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直缝焊管在钢结构中应用现状及前景
钢管结构起初用于海上或近海结构，如海洋平台结构。当时人们对焊接钢管节点的性能了解甚少，直到1947年世界上 个现代化的海洋平台在墨西哥海湾建成后，人们才真正认识到直缝管作为结构构件的优越性，从而促使人们开始探索钢管结构的性能。而后，在将近半个多世纪里，世界各国涌现出许多造型独特、构造优美、功能卓越的钢管结构，如德国Stuttgart机场候机大厅采用大口径厚壁直缝钢管构件铸钢节点的树形支承结构，具有造型独特、简捷明快的特点；日本大阪的Kansai机场航站楼屋面结构，采用了圆管截面的曲线三角桁架：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，管截面内注入水用于防火，正好弥补了钢结构建筑耐火性差的弱点；还有加拿大多伦多Skydome的开合屋盖、法国戴高乐机场的高速铁路火车站等都是的钢管结构建筑，我国直缝焊管结构的发展要晚于西欧、北美、日本等国，但在近十年，钢管结构在我国也得到了飞速发展。特别是以鸟巢为代表的奥运场馆落成，不仅为2008年奥运会树立一座独特的历史性的标志性建筑，而且在世界建筑发展史上也具有开创性意义，为21世纪的中国和世界建筑发展提供历史见证，该工程首次采用低合金高强钢Q460，大大节省了钢材用量。
钢管结构起初用于海上或近海结构，如海洋平台结构。当时人们对焊接钢管节点的性能了解甚少，直到1947年世界上 个现代化的海洋平台在墨西哥海湾建成后，人们才真正认识到直缝管作为结构构件的优越性，从而促使人们开始探索钢管结构的性能。而后，在将近半个多世纪里，世界各国涌现出许多造型独特、构造优美、功能卓越的钢管结构，如德国Stuttgart机场候机大厅采用大口径厚壁直缝钢管构件铸钢节点的树形支承结构，具有造型独特、简捷明快的特点；日本大阪的Kansai机场航站楼屋面结构，采用了圆管截面的曲线三角桁架：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，管截面内注入水用于防火，正好弥补了钢结构建筑耐火性差的弱点；还有加拿大多伦多Skydome的开合屋盖、法国戴高乐机场的高速铁路火车站等都是的钢管结构建筑，我国直缝焊管结构的发展要晚于西欧、北美、日本等国，但在近十年，钢管结构在我国也得到了飞速发展。特别是以鸟巢为代表的奥运场馆落成，不仅为2008年奥运会树立一座独特的历史性的标志性建筑，而且在世界建筑发展史上也具有开创性意义，为21世纪的中国和世界建筑发展提供历史见证，该工程首次采用低合金高强钢Q460，大大节省了钢材用量。
直缝管是指焊缝与钢管纵向平行的钢管。一般也称为直缝焊管或直缝钢管。直缝管是通过高频焊接机组将一定规格的长条形钢带卷制并采用直缝焊接而成。直缝管规格用公称口径表示，按壁厚可分为薄壁直缝管和厚壁直缝管两种。按形状可分为圆形、方形或异形管等。
直缝管一般采用高频焊接，高频焊接是一种感应焊（或压力接触焊），它无需焊缝填充料，无焊接飞溅，焊接热影响区窄，焊接成型美观，焊接机械性能良好等优点，因此在钢管的生产中受到广泛的应用。根据电磁感应原理和交流电荷在导体中的趋肤效应、邻近效应和涡流热效应，使焊缝边缘的钢材局部加热到熔融状态，经滚轮的挤压，使对接焊缝实现晶间接合，从而达到焊缝焊接之目的，冷却后形成一条牢固的直缝焊缝。
直缝管一般采用高频焊接，高频焊接是一种感应焊（或压力接触焊），它无需焊缝填充料，无焊接飞溅，焊接热影响区窄，焊接成型美观，焊接机械性能良好等优点，因此在钢管的生产中受到广泛的应用。根据电磁感应原理和交流电荷在导体中的趋肤效应、邻近效应和涡流热效应，使焊缝边缘的钢材局部加热到熔融状态，经滚轮的挤压，使对接焊缝实现晶间接合，从而达到焊缝焊接之目的，冷却后形成一条牢固的直缝焊缝。
直缝埋弧焊管以其性能优、尺寸精度高等特点，适用于自然条件恶劣的三、四类地区。目前，国产直缝焊管的焊缝余高普遍偏高，对钢管生产、使用造成不利影响。因此，研究如何降低焊缝余高，对控制焊缝质量，降低生产成本、焊管后期使用中的隐患等具有一定的现实意义。
焊缝余高控制不当，造成的不利影响具体表现为以下几个方面：①焊缝余高过高会加大焊接材料的消耗，增加人工修磨成本。焊接时，焊接材料用于填充坡口及形成焊缝余高，壁厚越薄，则坡口尺寸越小，焊缝余高所占填充金属的比例就越大。对壁厚10 mm以下的钢管，余高所占焊缝金属填充材料的比例在70％以上，降低焊缝余高可大幅度节约焊接材料，节约人工修磨成本；②焊缝余高过高会增加防腐成本，降低防腐质量。过高的焊缝余高使防腐层在焊缝顶部明显减薄，不仅大幅度增加了防腐涂料的消耗量，并且降低了焊缝附近防腐层的附着性，管线服役中易产生剥离；③焊缝余高过高会增加钢管的质量隐患。焊趾是钢管应力、应变集中及组织弱化区，焊缝余高过大，增大了焊趾处的应力集中系数，易诱发径向裂纹等缺陷。由于无损检测条件的限制，当焊趾处几何形状不规则时，容易使浅表层的扩径裂纹被漏检，对钢管的后期使用带来隐患。
焊缝余高控制不当，造成的不利影响具体表现为以下几个方面：①焊缝余高过高会加大焊接材料的消耗，增加人工修磨成本。焊接时，焊接材料用于填充坡口及形成焊缝余高，壁厚越薄，则坡口尺寸越小，焊缝余高所占填充金属的比例就越大。对壁厚10 mm以下的钢管，余高所占焊缝金属填充材料的比例在70％以上，降低焊缝余高可大幅度节约焊接材料，节约人工修磨成本；②焊缝余高过高会增加防腐成本，降低防腐质量。过高的焊缝余高使防腐层在焊缝顶部明显减薄，不仅大幅度增加了防腐涂料的消耗量，并且降低了焊缝附近防腐层的附着性，管线服役中易产生剥离；③焊缝余高过高会增加钢管的质量隐患。焊趾是钢管应力、应变集中及组织弱化区，焊缝余高过大，增大了焊趾处的应力集中系数，易诱发径向裂纹等缺陷。由于无损检测条件的限制，当焊趾处几何形状不规则时，容易使浅表层的扩径裂纹被漏检，对钢管的后期使用带来隐患。
