从图1还可得出埋弧焊管对接接头几何尺寸与应力集中系数KT的关系式为:KT=σmax/σ0焊缝的余高愈大,应力集中程度愈严重,焊接接头的强度反而会降低。
焊后削平余高,只要不低于母材,减少应力集中,有时反而可以提高焊接接头的强度。
焊缝的转角半径愈小,应力集中的程度则愈大;反之,应力集中的程度则愈小。
压力管道的类别、级别和钢管分类
压力管道的类别、级别和钢管分类压力管道类别、级别压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。
-------国务院令（2009）第549号《特种设备安全监察条例》1 GA类(长输管道)长输(油气)管道是指产地、储存库、使用单位之间的用于输送商品介质的管道，划分为GAl级和GA2级。
’1．1 GAl级符合下列条件之一的长输管道为GA1级；(1) 输送有毒、可燃、易爆气体介质，最高工压力大于4．0MPa的长输管道；(2) 输送有毒、可燃、易爆液体介质，最高工作压力大于或者等于6．4 MPa，并且输送距离(指产地、储存地、用户间的用于输送商品介质管道的长度)大于或者等于200km的长输管道。
1．2GA2级GAl级以外的长输(油气）管道为GA2级。
2G B类(公用管道）公用管道是指城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道，划分为GB 1级和GB2级。
2．1 GB 1．级城镇燃气管道。
2．2 GB2级城镇热力管道。
3 GC类(工业管道)工业管道是指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道，划分为GC 1．级、GC2级、GC3级。
3．1 GC 1级符合下列条件之一的工业管道为GC 1级：(1) 输送GB 5044—85《职业接触毒物危害程度分级》中规定的毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质和工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道；(2) 输送GB 50160—1999《石油化工企业设计防火规范》及GB 50016--2006《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体(包括液化烃)，并且设计压力大于或者等于4．0 MPa的管道；(3) 输送流体介质并且设计压力大于或者等于10．0MPa，或者设计压力大于或者等于4．0MPa，并且设计温度大于或者等于400~C的管道。
螺旋缝双面埋弧焊钢管的生产工艺及质量控制
螺旋缝双面埋弧焊钢管的生产工艺及质量控制一、螺旋缝双面埋弧焊钢管的生产工艺及质量控制我公司螺旋缝双面埋弧焊钢管机组是采用现阶段较先进的工艺装备，在钢管外观、标称几何尺寸及椭圆度、直度控制上，优势明显。
螺旋缝双面埋弧焊钢管比其它焊管具有很多的优点： (一)、该焊管有相重叠的内外两条螺旋焊缝，起到增加刚性的作用，承压力也相应提高。
(二)、采用埋弧焊工艺，熔渣保护效果好。
因此，具有良好的冲击韧性和低温使用性能。
(三)、利用同等宽度的钢带可生产不同直径和长度的钢管，而且直度好。
易调整，尺寸精确，焊后不需定径和矫直。
该焊管还可以根据不同的材质，选用与之相匹配的焊接材料和焊接工艺，可适用于各种规格的焊管生产。
二、我公司生产机组结合国内许多厂家机组的特点，借鉴德国进口机组的设计，机组的适用范围、产品质量、都具有八、九十年代国际先进水平，也完全代表了国内先进水平，该机组前摆式主机，内承式成型机与外抱式成型机组，具有成型机理更合理，降低了管壁的残余应力，提高了钢管的承压能力，调整简便的优点。
机组采用上卷辊式成型、双面焊接的先进工艺，焊接设备采用美国林肯焊机，配备有管端自动平头倒棱机、X射线探伤机、自动超声波探伤机、500吨水压机，生产检测手段齐全，年生产能力可达20万吨，通过ISO9001国际质量体系认证，建立了持续有效的质量保证体系，产品质量达到现阶段国内比较先进的水平。
1、采用标准我国国家和行业标准：GB／T9711.1-97 SY／T5037-20002、质量体系(1)质量方针以加强管理为基础，以满足客户需要为目的，确保产品质量，追求企业的持续改进。
