但無論是屈服壓力還是爆破壓力,熱擴鋼管均低于直縫焊管。爆破試驗還顯示出石油套管爆破口的環向變形率明顯大于直縫焊管。這就允許使用低合金成分來達到特殊的強度等級和低溫韌性,從而改進鋼材的可焊性。但這一系統在鋼板生產廠基本沒有。卷板的合金含量(碳當量)往往低于相似等級的鋼板,這也提高了石油套管的可焊性。
更需要說明的是,由于熱擴鋼管的卷板軋制方向不是垂直鋼管軸線方向(其夾解取決于鋼管的螺旋角),而熱擴鋼管的鋼板軋制方向垂直于鋼管軸線方向,因而,石油套管材料的抗裂性能優于熱擴鋼管。A石油套管發生爆破時,由于焊縫所受正應力與合成應力比較小,爆破口一般不會起源于螺旋焊縫處,其安全性比直縫焊管高。 從焊接工藝而言,石油套管與熱擴鋼管的焊接方法一致,但熱擴鋼管不可避免地會有很多的丁字焊縫,因此存在焊接缺陷的機率也大大提高,而且丁字焊縫處的焊接殘余應力較大,焊縫金屬往往處于三向應力狀態,增加了產生裂紋的可能性。而且,根據埋弧焊的工藝規定,每條焊縫均應有引弧處和熄弧處,但每根熱擴鋼管在焊接環縫時,無法達到該條件,由此在熄弧處可能有較多的焊接缺陷。
管子在承受內壓時,通常在管壁上產生兩種主要應力,即徑向應力δY和軸向應力δX。焊縫處合成應力δ=δY(l/4sin2α+cos2α)1/2,其中,α為石油套管焊縫的螺旋角。由于徑向應力是存在于鋼管上的{zd0}應力,所以焊縫處于垂直應力這一方向時承受{zd0}載荷。即直縫承受的載荷{zd0},環向焊縫承受的載荷最小,螺旋縫介于二者之間。 熱擴鋼管是用鋼板生產的,而石油套管是用熱軋卷板生產的。熱軋帶鋼機組軋制工藝具有一系列的優點,具有獲得生產優質管線鋼的冶金工藝能力。例如,在輸出臺架上裝有水冷卻系統以加速冷卻,經有關對比試驗,驗證了石油套管與直縫焊管的屈服壓力與爆破壓力實測值和理論值基本吻合,偏差接近。石油套管焊縫的螺旋角一般為50-75度,因此螺旋焊縫處合成應力是熱擴鋼管主應力的60-85%。在相同工作壓力下,同一管徑的石油套管比熱擴鋼管壁厚可減小。
B.當螺旋焊縫附近存在與之相平行的缺陷時,由于螺旋焊縫受力較小,故其擴展的危險性不如直焊縫大。
由此證實,石油套管的塑性變形能力優于直縫焊管,爆破口一般只局限于一個螺距內,這是焊縫對裂口的擴展起了有力的約束作用所致。