JCOE钢管成型工艺
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钢管成型工艺方法
钢管那可是工业领域的大明星啊!咱先说说钢管成型工艺方法的步骤呗。
首先把原材料准备好,就像大厨准备食材一样,得精挑细选。
然后通过加热让材料变得软软的,就像巧克力在手里快化了似的。
接着用模具进行挤压,把它变成钢管的形状,这就好比把泥巴捏成想要的样子。
最后进行冷却和加工,让钢管变得光滑又漂亮。
那在这个过程中有啥注意事项呢?加热可不能过头了呀,不然就像面包烤焦了一样没法用了。
模具也得选合适的,不然弄出来的钢管歪歪扭扭,那可不行。
再说说安全性和稳定性。
这可太重要了!要是不安全,那不是跟在悬崖边跳舞一样吓人嘛。
在生产过程中,各种设备都得好好检查,不能有半点马虎。
稳定性呢,就像走钢丝的人手里的平衡杆,没有它可不行。
钢管的应用场景那可多了去了。
建筑工地上,钢管可以用来搭建脚手架,就像给大楼搭了个坚固的梯子。
在机械制造中,钢管也是重要的零部件,就像汽车的轮子一样不可或缺。
它的优势也很明显啊,强度高、耐腐蚀,这不是超级棒嘛!
举个实际案例吧。
有个大工程,用了好多钢管,质量那叫一个好。
工
程顺利完成,大家都开心得不得了。
这就说明钢管成型工艺好的话,效果那是杠杠的。
钢管成型工艺方法就是这么厉害。
它能让原材料变成坚固实用的钢管,为各个领域的发展做出贡献。
咱可不能小瞧了它。
《大口径直缝焊管JCOE成形集成模拟及残余应力场分析》篇一一、引言大口径直缝焊管在众多领域,如油气运输、水利工程、市政建设等都有广泛应用。
而JCOE成形技术因其能够生产出高质量、高强度的直缝焊管而备受关注。
本文将通过集成模拟的方式对大口径直缝焊管JCOE成形过程进行深入的研究,同时分析其残余应力场的特点和影响因素,为实际生产提供理论依据和指导。
二、JCOE成形技术概述JCOE成形技术是一种利用钢板卷曲、焊接和扩张等工艺生产大口径直缝焊管的技术。
该技术具有生产效率高、焊缝质量好、产品强度高等优点,因此广泛应用于各类工程建设中。
三、大口径直缝焊管JCOE成形集成模拟(一)模拟方法及模型建立本部分将采用有限元法对大口径直缝焊管JCOE成形过程进行模拟。
首先,建立三维有限元模型,包括钢板材料、焊缝形状等参数的设置。
然后,根据实际生产过程中的工艺参数,如卷曲速度、焊接温度等,对模型进行加载和求解。
(二)模拟结果分析通过对模拟结果的分析,我们可以了解到JCOE成形过程中,钢板的变形情况、焊缝的形成过程以及残余应力的分布情况等。
这些信息对于我们优化生产过程、提高产品质量具有重要意义。
四、残余应力场分析(一)残余应力的产生及影响因素在JCOE成形过程中,由于材料的不均匀性、温度变化等因素,会产生残余应力。
这些残余应力会对管道的力学性能和使用寿命产生影响。
影响因素包括材料性能、成形工艺、温度等。
(二)残余应力场的分布特点通过对模拟结果的分析,我们可以了解到残余应力场的分布特点。
在JCOE成形过程中,残余应力主要分布在焊缝附近和管道的弯曲部位。
这些部位的残余应力较大,容易引发管道的变形和裂纹等问题。
五、优化措施及建议针对大口径直缝焊管JCOE成形过程中的残余应力问题,本文提出以下优化措施及建议:(一)优化材料性能:选择合适的钢板材料,提高材料的均匀性和抗拉强度,以减少残余应力的产生。
(二)改进成形工艺:通过调整卷曲速度、焊接温度等工艺参数,优化JCOE成形过程,以降低残余应力。
JCOE直缝埋弧焊管成型工艺参数计算1 成型工艺简介直缝埋弧焊钢管渐进式JCO成型的主要控制参数是钢板横向进给步长和上模压下量。
将成型过程分解为N+1步(N为正整数),按设定步长对钢板进行横向自动送进并进行折弯.实现渐进式J—C—O成型。
钢板以横向进入成型机,在送料小车的推动下,近行第一阶段N/2个步长的多步逐次弯曲,实现钢板前半部的“J”成型;第二阶段首先使经过“J”成型的钢板快速横向送进给至横向指定位置,从另一端开始对未成型的钢板进行另一个N/2步长的多步逐次弯曲,实现钢板后半部分的成型,完成“C”成型;最后对“C”型管坏的下部进行一次弯曲,实现“O”成型,成型后开口一般不大于120mm。