(2)人员资格制定了中期、长期、年度职工培训、教育计划，有完整的组织领导机构，有考核、奖罚管理制度，建有职工培训教育档案，对每个岗位人员的职责、资格和操作水平有严格要求，并经考核进行了上岗资格认证。
对焊接及检测岗位工作人员有特殊要求，需持考核证才能上岗。
(3)工序控制a．特殊工序：生产工序规定焊接、成型为特殊工序，每个特殊工序都相应建立质量控制点，进行重点控制管理。
焊接钢管的标准
焊接钢管的标准焊接钢管也称焊管，是用钢板或钢带经过卷曲成型后焊接制成的钢管。
焊接钢管生产工艺简单，生产效率高，品种规格多，设备资少，但一般强度低于无缝钢管。
20世纪30年代以来，随着优质带钢连轧生产的迅速发展以及焊接和检验技术的进步，焊缝质量不断提高，焊接钢管的品种规格日益增多，并在越来越多的领域代替了无缝钢管。
焊接钢管按焊缝的形式分为直缝焊管和螺旋焊管。
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。
因此，较小口径的焊管大都采用直缝焊，大口径焊管则大多采用螺旋焊。
1.低压流体输送用焊接钢管（GB/T3092-1993）也称一般焊管，俗称黑管。
是用于输送水、煤气、空气、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。
2.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。
3.普通碳素钢电线套管（GB3640-88）是工业与民用建筑、安装机器设备等电气安装工程中用于保护电线的钢管。
4.直缝电焊钢管（YB242-63）是焊缝与钢管纵向平行的钢管。
钢管生产工艺
3.3无缝钢管工艺流程图
四、焊管生产工艺
4.1焊接钢管
定义
• ◆焊接钢管即有缝钢管，其生产是将管坯（钢板和钢带）用各种
成型方法弯卷成要求的横断面形状和尺寸的管筒，再用不同的焊 接方法将焊缝焊合而得到钢管的过程
特点 • 产品精度高，尤其是壁厚精度 • 主题设备简单，占地小 • 生产上可以连续化作业 • 生产灵活、机组的产品范围宽
4.2.1直缝高频焊管（ERW）
将热轧卷板经过成型机成型后，利用 高频电流的集肤效应和邻近效应，使管坯 边缘加热熔化，在挤压辊的作用下进行 压力焊接来实现生产的
பைடு நூலகம்
4.2.2高频焊管工艺流程图
4.3.1螺旋钢管生产工艺
1、螺旋钢管原材料即带钢卷、焊丝、焊剂。 2、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。 3、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。 4、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。
4.4.2.1UOE直缝埋弧焊管成型工艺
UOE直缝埋弧焊钢管成型工艺的三大主成形工序包括: 钢板预弯边、U 成型及O 成型。各工序分别采用专用的成 型压力机,依次完成钢板边部预弯、U成型及O成型三道工 序,将钢板变形成为圆形管筒。如图：
4.4.2.2JCOE直缝埋弧焊管成型工艺
成型：在JC0 成型机上经过多次步进冲压，首先将钢板的一半压 成“J，，形，再将钢板的另一半压成“J”开，形成 C”形， 最后从中部加压从而形成开口的“0”形管坯。如图：
4.4.3直缝埋弧焊钢管生产工艺流程图
石油管道焊接
油气长输管道近年来全球对石油天然气的需求大大的增加，在中国，西部的油气资源量非常丰富，而在东部则有很多的发展中的大城市，这些城市的发展离不开对能源的需求，但是由于东部能源的过度开采，已经渐渐不能满足城市的发展需要。
国家对这一现象做出了调控，在2000年2月国务院第一次会议批准启动“西气东输”工程，是拉开西部大开发序幕的标志性建设工程。
在油气的东输过程中，涉及到了很长的管线焊接工序，焊接工序是管线建设的重要环节,施工中管口焊接的时效性和安全可靠性均对在建管道的质量有着很大的影响。
一、油气长输管道的用途油、气长输线管是一种经济、安全、不间断和大规模的石油、天然气运输方式。
统称油气长输管线。
