大口径直缝钢管直缝钢管的埋弧焊管制造技术

发布时间:2011.07.29 新闻来源:直缝钢管_大口径直缝钢管_厚壁钢管_高频-河北美德钢管制造有限公司 浏览次数:

大口径直缝埋弧管主要承担海洋及陆地油气、石油及天然煤气、煤及矿桨等介质的管道输送,尤其适合我国今朝正在建设的“西气东输”工程,亦可用于出口和替代进口。德国SMSMEER(原国际著名的曼内斯曼)公司、日本NKK公司、日本O.T.K(大阪特殊钢管厂)、印度WELSPVN制管公司、韩国现代重工和世亚公司,都有其独到的制管技能,皆为国际制管业的精英。
一、国际制管技能工艺方法及特点
国外生产大口径直缝埋弧焊管的成形方法有:UOE法、DFE排辊成形法、RBE辊弯成形法,JDOE成形法、D成形法、PFP逐步折弯成形法等。简单介绍如下:
1.UOE法首先将预弯边的钢板在U压力机的成形模内压成U型,然后在O压力机的成形模内再压成O形焊接成管后再整体扩径。UOE法是当今国际上最早进的成形方法之一,至当代界上已有这种成形焊管机组近30套,UOE法以生产效率高和产品质量好著称,但没备价格极其昂贵,投资规模大。
2.DFE法的排辊成形机由预成形机架、平辊机架、边缘屈曲辊及小排辊机架组成,由于设置了许多相同的小排辊,要得成形过程中钢板边缘的轨迹近乎是直线的,制止了“边缘拉伸”征象。DFE法成形质量好,其产品质量与UOF法无区别。该法施用原料为热辊带钢卷,这一点与其它成形法均不同。它主要适用于多量量、单一品种钢管的生产,但难以生产高强度厚壁钢管及大口径钢管
3.RBE辊弯成形法将钢板在三辊或四辊之间经多次滚压成形,此种方法生产出的焊管在施用机能和可靠性上均接近UOE焊管。RBE法投资少,建厂快,产量适中且灵活性较大,对市场适应性强,近年来该方法在一些成长神州家得到了应用。但由于该成形法成形上辊中部无支撑,受其刚度的限制,成形钢管直径不能小于508mm(20in),降低了市场占有率,我国不少管道的直径在508mm以下。
4.JDOE成形法,首先在水压机上把钢板压成J形,两侧压边后,经多次冲压成形为D形,最后经半O形上生产模型压成O形。JDOE法其产品质量与UOE焊管接近,而功课线价格远低于UOE机组,但其生产效率低。
5.D成形法用两台D成形机取代UOE机组中的U压力机和O压力机,其成形过程为:经预弯边的钢板首先在第一台压力机上成形钢板的一半,接着在另一压力机上成形钢板的另一半,从而得到O形圆管。D成形法生产的焊管尺寸合适,产量适中,生产线价格较低。
6.PFP逐步折弯成形法是将端头预弯的钢板在压力机上以较小的步长,较多的次数逐步对板料进行折弯,最后经钢管合缝焊机成形为圆管。PFP法因每次压下量小,故压力机吨位半大,因此投资也较小,该种方法可以成形不同管径,不同壁厚的焊管,加工的直径可小于406mm,生产的焊管质量较好,产量适中。
二、制造工艺分析相比较
1.通过对焊管成形工艺方法及其特点的分析和相比较,UOE法产品质量好,生产效率高,是今朝世界上最早进的焊管成形方法,但价格十分极其昂贵,全套设备进口价格约2亿美圆。由于我国管道建设往往具有波动性和突发性,市场起伏较大,在今朝对久远的国内市场尚无十分把握,国际贸易还居于起步阶段的条件下,采用UOE法的风险较大。
2.RBE辊弯成形法、D成形法及PFP逐步折弯成形法较为适合我国的实际,其焊管尺寸合适,产量适中,机组价格较低,国内企业纯粹有能力承担。