图1为N=14的成型过程简图:图1 N=14的成型过程简图2 成型工艺各参数的确定JCO成型工艺的几个重要参数有步进距离、步数、上模半径、下模开口、折弯下死点Y、折弯力、平行度以及挠度等。
通过多个参数的合理应用配合才能得到良好的管型。
2.1步进距离(L2):根据实际模具使用情况及扩径率确定,通过长时间的生产总结,步进距离在一般在80~170mm之间,可以得到良好的管型。
2.2步数(N):N=(C-2L1)/L2。
(L1为弯边长度)2.3下模开口:下模开口的选用原则是在小于两倍预弯弯边长度的前提下,尽量选用较大的开口(但开口不宜大于D/2,实际生产中开口大于D/2时,容易造成压伤),以减少设备的成型压力,从而降低损耗。
2.4平行度及挠度:平行度及挠度需在成型过程中,注意观察板边状态进行调整。
如开口量两端不一致,则需调整平行度,相对增大开口量大的一端的下死点数据;如钢管开口中间大两端小或中间小两端大,则需增大或减小挠度补偿来进行调整。
2.5上模半径的选用:根据说明书提供公式Rp=R'/{1+[K*σs*R'/E*t]}进行选择,选取模具半径小于、但最接近计算半径的模具。
选取模具半径越接近计算值,管型越好,也可可适当选取较大的步进,从而减少成型时间,大批量生产时,此点尤为重要。
直缝焊管成型技术-JCOE现代UOE机组的能力大,产量高,适合单一规格大批量生产。
但是投资过高,全套生产线现行价大约15亿元人民币,一般发展中国家很难承受;同时,这种工艺在生产小批量、多规格的钢管时灵活性差,调整时间长,成本高。
因此,为了减少对成型机压力的要求,人们尝试将UO成型的步骤分解进行。
现代数控技术和伺服控制技术的结合产生了数控折弯技术。
采用数控折弯技术可将管坯的成型过程分解为更多的步骤进行,将一次模压成型变为多步弯曲成型,每步只对钢板的一小部分进行弯曲,从而大大减少了成型需要的压力。
在此基础上诞生了渐进式JCOE制管技术。
渐进式压力成型工艺(progressive forming process,缩写为PFP)最早出现于20世纪60年代。
这种压力成型工艺最初由日本钢管公司开发,采用2台相向的压力机完成钢管管坯的成型,在法国Belleville钢管厂率先投入使用,至今已有近50年的历史。
1996年,德国SMS MEER公司提出用1台大型压力机上弯曲成型大直径直缝焊管的新构想,并与1998年为印度WELSPUN工厂建设了一条JCOE直缝焊管生产线。
该生产线自动化程度高,生产效率始终,产品质量稳定,取得了较好的示范效应。
随后SMS-MEER公司在世界各国推广建设了10多条JCOE生产线,均取得了成功。
JCO成型方式的最大特点是其压力机与UO成型工艺相比,采用1台吨位较小的压力机替代了U成型机和O成型机,通过多步模弯的方式,完成管坯的成型。
生产方式灵活,既可生产大批量的产品,也可制造小批量的产品;既可生产大口径、高强度、厚壁钢管,也可生产中口径(406mm)、厚壁钢管。
年产量可达10~15万吨。
这种成型方式对中等规模的企业是十分合适的,近几年来在世界上得到了广泛的认可,已在德国、日本、中国、印度和印度尼西亚等国获得成功应用,成为现代直缝埋弧焊管机组的直流成型技术之一。
JCO成型过程.压力机配有一个带较长圆弧段的上模和两个带弧面的下模,首先使钢板的一半按设定的步长横向进入成型机,从钢板的一侧开始(让开预弯区)在压力机上下模之间压弯成预定的曲率,使钢板的一半先成为为横卧的“J”形,随后上模抬起,钢板由行进机构推进,使其未成形的一边到达模具下方进行另一半的多步逐段弯曲,形成横卧的“C”形管坯。
焊管及UOE JCOE 与RBE直缝埋弧焊管按成型方式分为UO(UOE)、RB(RBE)、JCO(JCOE)等多种。
将钢板在成型模内先压成U形,再压成O形,然后进行内外埋弧焊,焊后通常在端部或全长范围扩径(Expanding)称为UOE焊管,不扩径的称为UO焊管。
