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直缝焊管在钢结构中应用现状及前景
钢管结构起初用于海上或近海结构,如海洋平台结构。当时人们对焊接钢管节点的性能了解甚少,直到1947年世界上 个现代化的海洋平台在墨西哥海湾建成后,人们才真正认识到直缝管作为结构构件的优越性,从而促使人们开始探索钢管结构的性能。而后,在将近半个多世纪里,世界各国涌现出许多造型独特、构造优美、功能卓越的钢管结构,如德国Stuttgart机场候机大厅采用大口径厚壁直缝钢管构件铸钢节点的树形支承结构,具有造型独特、简捷明快的特点;日本大阪的Kansai机场航站楼屋面结构,采用了圆管截面的曲线三角桁架:英国伦敦布什来恩宫,外露式的圆管截面桁架把立面荷载传递到立柱里,管截面内注入水用于防火,正好弥补了钢结构建筑耐火性差的弱点;还有加拿大多伦多Skydome的开合屋盖、法国戴高乐机场的高速铁路火车站等都是著名的钢管结构建筑,我国直缝焊管结构的发展要晚于西欧、北美、日本等国,但在最近十年,钢管结构在我国也得到了飞速发展。特别是以鸟巢为代表的奥运场馆落成,不仅为2008年奥运会树立一座独特的历史性的标志性建筑,而且在世界建筑发展史上也具有开创性意义,为21世纪的中国和世界建筑发展提供历史见证,该工程首次采用低合金高强钢Q460,大大节省了钢材用量。



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机械扩径埋弧焊直缝钢管变形过程
根据钢管机械扩径过程的不同阶段,整个变形过程可以分为以弹性变形为主的整圆,塑性变形为主的扩胀变形和卸载回弹3个主要阶段。
1、整圆:钢管在扩径前经过成形、焊接等多道工序,其截面形状大多为近似椭圆,还存在一定的直线段和棱角。整圆就是将钢管截面由近似椭圆变成圆。
管壁在扩径头作用下,发生弯曲变形,随着扩径头的不断径向扩胀,椭圆长轴不断缩短,短轴不断伸长,最终扩径头与钢管内壁完全贴合。这个阶段钢管的变形主要为弹性变形,只有形状变化。
2、扩胀变形:钢管在扩径头作用下,直径不断扩大,管壁不断减薄。开始时,钢管处于弹性变形阶段,当管体的应力达到管材屈服强度时,钢管便进入塑性变形阶段,发生变形。
3、卸载回弹:扩径头回撤,钢管变形有一定的弹性回复。



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埋弧焊直缝钢管机械扩径的作用? 1、可有效提高钢管尺寸精度:目前,直缝埋弧焊管成型方式主要有UO,RB,JCO,C和Hu-Metal,采用这5种成型方式生产的钢管,不同程度地存在几何尺寸精度不高的问题。由于直缝埋弧焊缝是在管体的一侧进行内、外焊,因而钢管在热应力的作用下要发生弯曲变形,而焊缝部分纵向收缩量也较大,使钢管的直线度受到严重影响;另外,这5种成型方式生产的钢管,椭圆度均较大,尤其是JCO和C成型钢管。因此,必须通过扩径、整圆等工艺提高钢管的几何精度。2、减少或消除在制管、试验过程中引起的包辛格效应:由于钢管在成型和试验过程中会产生包辛格效应,使屈服强度下降,而钢管在扩径时冷作硬化,扩径后可提高钢管的屈服强度,这样就减少了为达到钢管的强度要求而提高板材等级所造成的浪费。3、消除钢管成型和焊接的残余应力:冷扩径可以消除成型和焊接时造成的残余应力,改善钢管内应力的分布状态,从而避免因所输送石油或天然气中的H2S在钢管应力集中区域产生氢脆甚至裂纹的情况。