大口径直缝钢管焊接工序和机械扩径作用

大口径直缝钢管的焊接，主要包括预焊、内焊和外焊三种工序。所谓预焊即是在钢管成形之后，采用连续的高速气体保护焊(MAG)方法进行的成形钢管的定位焊。预焊之后，分别在钢管内、外进行多丝埋弧焊接。就高速气体保护预焊而言，目前有两种方法。一种是采用单丝双电源的大电流高速气体保护预焊，如美国、德国即采用此种方法；另一种是双丝高速气体保护预焊，日本即采用此种方法。目前应用较多者为单丝高速气体保护预焊方法，在合理的焊接工艺条件下，可以实现不低于7m/min的高速度，而且焊道成形平直美观。

作为焊接的道工序的预焊，即要确保质量。预焊的质量，不单单是其本身质量的问题，还影响到后续内、外焊的质量。对它的质量要求，有针对性的主要是如下几点：

1、焊道要连续，并且外观成形要避免凸凹不平，以利于后的外焊质量保证。

2、要保证适宜的熔透深度和熔敷量，既要保证焊后不开裂，又要使内焊时不产生烧穿现象。

3、要有较高的焊接速度，以提高生产效率。

扩径是大直径直缝埋弧焊管生产中确保钢管质量的一道重要工序，管线钢管标准要求直缝埋弧焊管经过扩径工序。

1、可有效提高钢管尺寸精度

目前，直缝埋弧焊钢管成型方式主要有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，   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。