将钢板辊压弯曲成型(Roll Bending),然后进行内外埋弧焊,焊后扩径为RBE焊管或不扩径为RB焊管。
将钢板按J 型-C型-O型的顺序成型,焊后进行扩径为JCOE焊管或不扩径为JCO焊管。
在运输业高度发达的今天,管道运输已经成为现代运输体系(公路、铁路、海运、航空、管道运输)的一个重要组成部分,作为现代管线工业技术进步的重要标志,大口径、高输送压力、长距离输送已经成为管线工业发展的总趋势。
在此形势下,我国在近几年进行了大规模的大口径制管机组改造和引进,这为高等级、高品质的管线用管的生产提供了一定的基础。
对常输管线钢管来说,焊接工艺非常关键。
从生产工艺上来分,焊接钢管主要分为电阻焊管ERW(Electric Resistance Welding)、螺旋埋弧焊管SSAW(Spirally Submerged Arc Welding)和直缝双面埋弧焊管LSAW(Longitudinally Submerged Arc Welding)。
虽然近10年来ERW发展很快,但仍然属于中小口径的焊管,例如日本的ERWΦ610、Φ660生产线、我国大庆建成的ERWΦ660生产线。
在一定时期内,适应当前发展的大口径焊管仍然要由SSAW 和LSAW工艺所生产。
螺旋埋弧焊管存在工艺缺陷螺旋焊管一般是以热轧钢带卷作管坯,经螺旋成型,采用高频电阻焊法或埋弧焊接成型。
该工艺能用较窄的坯料生产管径较大的焊管,还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。
成型工艺如图1所示。
在上世纪五六十年代,螺旋焊管在油气管道输送中占据统治地位,但从七八十年代开始,螺旋焊管受到大口径UOE焊管和中小口径ERW焊管的严重挑战。
JCOE工艺流程图及说明JCOE直缝焊管生产线工艺流程图JCOE直缝焊管生产线工艺流程说明1、钢板准备:将准备生产的钢管所需钢板按顺序堆放好,提前做好产前准备。
并放好相应的原材料标识牌。
2、钢板吊运、标志:正式投产时将相应规格钢板按炉号、批号上料,吊运到横向上料台架上,对钢板表面质量进行检查,并在钢板两端用记号笔填写钢管管号及区分A、B端标识。
3、引熄弧板制作:根据生产订单钢管规格提前制作相应的引熄弧板。
4、焊接引熄弧板:钢板吊运到横向待料台架(长短辊)上后,在钢板的四个角焊接引熄弧板,引熄弧板要焊正焊牢。
5、钢板表面除锈:用负压风除掉钢板表面浮锈及氧化皮等。
6、钢板超声波探伤检查:对钢板及板边进行超声波检测,检查钢板是否存在分层、夹渣、裂纹等质量缺陷。
7、钢板铣边:通过数控铣边机的加工将钢板铣削到成型所需要的板宽;同时按焊接工艺需要的坡口角度及钝边尺寸对钢板两边进行加工。
8、板边除锈、板面清扫:将铣边后的钢板坡口两侧50mm内浮锈除掉,提高焊接合格率;清扫板面铣边残留的铁屑,防止残留铁屑在预弯和成型时被压入管体内。
9、钢板预弯:预弯机将钢板分段进行板边预弯,使其板边达到所要求的曲率半径(圆弧)。
10、JCO成型:成型机通过上下模具对预弯边后的钢板一半进行多次步进压制,将钢板压成横卧的“J”形,再将钢板的另一半通过同样工序压成横卧的“C”形管坯,最后在“C”形管坯中间进行压制,形成开口的“O”形管筒。
11、钢管预焊:预焊机使成型后的管筒合缝并采用Ar+CO2气体保护焊进行连续焊接,开口的管坯合缝状态,将直接影响钢管内、外焊接的质量。
12、预焊后清飞溅:将钢管预焊时飞溅在坡口两侧的飞溅物清除干净。
13、预焊质量检查:检查预焊后的管子焊缝是否有断弧、漏焊、焊接不均匀、气孔等缺陷。
14、预焊焊缝修补:对预焊质量检查岗位检查出来焊缝有缺陷的钢管进行手工修补。
15、钢管标志:在钢管外表面用记号笔写管号。
16、预焊缝清理:对成型过程中钢管内部残留的氧化皮、锈蚀等进行清理,尤其预焊缝坡口内的杂物要清理干净。
《大口径直缝焊管JCOE成形集成模拟及残余应力场分析》篇一一、引言随着工业技术的不断发展,大口径直缝焊管在众多领域得到了广泛应用。
其制造过程中的JCOE成形技术,作为一项重要的工艺技术,对于产品的质量和性能具有决定性影响。
