无缝钢管制作方法

无缝管生产

无缝管生产

manufacturing process of seamless tube and pipe

用穿孔等方法生产周边无接缝的钢管或其他金属管和合金管。无缝管的外径范围为 0.1～1425mm，壁厚为0.01～200mm。除圆形管外,还有各种异形断面管和交断面管。

生产方法和简史 无缝管的生产方法很多。无缝钢管根据交货要求，可用热轧(约占80～90％)或冷轧、冷拔〔约占10～20％〕方法生产。热轧管用的坯料有圆形、方形或多边形的锭、轧坯或连铸管坯，管坯质量对管材质量有直接的影响。热轧管有三个根本工序：①在穿孔机上将锭或坯穿成空心厚壁毛管；②在延伸机上将毛管轧薄，延伸成为接近成品壁厚的荒管；③在精轧机上轧制成所要求的成品管。轧管机组系列以生产钢管的最大外径来表示〔见轧机〕。无缝钢管生产方法见表1，括号中数字为创制年代。 无缝钢管生产有近 100年的历史。德国人曼尼斯曼兄弟于1885年首先创造二辊斜轧穿孔机，1891年又创造周期轧管机,1903年瑞士人施蒂费尔〔R.C.Stiefel〕创造自动轧管机〔也称顶头式轧管机〕，以后又出现了连续式轧管机和顶管机等各种延伸机，开始形成近代无缝钢管工业。20世纪30年代由于采用了三辊轧管机、挤压机、周期式冷轧管机，改善了钢管的品种质量。60年代由于连轧管机的改良，三辊穿孔机的出现，特别是应用张力减径机和连铸坯的成功，提高了生产效率，增强了无缝管与焊管竞争的能力。70年代无缝管与焊管正并驾齐驱，世界钢管产量以每年 5％以上的速度递增。中国1953年后重视开展无缝钢管工业，已初步形成轧制各种大、中、小型管材的生产体系。铜管一般也采用锭坯斜轧穿孔、轧管机轧制、盘管拉伸工艺。

自动轧管生产 生产无缝钢管的方式之一。生产设备由穿孔机、自动轧管机、均整机、定径机和减径机等组成。其生产工艺流程见图1。

穿孔机 常用的二辊斜轧穿孔过程见图2。圆管坯穿轧成空心的厚壁管〔毛管〕，两个轧辊的轴线与轧制线构成一个倾斜角。近年来倾斜角已由6°～12°增至13°～17°,使穿孔速度加快。生产直径250mm以上钢管，采用二次穿孔,以减少毛管的壁厚。带主动旋转导盘穿孔、带后推力穿孔、轴向出料和循环顶焊等新工艺也取得一定的开展,从而强化了穿孔过程,改良了毛管质量。

十四、无缝钢管及螺旋缝钢管施工工艺

钢管运至现场后，首先根据设备及管件位置进行排管，并在现场将每根钢管的具体长度丈量好，标注具体尺寸和排列位置，以便于接口时对号入座，采用吊车下管，下管过程中采用尼龙吊带进行吊装，以管道保温层的保护。

（一）修口、对口

修口集中在管道出厂前加工完成，为保证焊接质量，焊接前均进行全面检查、修正，使管子端面、坡口角度、钝边、圆度等，均符合对口接头尺寸的要求，个别钢管需在现场做坡口处理时，采用气焊切割，清除熔渣后再用砂轮打磨平整。

对口操作程序为：检查接口接头尺寸→清膛→确定并调整钢管纵向焊缝错开位置→第一次管道找直→调整对口间隙尺寸→对口找平→管道拉线找直→点焊

（二）焊接

接口焊接采用电弧焊，一遍打底，二遍成活，每道焊缝均一次焊完，每层施焊的引熄弧点须错开。

1、管节焊接前应先修口、清渣、管端端面的坡口角度、钝边、间隙，应符合规范规定；不得在对口间隙夹焊帮条或用加热法缩小间隙施焊。

2、对口时应使内壁齐平，采用长300mm的直尺在接口内壁周围顺序贴靠，错口的允许偏查差应为0.2倍壁厚，且不得大于2mm。

3、对口纵、环向焊缝的位置应符合下列规定：

（1）纵向焊缝应在管道中心垂线上半圆的45°左右处；

（2）有加固的钢管，加固环的对焊焊缝应与管节纵向焊缝错开，其间距不应小于100mm；加固环距管节的环向焊缝不应小于50mm；

（3）管道任何位置不得有十字形焊缝。

（4）定位焊时，定位焊缝所有焊条号（或牌号）应与正式焊接相同，但焊条直径可选细一些。定位焊缝的焊接电流要选得比正式焊接时大一些，通常大10%－15%，以保证焊透。