3.PFP逐步折弯成形与RBE辊弯成形法比较,两者的特点大体相同,但PFP法生产的焊管直径可小于406mm,这一点是RBE法所做不到的,PFP法生产线具有更强的市场适应能力。PFP法投资在6500~8000万元左右。PFP法成型机组比D成型法主机机组简单。在我国大口径直缝埋弧焊管设备今朝空白的环境下,对于国内第一条新建机组来说,选择PFP成型机更为有利。
三、PFP法大口径直缝埋弧焊管生产线工艺
板材超声波探伤→铣边→预弯→成形→合缝预焊→内焊→外焊→超声波探伤→X射线探伤→扩径→整圆→水压试验→超声波探伤→X射线探伤→平头倒角→磁粉探伤→称重测长→标志出厂。
四、我国管道用钢管需求及钢管束造业现状
1.需求
东营—黄岛输油管线全部采用从日本进口的UOE直缝管近4万吨。
上海宝山钢铁公司已能生产X级中厚钢板;甘肃省酒泉钢铁公司正进行技能改造,也将建成一条为制管提供板材的轨制线。
西气东输及其它主要管道铺设工程年需求量在100万吨以上(进口)。总的市场需求量在1500万吨左右。
2.现状
我国现有六大焊接钢管厂,即宝鸡石油钢管厂、华北石油钢管厂、沙市石油钢管厂、资阳石油钢管厂、胜利石油钢管厂和辽阳石油钢管厂,其主导产品都是埋弧螺旋焊接钢管。今朝,在建的大口径直缝埋弧焊管生产项目有:华北石油钢管厂大直缝埋弧焊管生产线和沙市石油钢管厂大直缝埋弧焊管生产线。已建成于2001年末竣工验收的大口径直缝埋弧焊管项目是由天水锻压机床厂为主组建的天水天力特殊的一种管公司。
3.大直缝埋弧焊管产品规格
壁厚:6mm~25.4mm;管径:Φ406mm~Φ1200mm;长度:8000mm~12000mm;材质:X42~X70。
材质要求:X级钢材,要求材料具有超纯净低硫、低碳、低磷、高强度、高韧性和良好焊接性。
“西气东输”工程所需直缝焊管规格(轮南至上海):壁厚:25.4mm;管径:Φ1016mm;长度:12000mm;材质:X70。
产品精度:按美国制管协会BPI SPEL5L标准,进行大口径直缝埋弧焊管的制造和各项精度检测。产品执行并达到BPI、BS、BS、DIN、GB标准。椭圆度公役±1%,直线度偏差不超过管长的0.2%。
五、PFP法大口径直埋弧焊管主要生产设备简介
1.钢板铣边机(Plate Edge Trimer)
主要用于钢板加工,以保证钢板两边平行,同时加工出焊接坡口。整机由两台铣边机组成,两边同时铣削,每边装有多把固定的铣刀,在钢板通过时进行铣削加工。其优点是加工效率高,且产生的铁屑易于运输。
2.板料端头预弯机(Plate End Drimping Machine)
主要用于需要折制成圆管的钢板两头进行预弯处理。整机由两台端头预弯机相对安装在两个底座上,由一台电念头及双伸轴减速器同时动员安装在呆板底部的左右扭转丝杠扭转,使两台端头预弯机接近或远离,从而对不同宽度钢板两头头同时进行预弯。主机先后配有出进料辊道,可将预弯成型的工件送入下一道工序。主机为D形床身,有三个主油缸和两个活塞同步油缸,以保证滑块工作时的同步。机床的预弯生产模型由相应的管径参数决定,由于对钢板的端头预弯是分段进行的,因此上下生产模型均有过渡段,即圆弧半径逐渐变大,且圆心的位置也随着变化,制止了分段预弯造成钢板的撕裂等缺陷。
3.制管液压机(Steel Pipe Forming Machine)
机床采用单板框式结构,刚性好,强度高。主机采用了德国博世公司的电液比例同步液压阀,左右立柱上各安装一只光栅,与计算机、比例阀组成一闭环伺服控制,使滑块连结同步运行,保证了呆板的高精度。滑块定位精度为0.05mm,重复定位精度为0.05mm。辅助设备由横向送料机构(送料精度误差<0.1mm=、钢板对中机构、工件送出机构等组成,出进料方便,对线精确。机床数控系统采用荷兰DELEM DB-23E数控系统,可实现对Y一、Y二、X一、X二、X3、X4共六个数控坐标轴的控制。主机同步精度、上下点定位精度、重复定位精度和操作机送料精度精确精密。
