近年來，直縫鋼管由于、且性能逐漸提高，在工業(yè)生產(chǎn)中使用直縫焊管代替無縫焊管的越來越多。目前國(guó)內(nèi)多數(shù)焊管企業(yè)只能生產(chǎn)中小口徑的焊管。由于公司對(duì)我國(guó)實(shí)行技術(shù)保密只賣設(shè)備不賣技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)的大口徑焊管生產(chǎn)企業(yè)仍不能自主相應(yīng)的焊管生產(chǎn)工藝與設(shè)計(jì)軋輥。新工藝與新產(chǎn)品的仍依賴于公司。開展焊管生產(chǎn)工藝與軋輥設(shè)計(jì)的研究，可以提高我國(guó)焊管的生產(chǎn)技術(shù)水平和競(jìng)爭(zhēng)力，適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。

焊管成型方法主要包括連續(xù)輥式成型和排輥成型，目前上較為的是柔性成型。連續(xù)輥式成型的優(yōu)點(diǎn)是成型效果好，不足之處是軋輥通用性差、消耗大，備輥量高，生產(chǎn)成本高。排輥成型的優(yōu)點(diǎn)是通用性好，但是成型效果差。研究工作表明，采用排輥成型多數(shù)只能生產(chǎn)薄壁鋼管，而且容易產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。柔性成型屬于一種混合成型方法，兼有排輥成型通用性好的優(yōu)點(diǎn)，也具備連續(xù)輥式成型高的優(yōu)點(diǎn)，其不足在于對(duì)軋輥加工精度要求高，結(jié)構(gòu)調(diào)整的控制。目前此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)引進(jìn)的大口徑焊管軋機(jī)上采用，國(guó)內(nèi)目前還不具備生產(chǎn)采用柔性成型方法的大口徑焊管軋機(jī)的能力。

焊管生產(chǎn)在鋼管生產(chǎn)中占有重要地位，工業(yè)的焊管產(chǎn)量一般要占鋼管比重的60%-70%，而現(xiàn)代焊管技術(shù)正向提高管坯、發(fā)展成型技術(shù)、控制焊接工藝、焊縫處理、在線檢測(cè)手段的方向發(fā)展。

焊管的定義及工藝特點(diǎn)

焊管就是將鋼板或帶鋼卷成管筒狀，然后將接縫焊合而成的鋼管。其基本工序?yàn)榕髁蠝?zhǔn)備一成型一焊接一精整一檢驗(yàn)一包裝入庫(kù)。焊管之所以有巨大的發(fā)展前景，主要是與其產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)分不開的。其主要特點(diǎn)有：

(1)產(chǎn)品，尤其是壁厚精度。

(2)主體設(shè)備簡(jiǎn)單，占地小。

(3)生產(chǎn)上可以連續(xù)化作業(yè)，甚至“無頭軋制”。

(4)生產(chǎn)靈活，機(jī)組的產(chǎn)品范圍寬。

直縫埋弧焊管(LSAW)在我國(guó)應(yīng)用于油氣輸送工程比較晚，但起步，發(fā)展步子大，成績(jī)顯著。因?yàn)樗邢铝袃?yōu)點(diǎn)：①成型工藝比較容易，有預(yù)焊及精焊，焊接比較容易；②有全管擴(kuò)徑工藝，比較容易應(yīng)力，殘余應(yīng)力較?。虎蹘缀尉群土W(xué)性能較好，穩(wěn)定，性高；④應(yīng)用廣泛，可以應(yīng)用于油氣管線，可以用于陸上二、三、四類地區(qū)、穿越段及海底管線；⑤可以達(dá)到高鋼級(jí)≥X120，大壁厚≥40mm。它的局限性有：①直徑一般在≤1422mm，受到板寬的限制；②UOE成型方式投資昂貴，JCOE成型方式適用于中型企業(yè)。③直徑≤406mm時(shí)，制作上不夠經(jīng)濟(jì)。

高頻直縫焊管(ERW)在我國(guó)起步較早，但應(yīng)用于石油、氣輸送是在上個(gè)世紀(jì)80年代后期才開始。它的優(yōu)點(diǎn)是：①使用熱軋帶鋼作原料，尺寸、，內(nèi)外壁光滑，適用于中小直徑的支線和城市氣管線，管徑D168~660mm，壁厚8~25mm范圍，鋼級(jí)在X56~X80之間；②適用于連續(xù)生產(chǎn)，焊速較高，Vmax≥20m/nain；③用途廣泛，還可用于制造石油油井管，也適用于海底輸送管線，甚至高寒地帶輸送管線。局限性在于：①不能作主干線的氣管線；②管徑≤219時(shí)，容易受到塑料管的競(jìng)爭(zhēng)；③制作工藝上，焊接時(shí)不用焊條，焊縫的力學(xué)性能可以達(dá)到但不容易超過母材。

目前對(duì)管坯的變形狀態(tài)和建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了比較的闡述，對(duì)焊管的焊接過程也同時(shí)進(jìn)行了比較深入的研究。整體的分析方法并不能各點(diǎn)的應(yīng)力、應(yīng)變，原因就是因?yàn)椴]有考慮局部影響。實(shí)驗(yàn)方法建立的物理模型并不完整，只是近似而已。古恩的研究方法在將平斷面假說應(yīng)用到管坯成型過程是不合適的，平斷面假設(shè)將會(huì)導(dǎo)致管坯成型中縱向變形不準(zhǔn)確。平斷面假設(shè)依據(jù)圣維南原理只適用于接觸變形區(qū)中的應(yīng)力波及不到、遠(yuǎn)離外載荷的地方。蔡松慶等人的研究中從結(jié)果可以看出，應(yīng)用有限元數(shù)值方法，管坯的成型及應(yīng)變接近實(shí)際，但由于是簡(jiǎn)單軋制的模擬，應(yīng)力及外載荷和實(shí)際相差甚遠(yuǎn)。

雖然計(jì)算量降低了，但導(dǎo)致精度受到影響。另外他們的研究中采用了單元的板殼劃分假設(shè)，這樣的話就忽略管坯沿軋制方向的運(yùn)動(dòng)、管坯內(nèi)的剪應(yīng)變和觸區(qū)以外的變形。終只是似模擬管坯成型過程，不能反映真實(shí)成型。

直縫焊管理論上屬于彈塑性大變形和接觸非線性問題，即使采用有限元法也面臨許多困難，目前國(guó)內(nèi)對(duì)焊管完整成型過程的研究工作還較少。