直縫高頻焊接鋼管具有工藝相對(duì)簡單，連續(xù)生產(chǎn)的特點(diǎn)，在民用建筑、石化、輕工等部門有廣泛用途。多用于輸送低壓流體或做成各種工程構(gòu)件及輕工產(chǎn)品。

1.直縫高頻焊接鋼管的生產(chǎn)流程

直縫焊接鋼管是通過高頻焊接機(jī)組將的規(guī)格的長條形鋼帶卷成圓管狀并將直縫焊接而成鋼管。鋼管的形狀可以是圓形的，也可以是方形或異形的，它取決于焊后的定徑軋制。焊接鋼管的材料主要是：低碳鋼及σs≤300N/mm2、σs≤500N/mm2的低合金鋼或其他鋼材。

2.高頻焊接

高頻焊接是根據(jù)電磁感應(yīng)原理和交流電荷在導(dǎo)體中的趨膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)和渦流熱效應(yīng)，使焊縫邊緣的鋼材局部加熱到熔融狀態(tài)，經(jīng)滾輪的擠壓，使對(duì)接焊縫實(shí)現(xiàn)晶間接合，從而達(dá)到焊縫焊接之目的。高頻焊是一種感應(yīng)焊（或壓力接觸焊），它無需焊縫填充料，無焊接飛濺，焊接熱影響區(qū)窄，焊接成型美觀，焊接機(jī)械性能等優(yōu)點(diǎn)，因此在鋼管的生產(chǎn)中受到廣泛的應(yīng)用。

鋼管的高頻焊接正是利用交流電的趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，鋼材（帶鋼）經(jīng)滾壓成型后，形成一個(gè)截面斷開的圓形管坯，在管坯內(nèi)靠近感應(yīng)線圈中心附近旋轉(zhuǎn)一個(gè)或一組阻抗器（磁棒），阻抗器與管坯開口處形成一個(gè)電磁感應(yīng)回路，在趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的作用下，管坯開口處邊緣產(chǎn)生而集中的熱效應(yīng)，使焊縫邊緣加熱到焊接所需溫度經(jīng)壓輥擠壓后，熔融狀態(tài)的金屬實(shí)現(xiàn)晶間接合，冷卻后形成一條牢固的對(duì)接焊縫。

應(yīng)用范圍直縫鋼管直徑范圍在406~1600mm之間，在情況下甚至可以大，管壁厚度與管徑的比值約為0.06~0.08。的現(xiàn)代制管技術(shù)可以制作壁厚高達(dá)100mm的焊管。

工業(yè)上用鋼板或鋼帶生產(chǎn)直縫鋼管只有幾種方法，其原則上的不同在于鋼管的成形方法上，成形后鋼管后續(xù)加工過程基本上是相同的。成形方法原則上取決于鋼管焊縫的分布，按焊縫的分布將鋼管分為兩種基本形式：直縫鋼管和螺旋縫管。與此相應(yīng)，焊管生產(chǎn)分為直縫鋼管的生產(chǎn)和螺旋縫管的生產(chǎn)。直縫鋼管和螺旋縫管應(yīng)用廣泛的焊接方法是埋弧焊（SAW），其好、、技術(shù)成熟、穩(wěn)定。

目前，直縫鋼管廣泛應(yīng)用下述范圍：

·陸地和海洋輸送氣、水和石油的干線管道；

·化學(xué)工業(yè)輸送化工原料和產(chǎn)品的不銹鋼管；

·海洋工業(yè)結(jié)構(gòu)用管；

直縫焊管成型工藝

一.不同成型方法的對(duì)比研究表明，單半徑和雙半徑成型法邊緣成型效果較差，而采用三半徑W形成型方法較好。依據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，提出了中直徑焊管Φ219x6成型工藝的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)并繪制了管坯變形和配輥圖，并用三半徑W形詳細(xì)地設(shè)計(jì)了架水平輥的結(jié)構(gòu)尺寸圖。后提出了一種把經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)值模擬結(jié)合起來的經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方法。文中工作對(duì)于指導(dǎo)焊管孔型、輥型和成型工藝設(shè)計(jì)，提高焊管和實(shí)現(xiàn)焊管孔型、輥型和成型工藝設(shè)計(jì)從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法到基于數(shù)值模擬方法的轉(zhuǎn)變奠定了基礎(chǔ)。

