無錫焊管的削減應(yīng)力是怎樣的？
焊管經(jīng)過成型、焊接和冷卻后，成為待定徑焊管。在此管體中，積累了大量縱向殘余應(yīng)力和橫向殘余應(yīng)力，若不經(jīng)過定徑輥的整形軋制，削減管中部分殘余應(yīng)力，則可以僅僅因?yàn)閼?yīng)力導(dǎo)致彎曲就會(huì)使焊管生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。而彎曲的焊管本身說明，管中存在具有傾向的縱向殘余應(yīng)力。
（1）縱向殘余應(yīng)力的削減機(jī)理。待定徑焊管總是沿焊縫上翹，上翹的焊管被數(shù)道平直布置的平、立定徑輥軋制時(shí)，焊管獲得一個(gè)向上的軋制力作用，使得上翹的焊縫部位由下凹弧變?yōu)橹本€，繼而被拉長，這樣就增加了焊縫部位的拉應(yīng)力，同時(shí)減小了焊縫部位的壓應(yīng)力，從而縮小了焊縫部位殘余應(yīng)力的矢量代數(shù)和，達(dá)到基本平衡；與此同時(shí)，焊縫背面的下凹弧也被軋直、被壓縮變短，并因之增加了焊縫背面的壓應(yīng)力，使該部位的殘余拉應(yīng)力得到削減。焊管縱向殘余應(yīng)力就在這一增一減中趨于基本平衡。這樣，以焊縫部位和焊縫背面為代表的縱向殘余應(yīng)力都很小，出定徑輥后的焊管便直了。同理，左右彎曲亦然。
（2）橫向殘余應(yīng)力的削減機(jī)理。待定徑焊管中存在大量橫向殘余拉應(yīng)力，這些橫向拉應(yīng)力，既有焊接、冷卻過程中造成的，也有成型過程中管坯橫向變形殘留的，并總體表現(xiàn)為拉應(yīng)力；充滿橫向拉應(yīng)力的待定徑管被定徑孔型輥施加的徑向軋制力作用后，其周長微量縮短，管壁由此獲得徑向壓應(yīng)力，壓應(yīng)力抵消了待定徑焊管中的大部分橫向拉應(yīng)力。而試圖通過定徑工藝完全消除焊管中的橫向拉應(yīng)力是徒勞的，定徑后的焊管橫斷面內(nèi)，會(huì)或多或少地殘余有部分橫向拉應(yīng)力。要完全盡可能的消除焊管中的橫向拉應(yīng)力可以通過后續(xù)的熱處理工藝來完成，這里不再贅述。
作為佐證，在生產(chǎn)高強(qiáng)度管例如材質(zhì)為16Mn或Q345焊管時(shí)，倘若焊接工藝稍有不當(dāng)，則焊管在定徑過程中或剛離開定徑輥縫就會(huì)自動(dòng)爆裂；而像Q195類的焊管，只有當(dāng)焊接工藝嚴(yán)重不妥時(shí)才會(huì)發(fā)生爆裂。更多的情況是，用殘余橫向拉應(yīng)力較大的焊管作輸送用管，管內(nèi)壓力與殘余橫向拉應(yīng)力疊加，導(dǎo)致焊管有時(shí)在很低的壓力下發(fā)生焊縫爆裂。
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