直缝钢管焊接（jiē）工艺和残余弹复问题

直缝钢管在（zài）焊接时形成的连接（jiē）两个被连（lián）接体的接缝称（chēng）为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而（ér）发生组（zǔ）织和性能变化，这一区域被称为热影响区。焊接（jiē）时因工件材料焊接材料、直缝钢管的焊接电流等不（bú）同，焊后在焊缝和热（rè）影响区可能产生（shēng）过热、脆化、淬硬或（huò）软化现象，也使焊件性能下降，恶化焊接性。这就需要调（diào）整焊接（jiē）条件，焊前对焊件接口（kǒu）处（chù）预热、焊时保（bǎo）温（wēn）和焊后热处理可（kě）以焊（hàn）件的焊接质董。

直缝钢管是两种或两种（zhǒng）以同种或异种材料通过原子（zǐ）或分子之问（wèn）的结合和扩散连（lián）接成一（yī）体的工艺过程，促（cù）使原子和分子之问产生结合和扩散的方法是（shì）加热或（huò）加压，或（huò）同时加热又加压。

另外，焊接（jiē）足一个局部的加热和冷却过程，焊接区（qū）由于（yú）受到四周（zhōu）工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩氵冷却后（hòu）在焊件中便产生（shēng）焊接应（yīng）力和变形。重要产品焊后都需要焊

接应（yīng）力，矫正焊接变形。

直缝（féng）钢管对接接头焊缝的横截面形状（zhuàng），决定于被（bèi）焊接体在焊接（jiē）前的厚度和两接边的坡口（kǒu）型式。焊（hàn）接较厚的钢板时，为了焊透而在接边处开（kāi）出各种形状的坡口，以便较容易地送入焊条或焊丝。坡（pō）口型式（shì）有单（dān）面施焊（hàn）的坡（pō）口和两面施焊的坡口。选择坡口（kǒu）型式时，除焊透外还应考虑施焊方便（biàn），填充金属蚩少，直缝钢管的焊接变形小和坡（pō）口加工费用低等因素（sù）。

焊接钢管残余弹复问题：

焊接钢管由于管坯内部所残存的这部分（fèn）弹复弯矩(简称残余弹复弯矩或残余弯矩)所引起的残余应力对（duì）焊接钢管的服役性能有着（zhe）显著的（de）影响，因此，业内（nèi）人士对焊接钢管的残余弹复问题的认识与研（yán）究日趋重视。目前，购方在订购钢管时，为了管线(尤其是一些（xiē）重要（yào）的油气输（shū）送（sòng）管线)运行的，对焊管的残余弹复控制通常进行明确的量化限定并附加在要求为严格的钢管订货补充（chōng）技术条件中。这一做法已成为目前通行的一种惯例。在焊接（jiē）钢管（guǎn）的制造过程（chéng）中带钢沿的角度和（hé）方向被（bèi）送进上卷式成型器，经过三辊式弯板机的弯曲变（biàn）形、外抱辊或内撑辊的定径成型、内外焊装置的焊接等过程后，会在成品管坯的内（nèi）部残存一部分弹复弯矩。这部分弹复弯矩（jǔ）与使管坯保持为圆形所需的力矩相平衡，且使管坯自身时刻处于一种趋于弹性（xìng）恢复的状态。如果将管坯沿其轴向（xiàng）切割开并去除其圆周方向的约束，则这部分残存的弹复（fù）弯矩（jǔ）就会自由释放，从而导致管坯发生弹复。这就是所谓的焊接钢管残余弹（dàn）复问题（tí）。焊接钢管焊接完毕之（zhī）后没有冷扩径工序，使得焊接完毕（bì）之（zhī）后焊管内（nèi）鄙的残（cán）余应ヵ表现型式（shì）复杂多样，如分布（bù）不均匀、峰值（zhí）较高等，而且各厂家生产（chǎn）的直缝焊管残余应力差异较大。焊接（jiē）钢管内部存在较（jiào）大的残余拉应力（lì）是限制焊接钢（gāng）管使用的主要原因之

一。这种残余拉应力一（yī）方面和输送压力叠加（jiā）在一起成为裂纹失稳扩展（zhǎn）的驱动力；另一方（fāng）面由于残余应（yīng）力分布的不均匀性，使焊接钢（gāng）管的局部存在较高（gāo）的（de）残余拉应力，该局部较高（gāo）的应力与工作压力叠加（jiā）后，在有腐蚀介质（zhì）存在时，极易产（chǎn）生应力腐蚀破坏或腐蚀疲劳破坏，造成管道早期失效：这也是人们认为焊接钢管的性比UOE焊管低的原（yuán）因之二。而且随着输送压力的提高和焊管钢级的提高，这一问题显（xiǎn）得加突（tū）出。然而，对外定（dìng）径成型器来说，当带钢（gāng）在成型器（qì）的三辊弯板机中弯曲变形所形成的弯曲曲率1/R2大于（yú）成品管坯的弯（wān）曲曲率1/R。时，通过借助增设于管（guǎn）坯输出的螺旋方向上的一种阻尼装置(需要进行设计)所提（tí）供的约束和控制，依然可以使处于小管径状态下α2(Ro)的（de）管坯在被（bèi）焊接之前能够（gòu）向外扩胀（zhàng）至规定管径RO并达成外（wài）抱辊对管坯定径的目的。如图633所示ε这样一来，所（suǒ）制造出的管坯（pī）就会具（jù）有周向负弹复特性。也就是说，对外定径成型器来说（shuō），当其借助一种经过设计的阻尼装置所提供的约束（shù）作为辅助控制手（shǒu）段时。也可以制造出具有周向负弹复特性的（de）管坯。虽然这种阻尼装置目前还没（méi）有应用，但这种ェ艺措施的合理性和可行性不能被否认，以上是介绍焊接钢管的弹（dàn）复特性。