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直缝钢管机械扩径工艺技术

制造大口径直缝埋弧钢管的成型方法有UOE成型法、排辊成型法(CFE)、CE成型等。对于绝大多数成型方法的最后一道工序都是对焊接后管坯再进行一次全长扩径,以提高焊接管形质量。扩径成为大口径直缝钢管生产中确保成品管质量的一道重要工序。

扩径是一种利用液压或机械方式从钢管内壁加力使钢管沿着径向向外扩胀成型的压力加工工艺。机械方式比液压方式,设备简单且效率更高,在世界上最先进的几条大口径直缝钢管制管线扩径工序都被采用,其工艺为:

机械扩径利用扩径机端部的分瓣的扇形块沿径向扩张,使管坯沿长度方向以步进方式,分段实现全管长塑性变形的过程。分为5个阶段

1.初步整圆阶段。扇形块打开直到所有扇形块都接触到钢管内壁,此时步长范围内钢管内圆管中各点半径大小都几乎一致,钢管得到初步整圆。

2.名义内径阶段。扇形块从前段位置开始降低运动速度,直到抵达要求位置,这个位置是质量要求的成品管内圆周位置。

3.弹复补偿阶段。扇形块在2阶段的位置开始进一步将低速度,直到抵达要求位置,这个位置是工艺设计要求的弹复前钢管内圆周位置。

4.保压稳定阶段。扇形块在弹复前钢管内圆周位置一段时间保持不动,这是设备和扩径工艺要求的保压稳定阶段。

5.卸荷回归阶段。扇形块从弹复前钢管内圆周位置开始迅速回缩,直到抵达初始扩径的位置,这是扩径工艺要求的扇形块最小收缩直径。

在实际应用中,工艺简化中,2、3步骤可以合并简化,这对钢管的扩径质量没有影响。

 
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