因此,对大口径直缝焊管JCOE成形过程进行集成模拟及残余应力场分析,有助于我们更深入地理解其成形过程和力学行为,从而提高产品的质量和生产效率。
二、JCOE成形技术概述JCOE成形技术是一种常见的直缝焊管生产工艺,它主要包含两个主要步骤:一是管坯的预弯,二是成形过程的执行。
该技术利用模具和机械力将管坯逐步塑形,以得到所需的大口径直缝焊管。
这一过程中,材料的流动性和应力分布情况对最终产品的性能具有重要影响。
三、集成模拟技术在大口径直缝焊管JCOE成形中的应用集成模拟技术在大口径直缝焊管JCOE成形过程中扮演着重要的角色。
通过模拟,我们可以实时观察和预测管坯在成形过程中的材料流动、应力分布以及可能出现的缺陷等问题。
这不仅有助于我们优化工艺参数,提高产品的质量和性能,而且还可以减少试错成本,提高生产效率。
四、残余应力场分析在JCOE成形过程中,由于材料的塑形变形和热处理等因素,会产生残余应力场。
这些残余应力会对大口径直缝焊管的性能和使用寿命产生重要影响。
因此,对残余应力场进行分析是必要的。
通过分析残余应力的分布和大小,我们可以了解其产生的原因和影响因素,从而采取相应的措施进行优化和调整。
五、大口径直缝焊管JCOE成形过程中的残余应力场分析方法大口径直缝焊管JCOE成形过程中的残余应力场分析主要包括实验测量和数值模拟两种方法。
实验测量方法可以通过X射线衍射法、中子衍射法等手段来测定残余应力的分布情况。
数值模拟方法则是通过有限元分析等方法对JCOE成形过程进行模拟,从而预测和分析残余应力的分布和大小。
六、大口径直缝焊管JCOE成形过程中的残余应力场影响及优化措施通过对大口径直缝焊管JCOE成形过程中的残余应力场进行分析,我们发现残余应力的分布和大小对产品的性能和使用寿命具有重要影响。
1、直缝卷管工艺流程主要为先进的JCOE生产工艺,工艺流程如下:2、卷管工艺示意图钢板的下料钢管的卷制钢管的焊接成型3、单直缝卷管生产工艺1)、下料(火焰切割)①设备名称:火焰切割机②设备用途:钢板宽度下料2)、铣边①设备名称:铣边机 XB-4500*12000②设备用途:加工坡口钢板火焰下料或定宽尺寸的钢板首先要进行焊接坡口的加工,该工序对钢板成型前的两边共6个面通过一次铣削加工完成。
加工面不得有局部黑皮、毛刺、棱边和台阶,铣削属边缘加工的常规工艺。
3)、预弯①设备名称:预弯机 YW-2500/3000②设备用途:消除直边预弯是成型前的直接准备工序.预弯段直接影响钢管最终成型后的几何尺寸误差,即圆度,棱角度。
该机配置预弯模具共7套,其中上模5套,下模2套。
模具预弯成型段为渐开线形式,且下模角度可根据计算进行调节以满足该模具使用范围内的最佳圆弧成型段。
4)、弯曲成型①设备名称:成型机 PPF3600/120②设备用途:成型根据板料规格,材质等设定参数如折弯压力,上模规格,下模开口,折弯深度,步长等等,生成程序即可进行首件试折。
首折的PC参数按理论计算后角度由大到小进行现场修正,直至与内圆弧样板吻合时定出PC参数。
5)、O成型(收口)①设备名称:四柱压力机 Y32-500②设备用途:预焊前收口6)、合缝预焊①设备名称:预焊机 YH-1422/120②设备用途:预焊合缝成型后的开缝管在合缝机上0间隙对接,并连续自动CO2气保焊预焊打底,其规范严格按焊接工艺执行。
要求焊波均匀平齐,无深窝形咬边,焊瘤,弧坑裂纹等缺陷。
严禁电弧灼伤母材。
7)、内焊①设备名称:ZGNH-2 2丝内焊机②设备用途:内焊缝成型预焊清理后的钢管即可进入内缝焊接工序,该工序为双丝自动埋弧焊,其焊接过程全程电视监控,电控调节焊缝跟踪。
其焊接规范严格按工艺执行。
8)、外焊①设备名称:ZGWH-3 3丝外焊机②设备用途:外焊缝成型内焊结束进入外焊缝焊接工序,该工序为三丝自动埋弧焊接,其焊接过程全程电视监控,电控调节焊缝跟踪。
焊管及UOE JCOE 与RBE直缝埋弧焊管按成型方式分为UO(UOE)、RB(RBE)、JCO(JCOE)等多种。