在油气的储运中，石油运输有公路运输和铁路运输，水运输和管道运输等四种。
水运是最经济的运输方式，但受地理条件限制，而公路运输亮小且造价昂贵，只能作为短途运输，的辅助手段;铁路运输成本高于管道运输，在管道未建成前，它往往是主要运输方式，运输量增大到一定程度，铁路运输不仅不经济，而且也将因运力有限成为不可能，输油管道的运输方向不受限制，与其他陆地运输方式相比，运输费用最低，所以成为主要的石油运输方式。
而且天然气密度小，体积大管道输送几乎成了唯一的方式。
从气田的井口开始，经矿场、集气、净化、长输线管，知道通过配气管网送到用户，形成一个统一的密闭输气系统，油气的储运管道输送方面除原油和天然气外，还有成品油管道和其他液体、气体的输送管道。
管道运输由于具有缓和交通、安全性好、降低噪音和空气污染，能耗低，不受天然气条件影响等优点，因而具有广阔的发展前景。
出输送液体和气体外、管道也以用于长距离输送一些固体物质，如水煤浆等。
美国《土木工程》杂志预计在21世纪，美国许多长途货运都会由管道承担。
二、油气长输线管的分类(1)按汽、油的生产、处理和使用环节，油气管道可分为：矿场集输管网，干线输油气管道，炼油厂和石化厂油气集输管网，各种运输纽、终点油库和配气站管道、，城市配气管网等。
直缝钢管
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高频直缝钢管生产工艺流程图
高频焊接是根据电磁感应原理和交流电荷在导体中的趋肤效应、邻近效应和涡流热效应，使焊缝边缘的钢材 局部加热到熔融状态，经滚轮的挤压，使对接焊缝实现晶间接合，从而达到焊缝焊接之目的。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。
全面分析
高频焊管机组 高频激励电路
高频焊接工艺 要求与检验
直缝钢管直缝钢管的高频焊接过程是在高频焊管机组中完成的。高频焊管机组通常由滚压成型、高频焊接、 挤压、冷却、定径、飞锯切断等部件组成，机组的前端配有储料活套，机组的后端配有钢管翻转机架；电气部分 主要有高频发生器、直流励磁发电机和仪表自动控制装置等组成。现以165高频焊管机组为例，其主要技术参数 如下：3.1焊管成品
钢管的高频焊接正是利用交流电的趋肤效应和邻近效应，钢材（带钢）经滚压成型后，形成一个截面断开的 圆形管坯，在管坯内靠近感应线圈中心附近旋转一个或一组阻抗器（磁棒），阻抗器与管坯开口处形成一个电磁 感应回路，在趋肤效应和邻近效应的作用下，管坯开口处边缘产生强大而集中的热效应，使焊缝边缘迅速加热到 焊接所需温度经压辊挤压后，熔融状态的金属实现晶间接合，冷却后形成一条牢固的对接焊缝。
圆管外径： φ111~165mm 方管： 50×50~125×125mm 矩形管： 90×50~160×60~180×80mm 成品管壁厚：2~6mm 3.2成型速度： 20~70米/分钟 3.3高频感应器： 热功率： 600KW 输出频率： 200~250KHz
高频激励电路（又称高频振荡电路），是由安装在高频发生器内的大型电子管和振荡槽路组成，它是利用电 子管的放大作用，在电子管接通灯丝和阳极时，把阳极输出信号正反馈到栅极，形成自激振荡回路。激励频率的 大小取决于振荡槽路的电气参数（电压、电流、电容和电感）。
直缝埋弧焊钢管技术标准
油气管标准比照表(制造公差) 项目9711.1 9711.2 API 5L (43版)API 5L (44版)外径偏差管端(-0.79,+2.38)mm,D>508mm冷扩径管,两端外径之差≤2.38mm 管端①D≤610mm,±0.5mm或±0.5%D(取大值),最大±1.6mm②D(610,1430)mm,±1.6mm③D>1430mm,协议①D≤60.3mm,+0.41mm,-0.8mm②D(60.3,508)mm,±0.75%③D(508,914)mm,+0.75%,-0.25%④D>914mm ,+6.4mm,-3.2mm①168.3<D≤610mm,±0.5%D,最大偏差为±1.6mm②610<D≤1219mm,±1.6mm管体管体①D≤610mm,±0.75%D最大±3mm②D(610,1430】mm,±0.5%D, 最大±4mm③D>1430mm,协议①D≤273mm,+ 