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螺旋钢管残余应力

日期:2020-01-07

残余应力是构件中没有暴露在初始应力载荷作用下的截面构件已经存在的许多原因,其中焊接残余应力是非常重要的一个,除了钢在焊接过程中会产生应力所涉及的是焊接件局部加热过程,然后逐渐冷却,不均匀的温度场会使焊件各部位产生不均匀变形,产生各种焊接残余应力。焊接构件产生的内应力称为焊接应力,作用时间可分为瞬时焊接应力和焊接残余应力。焊接过程中,焊接应力称为瞬时焊接应力,随时间变化。焊后残余应力在焊件中称为残余应力。对于钢材来说,焊接残余应力和变形结构是影响其断裂强度、疲劳强度和结构稳定性的重要因素。焊接残余应力显著降低了有效比例极限焊件材料,是结构脆性断裂的重要原因之一。焊接结构中的残余拉应力会降低结构的疲劳和腐蚀能力;残余压应力会降低受压构件的刚度,从而降低构件的稳定能力。

螺旋钢管残余应力

螺旋焊接钢管在石化、热力及城市排水管网工程等领域有着广泛的应用,特别是在石油天然气长距离输送管道中应用更为广泛。油气管网,几乎全部采用螺旋焊接钢管,具有较高的安全性、耐久性和经济合理性。由于螺旋焊接钢板的直径一般不受钢板宽度的限制,由不同规格的钢板卷制而成,因此不需要宽钢板宽度。这给板材制造、运输带来了便利,比扁钢使用的价格低得多,适合中国的实际情况。螺旋焊管在焊接后产生弹性回复,预暴露在相当于管道周向拉应力的情况下,压力管道的应力降低,应力腐蚀能力降低。

形成连续螺旋焊接钢管时,目前广泛采用的焊接制造方法是夹持内、外支撑两种成型方法,可以通过调整不同钢管的形状和尺寸来获得。为了防止弯曲高度过大,辊弯成形三点与钢板接触一般相差不大,厂家使用的成型量都小于,管的曲率半径曲率半径是根据轧辊(或外托辊)的顺序而形成的,即按轧辊(或外托辊)的顺序在钢中实际是弹塑性变形的混合体。螺旋焊钢管沿母线方向切割后,必须有一定的周向开度,即钢结构中有一定量的炸弹,钢管内有残余内应力。由于钢管的内应力,外管是一种拉应力,因此,这会降低钢管的承载力,增加外管的腐蚀,对钢材的使用产生不利影响。