将钢板在成型模内先压成U形,再压成O形,然后进行内外埋弧焊,焊后通常在端部或全长范围扩径(Expanding)称为UOE焊管,不扩径的称为UO焊管。
将钢板辊压弯曲成型(Roll Bending),然后进行内外埋弧焊,焊后扩径为RBE焊管或不扩径为RB焊管。
将钢板按J 型-C型-O型的顺序成型,焊后进行扩径为JCOE焊管或不扩径为JCO焊管。
在运输业高度发达的今天,管道运输已经成为现代运输体系(公路、铁路、海运、航空、管道运输)的一个重要组成部分,作为现代管线工业技术进步的重要标志,大口径、高输送压力、长距离输送已经成为管线工业发展的总趋势。
在此形势下,我国在近几年进行了大规模的大口径制管机组改造和引进,这为高等级、高品质的管线用管的生产提供了一定的基础。
对常输管线钢管来说,焊接工艺非常关键。
从生产工艺上来分,焊接钢管主要分为电阻焊管ERW(Electric Resistance Welding)、螺旋埋弧焊管SSAW(Spirally Submerged Arc Welding)和直缝双面埋弧焊管LSAW(Longitudinally Submerged Arc Welding)。
虽然近10年来ERW发展很快,但仍然属于中小口径的焊管,例如日本的ERWΦ610、Φ660生产线、我国大庆建成的ERWΦ660生产线。
在一定时期内,适应当前发展的大口径焊管仍然要由SSAW 和LSAW工艺所生产。
螺旋埋弧焊管存在工艺缺陷螺旋焊管一般是以热轧钢带卷作管坯,经螺旋成型,采用高频电阻焊法或埋弧焊接成型。
该工艺能用较窄的坯料生产管径较大的焊管,还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。
成型工艺如图1所示。
在上世纪五六十年代,螺旋焊管在油气管道输送中占据统治地位,但从七八十年代开始,螺旋焊管受到大口径UOE焊管和中小口径ERW焊管的严重挑战。
JCOE制造技术是上世纪90年代发展起来的一种焊管成型工艺,该工艺的主要成型过程是先将钢板铣边(或刨边)后经纵边预弯,再按J型-C型-O型的顺序成型,每一步冲压均以三点弯曲为基本原理。
由于是多道次渐进压制成型,所以必须解决如下一些问题:如何确定模具形状、上模冲程和下模间距,以及需要多少道次才能保证冲压出最合适的弯曲半径和最佳的开口毛圆管坯。
而这些问题又与钢板材质、不同钢板生产厂的具体力学特性、钢管规格(直径和壁厚)有关,因而非常复杂。
目前主要靠“试错法”,即每当更换新规格或新钢种,就取一定数量的小样进行试压,摸索出合适的冲压量。
试错法比较可靠,但是效率比较低。
由于工艺参数较多,仅通过试错法就相当麻烦。
为了获得一套成熟的工艺,甚至需要几个月的试错过程。
螺旋管螺旋管特点:直缝焊管生产工艺简单,生产效率高,成本低,发展较快。
螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高,能用较窄的坯料生产管径较大的焊管,还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。
但是与相同长度的直缝管相比,焊缝长度增加30~100%,而且生产速度较低。
因此,较小口径的焊管大都采用直缝焊,大口径焊管则大多采用螺旋焊。
螺旋管及其标准分类:承压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管(SY5036-83 )主要用于输送石油、天然气的管线;承压流体输送用螺旋缝高频焊钢管(SY5038-83),用高频搭接焊法焊接的,用于承压流体输送的螺旋缝高频焊钢管。
钢管承压能力强,塑性好,便于焊接和加工成型;一般低压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管(SY5037-83),采用双面自动埋弧焊或单面焊法制成的用于水、煤气、空气和蒸汽等一般低压流体输送用埋弧焊钢管。