1.6mm,-0.4mm②D(273,508)mm,+2.4mm,-0.8mm③D(508,1066)mm,+2.4mm,-0.8mm④D>1066mm ,+2.4mm,-0.8mm ①168.3<D≤610mm,±0.75%D,最大偏差为±3 mm②610<D≤1219mm,±0.5%D,最大偏差为±4 mm椭圆度管端:2%D ①D≤610mm,1.5%(管端)、2%(管体)②D>610mm管端:D/T≤75时,1.0%,D/T>75时,1%(D>1430mm时协议)管体:D/T≤75时,1.5%但最大15mm,D/T>75时,2% 管端,一般至少每十根测量一次;管体,每班测量两次,开始中间各测量一根。
浅谈原油长输管道管材及壁厚选择
浅谈原油长输管道管材及壁厚选择（2.广东中化石油化工设计有限公司，广东广州 510700）摘要：对于原油埋地长输管道系统，管线系统的安全运行至关重要。
在管道设计时需要对不同管材类型进行比较，结合管道运行工况选择合理的壁厚等级，并进行相应的强度及稳定性校核。
关键词：长输管道；管材；壁厚引言管道是长距离输送管道系统设计的重要组成部分，输油管道多采用地下敷设的方式。
随着油品输送距离和输量增加，管道输送压力不断增高，管线设计时，根据管道工艺设计条件并结合技术经济比较，选择合理的管材及管道壁厚尤为重要。
1钢管类型国内外油气管道工程所使用的钢管主要有：直缝埋弧焊钢管（LSAW）、螺旋缝埋弧焊钢管（SSAW）、直缝高频电阻焊钢管（ERW）和无缝钢管（SML）。
无缝钢管（SML）是用钢锭或实心管坯经穿孔和轧制等程序制成，管子无焊缝，性能优异，但是价格比较贵，一般在小口径管道工程中使用。
直缝埋弧焊钢管（LSAW）是将钢板在模具或成型机中压（卷）成管坯，采用UOE、JCOE或HME方式并扩径程序制成。
其焊缝的韧性、塑性、均匀性和致密性较好。
制管价格较贵，管材价格高。
螺旋缝埋弧焊钢管（SSAW）焊缝熔敷填充金属，焊缝比较长，相对于直缝钢管更易出现缺陷，防腐质量不易控制。
管材价格相对于无缝钢管便宜。
直缝高频电阻焊钢管（ERW）是由带钢经预弯、连续成型、焊接、热处理、定径等工序后成型。
ERW钢管外观质量缺陷较少，生产成本比无缝钢管（SML）低很多。
目前，国产ERW钢管质量已有很大提高，应用范围不断扩大，广泛应用在长输管道线路工程。
近些年我国制管业及冶金业随着管道工程的建设，已经迅速发展起来，钢管质量有了很大的保证，国内钢管厂家对各种管型的生产能力一般为：螺旋缝埋弧焊钢管≥ DN200；直缝埋弧焊钢管≥ DN400；直缝高频电阻焊钢管（ERW）DN125～DN600；无缝钢管≤DN300，（直径＞ DN300 的钢管生产厂家少且价格高）。
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螺旋埋弧焊钢管与直缝埋弧焊钢管
50～60 年代，螺旋钢管在油气输送管道中得到广泛的应用，70～80 年代受到直缝埋弧焊钢管及ERW
钢管的严重挑战，至今世界各国在油气管道输送中基本上已不再采用螺旋钢管，国际上许多大石油公
司及管道公司已经不允许在油气管道上选用螺旋埋弧焊钢管。这是因为管道工业的发展对钢管可靠性
要求越来越高，而螺旋钢管由于其制造本身无法克服的缺陷，使其难以满足客观发展的要求。
螺旋管与直缝埋弧焊钢管在质量上相比有一定的不足，下面总结有七条供大家参考。
(1)螺旋钢管的制造工艺决定其残余应力较大， 据国外有关资料记载，有些甚至接近屈服极限，直缝埋
弧焊钢管因采用扩管工艺，残余应力接近零。
(2)螺旋焊缝焊接跟踪及超声波在线检测跟踪均较困难，因此，焊缝缺陷超标概率高于直缝埋弧焊管。
(3)螺旋钢管焊缝错边量多数在1.1～1.2 mm ,按照国际惯例错边量要小于厚度的10%，如管道壁厚较小
时，错边量难以满足要求，而直缝埋弧焊管无此问题。
(4)与直缝埋弧焊管相比，螺旋焊缝流线较差，应力集中现象严重
(5)螺旋埋弧焊钢管热影响区大于直缝埋弧焊钢管的热影响区，而热影响区是焊管质量薄弱环节。
(6)螺旋缝焊钢管几何尺寸精度差，给现场施工（如对口、焊接）带来一定的困难。
(7)同样直径，螺旋缝焊钢管能达到的厚度远小于直缝埋弧焊钢管。