4.合缝预焊机(End Squaring & Tack Welding Machine)
用于对已压制成型的启齿管筒由上下模使其边部合拢,并进行预焊,以连结钢管的形状,为下步工序的内焊和外焊提供条件。呆板工作时,管筒由卡紧装配定位,通过链条输送装配将钢管送入合缝机,其上有先后压头与高低压头,压头通过液压系统将力传递给钢管,借传动链条动员连续不停地合拢与点焊、焊接速率为2m/min。
5.钢管内焊机(Pipe Internal SBW)
用于对预焊后的管筒进行内壁焊接。在焊接过程,管筒平放在输送车上,输送车的输送速率确保均速,无冲击振动。内焊机采用悬臂梁结构,输送车的位移量超过悬臂梁的长度,在悬臂梁的端部装有焊接装配,悬臂梁在管筒内。当输送车以焊接速率退回时,管筒内壁焊缝由埋弧焊工艺形成。该内焊机通过悬臂梁将焊接电极、焊丝、焊剂及焊接电流提供到焊接处。
6.钢管外焊机(Pipe External SBW)
用于对内焊后的管筒进行外壁焊接。外焊时,管筒同样平放在输送车上,输送车在焊头下方匀速移动。该外焊机通过对地车驱动电机的变频调速达到焊接所需要的速率。焊机机头部位配有十字滑架,焊接过程中可实现水平、垂直方向的微调,以便控制焊接机头的焊缝位置的对中,焊接速率为0.12m/min~1.2m/min。
7.钢管扩径机(Steel Pipe Expanding Machine)
是制管生产线中的主机之一。该扩径机采用机械扩径,其目的是通过将管子扩张到屈服点而达到对管子的整形和矫直,并且可以消除残余内应力。扩径机由送管小车、扩径头组成。扩径头由几个扇形块组成的芯棒安装在楔形板上,而楔形板固定在液压缸的活塞杆上。当液压缸活塞和楔形板向右移或向左移时,构成芯棒表面的扇形块向外扩展或由大变小。
扩径机的能力可以扩壁厚达25mm的钢管,扩径量为1%~1.5%。
8.水压试验机(Hydrostatic Testing Machine)
用于钢管的严密封闭性试验,机床的总体布局类同于卧式四柱压力机,前压头靠主液压缸推动并提供压力;后压头装在一行走小车上,根据不同管长,用插销与四根拉力柱固定。试验时,钢管与先后头之间端面弥缝,先低压充水,后采用一增压器高压充水,直到焊管内水压达到试验要求的压力。另一端主液压缸内的油压同时上升,达到某一值后和水压压力连结一动态平衡,保压约10s,检测焊管有无泄漏。
9.平头倒角机(Dhamfering)
用于钢管两头的铣削定长和倒角。该机布局采用两套铣削机构(滑台及刀盘装配)由两头对面布置,钢管进入两铣削机构中间后托起,两铣削机构同时完成趋近、夹紧、加工等工作。
该机除滑台趋近运动采用电机减速后利用齿轮齿条传动副运动外,剩下动作全部采用液压电气驱动,自动化程度高,效率高(工作效率为15分/根)。
10.超声波探伤仪(Ultrasonic Inspection Test)
由操作室及导轨和扭转机构等组成的超声波探伤设备,可对钢管进行缺陷探伤。
11.X光探伤机(X-Ray Testing Machine)
由升降悬臂部分、图象增强器、小车出进料数目级道、车体、车上扭转辊、小车导轨及支座、PLD和电控柜组成的X光探伤设备,可对钢管焊缝缺陷、材料缺陷和裂纹进行探伤。

上一篇:什么是ERW(高频焊钢管)和LSAW(埋弧焊直缝钢管)

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