• 直缝钢管的生产方法及应用

    发布日期:2019-01-29

    工业上用钢板或钢带生产直缝钢管只有几种方法,其原则上的不同在于钢管的成形方法上,成形后钢管后续加工过程基本上是相同的。成形方法原则上取决于钢管焊缝的分布,按焊缝的分布将钢管分为两种基本形式:直缝钢管和螺旋缝管。与此相应,焊管生产分为直缝钢管的生产和螺旋缝管的生产。直缝钢管和螺旋缝管应用广泛的焊接方法是埋弧焊(SAW),其质量好、生产率高、技术成熟、稳定。

    目前,直缝钢管广泛应用下述范围:

    陆地和海洋输送气、水和石油的干线管道;

    化学工业输送化工原料和产品的不锈钢管;

    海洋工业结构用管;

    锅炉制造用管和特殊用途的结构管。

    直缝钢管的生产可分为两个阶段,即成形阶段和成形后的制造阶段。

    大口径直缝埋弧焊钢管的生产按成形方式分为4种:

    UOE成形(UOEprocess);

    辊弯成形(Rollbendingprocess);

    逐渐模压成形(Progressiveformingprocess);

    逐渐折弯成形(Progressivefoldingprocess)。

    直缝钢管的生产:

    1.1成形阶段

    1.1.1UOE成形

    这种方法生产率高,也是直缝钢管主要的生产方法。机组的简要生产过程是先弯成U形,然后压成O形,内外焊完后进行机械冷扩径(Expansion)。

    这种方法的特点是可获得尺寸稳定的钢管,生产能力高,可制造长度超过18m长的钢管。

    1.1.2辊弯成形

    这种方法是在辊弯机上经过几道工序后,钢板被弯成开口管,开口边缘不变形仍是直的。随后开口管被送到边缘弯曲机上,板的两个边缘被连续滚弯成形。

    这种方法的特点是适应性强,对中等生产量来说经济性好,但是其生产钢管的小直径和大壁厚受到限制。

    1.1.3逐渐模压成形

    这种方法的成形过程是钢板先被送去压型,再由控制器送到弯曲位置,在经过一系列与管径相匹配的压模后而形成一个开口管。操作时有两个控制器,板的一侧先被弯成半圆,然后板被个控制器移动,另一侧随后也被弯曲成形。因为弯曲模刃的厚度会影响开口管的圆度,因此弯曲模刃的厚度保证小。一般成形完毕后,开口管被送到边缘弯曲机上,板的两个边缘被连续滚压成所需形状。这种方法的特点是适应性强,对中等生产量来说经济性好,可以制作小口径和厚壁钢管。

    1.1.4逐渐折弯成形

    由这种方法进行钢管成形初用于海洋工业,由于经常需要用控轧板在冷态下成形以制作特别厚的钢管,而这种方法具有高的成形精度和施加压力,所以用来制作海洋工业用厚壁钢管。这种方法的特点是针对高强度和厚壁钢管,它既适用于小直径,也适用于大直径,因此它可以制造于干线管和海洋结构用管;系统设备费用低、适应性强、经济性好,即使小批量生产,也可降低费用。

    1.2成形后的制造阶段

    上述成形阶段完成后,大口径直缝钢管其后制造阶段包括一系列基本相似的工艺过程,主要过程:

    1.2.1板边缘加工焊接坡口。

    加工方法有铣削和刨削两种方式。在板的两侧,可以有一个或多个铣、刨削头。根据板厚不同,坡口可以加工成I形、带钝边的单V或双V坡口。特别厚的钢管,可把外缝铣削成U形坡口,其目的是减少焊接材料的消耗量,提高生产率,而根部较宽,避免产生焊接缺陷。

    1.2.2定位焊,即通常所说的预焊。一般用二氧化碳气体保护焊进行,其目的是使钢管稳定,这点对后面的埋弧焊特别有用,可以防止烧穿。钢管定位焊后应经过目视检验,以证实焊缝是连续的、且无任何缺陷。

    2.2.3钢管内、外焊接,即精焊。钢管定位焊后,随后进行的主要是钢管的内、外焊接,这是钢管制造过程的一个重要环节。它是由与成形机组分开的埋弧焊方法完成,为提高生产率内、外缝焊接采用多丝埋弧焊,焊丝数量多可达5丝。为避免焊缝偏离,焊接机头上装有特殊的焊缝自动对中装置。对厚壁钢管采用多层焊,以减少热输入量,焊缝的物理性能。

    1.2.4焊缝探伤。

    为了尽快识别焊接缺陷,焊接操作完成后立即进行超声波探伤和X射线探伤,发现缺陷及时返修。

    1.2.5冷扩径。

    焊接完工后钢管圆度和直度通常不能满足相关标准和技术条件要求,定径和定直度被用到制管厂,通过机械冷扩胀方法来完成。

    1.2.6钢管水压试验。

    试验压力可以高达钢管材料屈服强度的90%以上。

    1.2.7后对整个钢管进行超声波探伤和X射线探伤复查以及外观检查。