LSAWパイプとSSAWパイプの安全性の比較

LSAW鋼管の残留応力は、主に冷却不均一性によって引き起こされます。残留応力とは、外力が作用していない状態での鋼管内部の自己相平衡応力です。この残留応力は、様々な形状の熱間圧延鋼管に存在します。一般形鋼の断面サイズが大きいほど、残留応力は大きくなります。

残留応力は自己バランスしていますが、外力を受ける鋼部材の性能に一定の影響を及ぼします。たとえば、変形、安定性、疲労抵抗に悪影響を与える可能性があります。溶接後、LSAWパイプ内の非金属介在物は薄いシートに圧縮され、積層されます。そして、積層により、LSAWパイプの厚さ方向の引張性能が大幅に低下し、溶接部が収縮すると層間裂けが発生する可能性があります。溶接収縮によって誘発される局所ひずみは、降伏点ひずみの数倍になることが多く、これは荷重によって引き起こされるひずみよりもはるかに大きいです。また、LSAWパイプには必然的に多くのT溶接部があるため、溶接欠陥の発生確率が大幅に向上します。さらに、T溶接部の溶接残留応力が大きく、溶接金属が3次元応力状態にあることが多く、ひび割れの可能性が高くなります。

スパイラルサブマージアーク溶接管の溶接継ぎ目は螺旋状に分布しており、溶接部は長く、特に動的条件下での溶接では、溶接部が冷却前に成形点を離れるため、溶接高温割れが発生しやすくなります。割れの方向は溶接部と平行で、鋼管軸と挟角を形成します。一般的に、その角度は30～70°です。この角度はちょうどせん断破壊角度と一致しているため、曲げ、引張、圧縮、ねじれに対する特性はLSAW管ほど良くありません。同時に、溶接位置の制限により、鞍型溶接部と魚尾根溶接部が外観に影響を与えます。そのため、SSAW管溶接部の非破壊検査を強化して溶接品質を確保する必要があります。そうでなければ、SSAW管は重要な鉄骨構造の場面で使用すべきではありません。