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直縫電焊鋼管的殘余應力及焊接強度

直縫電焊鋼管對接接頭的應力集中主要是焊縫余高引起的。焊縫的余高愈嚴重,焊接接頭的強度反而會降低。焊后削平余高,只要不低于母材,減少應力集中,有時反而可以提高焊接接頭的強度。

焊縫的轉角半徑愈小,應力集中的程度則愈大,反之,應力集中的程度則愈小。因此,對埋弧焊焊縫的要求:一是余高要小,二是焊縫要圓滑過度,使轉象半徑R值增大。

埋弧焊直縫鋼管的焊縫均為對接接頭的焊縫,如果不控制好焊縫余高和轉角半徑,則焊趾處的應力大,以致焊管在服役這程尤其是在腐蝕介質中,易在焊趾處產生應力腐蝕裂紋。

焊縫在成型和焊接過程中不可避免地會產生殘余應力,因此管坯在成型、焊接后要消除殘余應力。擴徑可消除殘余應力,但是殘余應力很難完全消除,焊趾處的殘余 應力也不可能消除。為了預防在焊趾處產生應力腐蝕裂紋,這需要控制好成型、焊接時的殘余應力,尤其是焊趾處的殘余應力。

在防腐作業時如采用環氧樹脂玻璃布進行防腐,外焊縫余高大,將使焊趾處不易壓牢。同時焊縫越高則防腐層越應加厚,因標準規定防腐層的厚度是以外焊縫的頂點為基準測算的,這加大了防腐的成本。

埋弧焊直縫鋼管在水壓擴徑時,是通過內腔與鋼管擴徑尺寸一致的左、右2部分外模將鋼管包住的,因此,焊縫的余高過大,在擴徑時焊縫承受的剪應力大,焊縫2側易出現“小直邊”現象。但經驗證明,當外焊縫的余高控制在2mm左右時,水壓擴徑時不會出現“小直邊”現象,管形不會受到影響。這是因為外 焊縫的余高小,焊接接頭所承受的剪應力也小。

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