Le processus de production de tuyaux en acier à joint droit est relativement simple, impliquant principalement des tuyaux à joint droit soudés à haute fréquence et des tuyaux à joint droit soudés à l'arc submergé. Les tuyaux à joint droit ont une efficacité de production élevée, un faible coût et un développement rapide. La résistance des tubes en acier en spirale est généralement supérieure à celle dutuyau en acier à joint droits. Le principal processus de production de tubes en acier en spirale est le soudage à l’arc submergé. Des tubes en acier en spirale peuvent être produits avec différents diamètres à partir de la même largeur de tôle d'acier, ou des tubes de plus grand diamètre peuvent être produits à partir de tôles d'acier plus étroites. Cependant, par rapport aux tuyaux à joint droit de même longueur, la longueur de soudure augmente de 30 % à 100 %, ce qui entraîne une vitesse de production plus faible. Par conséquent, les tuyaux de grand-diamètre sont principalement produits par soudage en spirale, tandis que les tuyaux de petit-diamètre sont principalement produits par soudage à joints droits. Lors de la production de tuyaux à joint droit de grand -diamètre dans l'industrie, le soudage en forme de T-est utilisé, ce qui signifie que de petits segments de tuyaux à joint droit sont soudés bout à bout-et connectés pour répondre à la longueur requise du projet. Les défauts des tuyaux à joint droit en forme de T- augmentent considérablement et la contrainte de soudage résiduelle au niveau des soudures en forme de T- est importante. Le métal fondu est généralement soumis à une contrainte triaxiale, ce qui augmente le risque de fissuration.
En termes de technologie de soudage, les méthodes de soudage des tubes en acier en spirale et des tubes en acier à joint droit sont les mêmes, mais un grand nombre de soudures en forme de T- sont inévitables et la contrainte de soudage résiduelle au niveau des soudures en forme de T- est très élevée. Par conséquent, la possibilité de défauts de soudage est également élevée. Après amélioration, le métal fondu est généralement dans un état de contrainte triaxiale, ce qui augmente le risque de fissuration.
De plus, selon les exigences techniques du soudage à l'arc submergé, chaque cordon de soudure doit être traité par amorçage et extinction de l'arc, mais chaque tube en acier ne peut pas remplir cette condition lors du soudage du cordon circonférentiel, il peut donc y avoir davantage de défauts de soudage lors de l'extinction de l'arc.
Lorsque le pipeline est soumis à une pression interne, deux contraintes principales sont généralement générées sur la paroi du tuyau : la contrainte radiale et la contrainte axiale. La contrainte globale au niveau du cordon de soudure, où α est l'angle de spirale de la soudure du tuyau en acier en spirale.
La contrainte globale au niveau de la soudure en spirale est la contrainte principale dans les tubes en acier à joint droit. À la même pression de service, l'épaisseur de paroi d'un tube en acier en spirale de même diamètre est inférieure à celle d'un tube en acier à joint droit.
Lorsque des défauts parallèles apparaissent à proximité de la soudure en spirale, en raison de la force agissant plus faible sur la soudure en spirale, le risque de renflement est inférieur à celui de la soudure droite. Étant donné que la contrainte radiale est la contrainte la plus importante sur le tube en acier, la soudure supporte la charge la plus importante dans la direction de la contrainte verticale. La soudure longitudinale supporte la charge la plus importante, la soudure circonférentielle supporte la plus petite charge et la soudure en spirale supporte une charge intermédiaire entre les deux.
La tendance du développement des pipelines est vers un grand diamètre et une résistance élevée. À mesure que le diamètre et la qualité de l'acier des tuyaux en acier augmentent, la tendance à une expansion stable à l'extrémité de la fissure des fractures fragiles augmente. Bien que les tubes en acier en spirale et les tubes en acier à joint droit aient la même qualité, les tubes en acier en spirale ont une résistance aux chocs plus élevée.
