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直缝钢管在钢结构中的应用前景

钢管在自然界中有许多例子,心事了圆管形状在受压、扭以及多方向受弯下的卓越的结构性能,人们受到启发,钢结构传统设计理念。圆管结构与建筑外型钢管结构,第二个大空间、大跨度的建筑、体育馆、地铁站、大型工业厂房不但有限,显然是传统的钢筋混凝土结构木结构、砖结构是很难使显得。

2008年的鸟巢带动了国内钢结构的发展。在钢结构的应用范围很广,几乎包括所有的领域,房屋建筑、桥梁,再就是场馆、海洋平台等等。

第二部分是钢管的分类及特点。

分类来说,三个方面,一个是按照轧制来分分为热轧管和冷轧钢管。按截面形状类分可分为圆管和异形管。

钢结构的特点,无缝钢管就是壁厚比较厚,径厚比较小,缺点是受到限制,特别是大口径无缝管,制造成本是比较高的。

另外高频钢管:管形好,壁厚均匀,自动化程度很高,生产成本低。

直缝埋弧焊管:在静态条件下焊接,焊缝程度高,焊缝短,产生缺陷的几率很小,钢管通过全长扩径,管形好,尺寸精确,钢管壁厚范围和管径范围宽,自动化程度较高,相对于无缝钢管,生产成本较低,适合建筑、桥梁、堤坝、海洋平台等。

螺旋埋弧焊管:焊缝相对比较长,尤其是在动态情况下焊接焊缝还来不及冷却就离开了成形点,容易出现裂纹。裂纹的方向与钢管成形,与落选角是一致的。这个角刚好与剪切破坏角度是一致的,因此抗、拉、抗扭不如钢管。在焊接的时候容易产生马鞍、鱼贝型,影响美观。

钢管结构之所以有这么大的魅力,就是钢管本身有良好的特性。双轴对称等等。

直缝钢管在钢结构中的应用现状及前景

1947年第一个现代化的钢管结构海洋平台在墨西哥海员建成,拉开了应用钢管结构的序幕,德国Stuttart机场后继大厅采用的钢管构件铸钢节点的树形支撑结构。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,管截面热注入水用于防火,正好弥补了钢结构建筑耐火性差的弱点。

国内的应用现状:经过十多年的发展,以鸟巢为代表的奥运场馆的落成,为2008年奥运会树立了一座独特的标志性建筑。该工程是采用低合金高强钢Q460。它是在345,再往上的话,都不提倡使用。
另外一个就是国家大剧院大厅,立柱首次采用耐火乃候埋弧焊钢管,可再600摄氏度以上的温度下,不变形不软化,在室外不做任何腐蚀不措施的情况下,可长期不受腐蚀。

除此以外,我国先后建成了一些大型的钢管结构建筑。钢管结构作为新型的结构形式,经过十多年的发展,取得很大的成就。在新的形势下,还会继续向前发展。

直缝焊管的制造工艺,第一个高频电阻焊制管工艺,即ERW制管工艺,使用中小口径,效率较高;
传统三成型制管工艺:卷制6米以下短管,大多采用单丝埋弧焊,在国外新兴三成型制管工艺,可成型长度12米至16米的钢管。

UOE制管工艺和JCOE制管工艺,油气直缝埋型焊管的主要生产方式之一,采用UO成型技术。

JCOE油气直缝埋弧焊管的主要生产方式之一,采用JCO成型技术、多丝埋弧焊接技术以及全长扩径技术,管形好,尺寸精度高,参与应力较低,产效率较高,单管长度一般12米,适合中小批量供货,设计投资较低单管长度是12米,适合中小企业,他的投资和运行费用比较低一点。
我们公司有UOE成型和EOW成型,我们把成型原点和工艺介绍一下。

UOE是U成型U成型和艺术科技的意思,一个是上面是U成型是UI的班子,一压然后就是U,U完了放到下面的设备变成O型,然后是内焊和外焊,这个有料条走一个悬压式,对钢板进行连续的旋弯,这下面有一副就是第一边卷完了,这是在卷第二边,这就成了一个12米的原坯。
相当于很大的折弯机,先对钢板左边连续折叠,然后再把它转到右边,再进行折叠,右边扭变化C型,左边再一刀就再扭变成O型,这就是公司1200吨的折弯机,可以达到50个毫米,
焊接技术采用多丝埋弧焊。从最初的两次、发展到现在的四、五次,和单丝焊相比,有不可比拟的优点。

生产效率可成倍增长,一台四丝焊接机组,相当于3台到4台,焊接能量可进一步降低消耗。

扩径是直缝埋弧焊管必不可少的重要制管工序,扩径有两种工艺方式,一种是水压扩径。矫正制造成的钢管变形,使钢管的椭圆度和平直达到要求的尺寸精度。

关于钢级,从某种程度上讲,油气管线的发展史就是钢级不断提高的历史,使用高钢级、大口径、提高管线输送压力可以打幅度的节省钢材,降低工程成本,目前管线钢主流钢级已达到X80、X100。目前国内结构钢钢级仍然铁流在Q235和Q345牌号上,奥运会场馆鸟巢工程首次使用低合金高强度钢Q460,对进一步推广使用高级别高强钢具有重要示范意义。

管线钢制造技术已经非常成熟、属于碳合金控轧钢。

关于标准,钢结构虽然有一些性质,应用情景非常广,但是在目前的推广应用中,存在着一些基础标准不齐等方面。

可喜的是,钢管结构的技术已经完成了送审稿阶段。

标准不齐整德国方面,现行的标准给设计、使用更高级别的钢材标准体系虽然在国标GB3091直缝钢管。

焊管的使用,需要行业设计推动,需要尽快完善钢管标准体系,尽快制定直缝钢管的国家标准。本身螺旋焊管存在着问题,再就是研究使用高级别的钢,以降低造价。

 
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