二.在工程實(shí)踐中，直縫焊管成型工藝和成型機(jī)組的設(shè)計(jì)仍然采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的主要缺點(diǎn)是工藝和軋輥設(shè)計(jì)的合理性通過生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)，成本高周期長，不適合市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。本文利用彈塑性大變形和接觸非線性有限元法，應(yīng)用大型多物理場有限元軟件—ANSYS，建立了較為符合實(shí)際的焊管成型過程的三維有限元模型，研究了小直徑焊管管坯在單道次、多道次中的成型過程，獲取了管坯在成型過程中的應(yīng)力、應(yīng)變的變化分布規(guī)律以及曲率、壓靠力的變化規(guī)律，并作出了應(yīng)力應(yīng)變在半個(gè)管坯上的立體分布圖。成型方式考慮了基線恒定式單半徑成型法、下山式單半徑成型法和下山式雙半徑成型法三種成型方式，研究了各種成型方式和管坯壁厚對(duì)應(yīng)力、應(yīng)變、曲率的影響，考慮了壓靠力對(duì)成型過程的影響。

在輸油、輸氣管線施工過程中，直縫鋼管表面處理是決定管道使用壽命的關(guān)鍵因素之一，它是層與直縫鋼管能否牢固結(jié)合的前提。經(jīng)研究機(jī)構(gòu)研究，層的壽命除取決于涂層種類、涂覆和施工環(huán)境等因素外，直縫鋼管的表面處理對(duì)層壽命的影響約占50%，因此，應(yīng)嚴(yán)格按照層規(guī)范對(duì)直縫鋼管表面的要求，不斷改進(jìn)直縫鋼管表面處理方法，直縫鋼管除繡方法主要有以下幾種：1、清洗利用溶劑、乳劑清洗鋼材表面，以達(dá)到去除油、油脂、灰塵、潤滑劑和類似的物，但它不能去除鋼材表面的銹、氧化皮、焊藥等，因此在防府作業(yè)中只作為輔助手段。2、酸洗一般用化學(xué)和電解兩種方法做酸洗處理，管道只采用化學(xué)酸洗，可以去除氧化皮、鐵銹、舊涂層，有時(shí)可用其作為噴砂除銹后的再處理。化學(xué)清洗雖然能使表面達(dá)到的清潔度和粗糙度，但其錨紋淺，而且容易對(duì)周圍環(huán)境造成污染。3、工具除銹主要使用鋼絲刷等工具對(duì)鋼材表面進(jìn)行打磨，可以去除松動(dòng)的氧化皮、鐵銹、焊渣等。手動(dòng)工具除銹能達(dá)到Sa2級(jí)，動(dòng)力工具除銹可達(dá)到Sa3級(jí)，若鋼材表面附著牢固的氧化鐵皮，工具除銹效果不理想，達(dá)不到施工要求的錨紋。4、噴射除銹噴射除銹是通過大功率電機(jī)帶動(dòng)噴射葉片高速旋轉(zhuǎn)，使鋼丸、鋼砂、鐵絲段、礦物質(zhì)等磨料在電機(jī)離心力作用下對(duì)直縫鋼管表面進(jìn)行噴射處理，不僅可以氧化物、鐵銹和污物，而且直縫鋼管在磨料猛烈沖擊和磨擦力的作用下，還能達(dá)到所需要的均勻粗糙度。噴射除銹后，不僅可以擴(kuò)大管子表面的物理吸附作用，而且可以增強(qiáng)層與管子表面的機(jī)械黏附作用。