（5）管道的焊接：焊缝质量必须符合GB50268-97中4.2的有关规定，焊缝应平滑，宽窄一致，根部焊透，无明显的凹凸缺陷及咬边现象，焊缝加强面应高出管面约2毫米，焊出坡口边缘2-3毫米。

（6）管道与法兰焊接时，管道应插入法兰三分之二，法兰与管道应垂直，两者的轴线重合。

无缝钢管

1、认真熟悉图纸，配合土建施工进度，预留槽洞及安装预埋件。

2、按设计图纸画出管路的位置、管径、变径、预留口、坡向，卡架位置等施工草图，包括干管起点、末端和拐弯、节点。预留口、坐标位置等。

3、干管安装：按施工草图，进行管段的加工预制，包括：断管、套丝、上零件、调直、核对好尺寸，按环路分组编号，码放整齐。

4、安装卡架，按设计要求或规定间距安装。吊卡安装时，先把吊棍按坡向、顺序依次穿在型钢上，吊环按间距位置套在管上，再把管抬起穿上螺栓拧上螺母，将管固定。安装托架上的管道时，先把管就位在托架上，把第一节管装好U形卡，然后安装第二节管，以后各节管均照此进行，紧固好螺栓。

5、干管安装应从进户或分支路点开始，装管前要检查管腔并清理干净。在丝头处涂好铅油缠好麻，一人在末端扶平管道，一人在接口处把管相对固定对准丝扣，慢慢转动入扣，用一把管钳咬住前节管件，用另一把管钳转动管至松紧适度，对准调直时的标记，要求丝扣外露2～3扣，并清掉麻头依此方法装完为止（管道穿过伸缩缝或过沟处，必须先穿好钢套管）。

6、制作羊角弯时，应煨两个75°左右的弯头，在联接处锯出坡口，主管锯成鸭嘴形，拼好后即应点焊、找平、找正、找直后，再进行施焊。羊角弯接合部位的口径必须与主管口径相等，其弯曲半径应为管径的2.5倍左右。。 7、分路阀门离分路点不宜过远。如分路处是系统的最低点，必须在分路阀门前加泄水丝堵。集气罐的进出水口，应开在偏下约为罐高的1/3处。丝接应与管道联接调直后安装。其放风管应稳固，如不稳可装两个卡子，集气罐位于系统末端时，应装托、吊卡。

8、采用焊接钢管，先把管子选好调直，清理好管膛，将管运到安装地点，安装程序从第一节开始；把管就位找正，对准管口使预留口方向准确，找直后用气焊点焊固定（管径≤50mm以下焊2点，管径≥70m以上点焊3点），然后施焊，焊完后应保证管道正直。

17 钢管的制作与安装

17.1 钢管制作的施工程序和方法

17.1.1 钢管的制作程序

钢管的制作程序为：技术准备→材料进场→材料检验→平板调直→划线下料并编号→坡口加工→卷板→焊接→单节管组圆→焊接→调圆→防腐涂装→验收→堆放、保管。钢管管节组焊工艺流程图，见图17.3-1。

17.1.2钢管制造方法及技术措施

钢管分节制造，根据钢板宽度及施工图纸要求分节，制造成3m的单元。

17.1.2.1技术准备 施工技术准备

编制管节装焊工艺流转卡

管节组圆、尺寸检查

纵缝自动焊（含预热后热）

纵缝角变形矫正 焊接工艺评定

焊接工艺计划、工艺规程编制

焊缝检查（NDT）

调圆、加劲环装配

加劲环焊接

检查（含NDT） 24h后

不合格

检查验收 24h纵缝产品试板NDT及机械性能试验 合格

附件组装、焊接

管段组装质检

环缝焊接

焊缝检查（NDT）

终检验收、出厂 管段防腐处理 24h后

图17.1-1 压力钢管管节组焊工艺流程图 焊缝返修(NDT） 不合格 焊缝返修(NDT）

焊缝返修(NDT） 不合格 合格

内支撑装配 涂装工艺试验

编制涂装工艺措施 钢管制造过程中，从制造材料、工艺、焊接、无损检测、计量、工装等环节对钢管制造生产过程进行质量监控。由技术人员编制钢管零件加工工艺、材料采购计划表、焊接工艺评定、工装设计方案、焊接工艺卡、无损检测工艺卡、防腐施工工艺卡等报工程师认可后，作为钢管制造施工作业指导文件。

17.1.2.2钢材采购

①每批钢材入库验收时，向工程师提交产品质量证明书，并接受工程师的检查，没有出厂质量证明书或标号不清、有疑问的要复验，复验合格，方可使用。

②所有钢板均按照工程师要求进行抽样检验，检验结果报送工程师。

17.1.2.3划线、下料及坡口

（1）钢板划线依据施工图纸，并考虑切割损耗、焊接收缩等因素。

划线后用钢印、油漆分别标出钢管的分段、分节编号、水流方向、水平和垂直中心线、坡口角度及切割线等符号。