在我國,鋼結構工程的發展歷史比較悠久,早在公元一世紀五六十年代,就成功的建造了一些鐵鏈橋,近代又建造了一些拱橋、跨度較大的鐵鏈橋和一些鐵塔。近來,在我國各地也出現了少量的工業建筑鋼結構和鐵路、公路橋梁結構。近年來,國內一線城市相繼建起了很多高層鋼結構建筑,同時,各地還大規模的興建了單層或二、三層的輕鋼結構建筑。建筑鋼結構出現了規模大、技術新的局面,充分展現了鋼結構建筑以高技派的手法帶來現代生活的新氣息。伴隨著我國經濟和技術的迅猛發展,新材料、新工藝、新設備不斷涌現,大量新型建筑層出不窮,鋼結構建筑將會快、的發展,特別是在民用建筑中的應用將會加廣泛,我國鋼結構建筑與發達的差距將會逐漸減小。因此,加強直縫焊管在鋼結構中的應用方面的具有重要的意義。
一、鋼管的分類
目前鋼管可按軋制工藝、是否有縫以及截面形狀等方法進行分類。按軋制工藝分類,鋼管可分為熱軋鋼管和冷軋鋼管;按鋼管是否有縫分類,鋼管分為無縫鋼管和焊接鋼管,其中常用焊接鋼管按焊縫種類又可分為高頻焊管、直縫埋弧焊管、螺旋埋弧焊管等3種;按截面形狀分類,鋼管可分為圓管和異型管。
二、各類鋼管的優缺點
1、無縫鋼管
無縫鋼管的壁厚可以較厚,徑厚比較小。但管徑受到限制,其應用也受到限制,而且生產成本,特別是大口徑無縫鋼管的生產成本相對較高。
2、高頻焊鋼管
高頻焊管管形好,壁厚均勻,焊接產生的內外毛刺通過相應刀具刮平,在線通過無損檢測嚴格控制焊縫質量,自動化程度很高,生產成本低廉。但壁厚相對較薄,管徑相對較小,壁厚一般不超過12mm,管徑一般不超過610mm,鋼結構中特別適合制作管析架結構。
3、直縫埋弧焊管
直縫埋弧焊管采用雙面埋弧焊焊接工藝,在靜態條件下焊接,焊縫,焊縫短,產生缺陷的幾率很小。鋼管通過全長擴徑,管形好,尺寸,鋼管壁厚范圍和管徑范圍寬,管徑范圍可達406~1829mm,壁厚范圍可達6.0~60mm,自動化程度較高,與無縫鋼管相比,生產成本較低,適合建筑、橋梁、堤壩、海洋平臺等鋼結構承載用立柱、跨度建筑結構以及要求抗風的電桿塔桅結構。
4、螺旋埋弧焊管
螺旋埋弧焊管焊縫呈螺旋線分布,焊縫長,尤其是處于動態條件下焊接時,焊縫還來不及冷卻就離開了成型點,易產生焊接熱裂紋。裂紋的方向和焊縫平行,和鋼管軸線成夾角,一般在30~70°之間。這個角度剛好與剪切破壞角度相一致,因此其抗彎、抗拉、抗壓和抗扭性能遠不如直縫埋弧焊管,同時由于焊接位置限制,產生的馬鞍形和魚脊形焊縫影響美觀。另外,施工過程中,螺旋焊母管節點處的相貫線焊縫割裂了螺旋縫,產生較大的焊接應力,因而削弱構件的性能,因此應加強螺旋焊管焊縫的無損檢測力度,焊接質量,否則在重要的鋼結構場合不宜使用螺旋埋弧焊管。
鋼管結構作為新型的結構形式,直縫鋼管管形優異,壁厚均勻,性能優良,廉,具有廣闊的應用前景。為鋼結構行業和制管企業的發展帶來新的機遇,但在目前的推廣應用中仍然有諸多的不利因素,需要用戶、設計單位、行業協會與生產廠家多方共同推動:
(1)需要進一步完善節點,加強高強鋼節點力度,為高強鋼的廣泛使用開辟道路。
(2)需要盡快完善結構鋼管標準體系,盡快制定結構用直縫埋弧焊鋼管的標準。
(3)螺旋焊管本身存在的質量隱患,加強其焊接質量檢驗,否則在重要的鋼管結構場合中應謹慎采用。
(4)采用級別高的低合金高強鋼或高鋼級管線鋼的可行性,以降低工程造價。