膜結構項目中用的鋼管有熱軋無縫鋼管和焊接鋼管兩大類,焊接鋼管由鋼帶卷焊而成,依據管徑大小,又分為直縫焊和螺旋焊兩種。
膜結構項目中用的無縫鋼管按國家標準《膜結構項目中用的無縫鋼管》(GB T8162-2018 )規定,分熱軋和冷拔兩種,冷拔管只限于小管徑,熱軋無縫鋼管外徑從 32~630mm,壁厚從 2.5~75mm。所用鋼號主要為優質碳素結構鋼牌號為 10、20、35、45 和低合金高強度結構鋼 Q355一類的,建筑鋼結構應用的無縫鋼管以 20 號鋼(相當于Q235為主),管徑一般在 180mm 以上,通常長度為 3~12m。
直縫電焊鋼管的規格從外徑 32mm 至 152mm,壁厚從 2.0~5.5mm。現行國家標準為《直縫電焊鋼管》(GB T13793-2016)取代了原先的 GB/T13793-92。在鋼網架結構中廣泛采用《低壓流體輸送用焊接鋼管》(GB/T 3091-2015)標準的鋼管,其管徑(公稱口徑)從6mm至 150mm,選用鋼的牌號計有 Q195、Q215 、 Q235和Q355。
直縫鋼管、螺旋鋼管與無縫鋼管是工程比較常見的管材,在工業與民用建筑和市政工程建設時會用到,那么直縫鋼管、螺旋鋼管與無縫鋼管有何區別呢?在工程應用中應該如何選擇?
一、什么是螺旋鋼管?
螺旋鋼管是以帶鋼卷板為原材料,經常溫擠壓成型,以自動雙絲雙面埋呱焊工藝焊接而成的螺旋縫鋼管。螺旋鋼管將帶鋼送入焊管機組,經多道軋輥滾壓,帶鋼逐漸卷起,形成有開口間隙的圓形管壞,調整擠壓輥的壓下量,使焊縫間隙控制在1~3mm,并使焊口兩端產平。
常用于雨污水、石油等流體輸送管道,通常稱之為流體管。
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二、什么是無縫鋼管?
無縫鋼管,是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長條鋼材。是用鋼錠或實心管坯經穿孔制成毛管,然后經熱軋、冷軋或冷撥制成。大量用作輸送流體的管道,尤其是壓力管道及建筑工程中的結構受力桿件等,適用于各種工程工況。
熱擴管是大直徑厚壁無縫鋼管的一種。利用已軋制成型的厚壁無縫鋼管加熱后再擠壓擴張成型,在擴展過程中由于溫度不均及擴張拉伸速度不同使壁厚不均勻增大,一般無縫鋼管壁厚 4~20mm 允許偏差 15%~12.5%,而熱擴管 20mm 厚允許偏差 18%,30mm 厚允許偏差25%,如遇到熱擴管,設計一定要留有偏差加大的富余。
三、什么是直縫鋼管?
直縫管是鐵板,經過壓彎,合口,焊接等工序生產出來的,有一條縱向的焊縫。
四、直縫鋼管、螺旋鋼管和無縫鋼管在工程中如何選用?
膜結構項目中用的鋼管中理論上應該是一樣,區別不是很大,直縫焊管不如無縫管規則,焊管的形心有可能不在中心,所以用作受壓構件時尤其要注意,焊管焊縫存在缺陷的機率相對較高,重要部位不可代替無縫管,無縫管受加工工藝的限制管壁厚不可能做的很薄(相同管徑的無縫管平均壁厚要比焊管厚),很多情況下無縫管材料使用效率不如焊管,尤其是大直徑管。無縫管與焊管最大的區別是用在壓力氣體或液體傳輸上(DN)。
目前流體管很多,一般是 20 號鋼屬于優質鋼管,流體管為螺旋管如圖 1 所示,主要受橫向力,防滲好。
但由于螺旋鋼管受拉后,受力方向與軋制方向不一致,更主要是螺旋形縫與空心球及錐頭和相貫節點主次管連接,或用作鋼柱時與鋼梁的連接均是交叉焊接,這個部位往往是脆性斷裂及疲勞破壞的薄弱環節,應避免交叉焊接,且焊縫也不美觀。
流體管在制作過程中由于彎曲、扭曲以及因自由邊變形過于充分而遞送邊強迫變形,以及內外螺旋形焊接引起殘余應力,經實測在焊縫附近殘余應力達屈服強度,所以流體管不宜用于建筑工程結構構件。
有的工程結構設計全要求采用無縫鋼管是很大浪費,因為直縫鋼管已完全滿足結構要求,應盡可能用直縫鋼管。
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