标准现在螺旋管的常用标准一般分为:SY/T5037-2000 (部标、也叫普通流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管)、GB/T9711.1-1997 (国标、也叫石油天然气工业输送钢管交货技术条件第一部分:A级钢管(到目前要求严格的有GB/T9711.2 B级钢管))、API-5L (美国石油协会、也叫管线钢管;其中分为PSL1和PSL2两个级别)、SY/T5040-92 (桩用螺旋缝埋弧焊钢管)材质螺旋管材质:Q235A Q23b,0Cr13、1Cr17、00Cr19Ni11、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Nb. Q345 L245 L290 X42 X46 X70 X80 X95直缝钢管高频直缝焊管直缝钢管是焊缝与钢管纵向平行的钢管。
通常分为公制电焊钢管、电焊薄壁管、变压器冷却油管等等。
直缝焊管生产工艺简单,生产效率高,成本低,发展较快。
螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高,能用较窄的坯料生产管径较大的焊管,还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。
但是与相同长度的直缝管相比,焊缝长度增加30~100%而且生产速度较低。
简介钢管要进行水压、弯曲、压扁等实验,对表面质量有一定要求,通常交货长度为4-10m,常要求定尺(或倍尺)交货。
生产工艺综述直缝高频焊接钢管具有工艺相对简单,快速连续生产的特点,在民用建筑、石化、轻工等部门有广泛用途。
多用于输送低压流体或做成各种工程构件及轻工产品。
直缝高频焊接钢管的生产工艺流程直缝焊接钢管是通过高频焊接机组将一定的规格的长条形钢带卷成圆管状并将直缝焊接而成钢管。
钢管的形状可以是圆形的,也可以是方形或异形的,它取决于焊后的定径轧制。
焊接钢管的材料主要是:低碳钢及(T s w 300N/mm2 s< 500N/mm2的低合金钢或其他钢材。
直缝钢管高频焊接的生产工艺流程如下:流程图高频焊接高频焊接是根据电磁感应原理和交流电荷在导体中的趋肤效应、邻近效应和涡流热效应,使焊缝边缘的钢材局部加热到熔融状态,经滚轮的挤压,使对接焊缝实现晶间接合,从而达到焊缝焊接之目的。
高频焊是一种感应焊(或压力接触焊),它无需焊缝填充料,无焊接飞溅,焊接热影响区窄,焊接成型美观,焊接机械性能良好等优点,因此在钢管的生产中受到广泛的应用。
钢管的高频焊接正是利用交流电的趋肤效应和邻近效应,钢材(带钢)经滚压成型后,形成一个截面断开的圆形管坯,在管坯内靠近感应线圈中心附近旋转一个或一组阻抗器(磁棒),阻抗器与管坯开口处形成一个电磁感应回路,在趋肤效应和邻近效应的作用下,管坯开口处边缘产生强大而集中的热效应,使焊缝边缘迅速加热到焊接所需温度经压辊挤压后,熔融状态的金属实现晶间接合,冷却后形成一条牢固的对接焊缝。
高频焊管机组直缝钢管的高频焊接过程是在高频焊管机组中完成的。
高频焊管机组通常由滚压成型、高频焊接、挤压、冷却、定径、飞锯切断等部件组成,机组的前端配有储料活套,机组的后端配有钢管翻转机架;电气部分主要有高频发生器、直流励磁发电机和仪表自动控制装置等组成。
现以$ 165mm高频焊管机组为例,其主要技术参数如下: 3.1焊管成品圆管外径:$ 111~165mm方管:50X50~125X 125mm矩形管:90X50~160X 60~180X 80mm成品管壁厚:2~6mm3.2成型速度:20~70米/分钟3.3高频感应器:热功率:600KW输出频率:200~250KHz电源:三相380V 50Hz冷却:水冷激励电压:750~1500V高频激励电路高频激励电路(又称高频振荡电路),是由安装在高频发生器内的大型电子管和振荡槽路组成,它是利用电子管的放大作用,在电子管接通灯丝和阳极时,把阳极输出信号正反馈到栅极,形成自激振荡回路。
激励频率的大小取决于振荡槽路的电气参数(电压、电流、电容和电感)。
直缝钢管高频焊接工艺5.1焊缝间隙的控制将带钢送入焊管机组,经多道轧辊滚压,带钢逐渐卷起,形成有开口间隙的圆形管坯,调整挤压辊的压下量,使焊缝间隙控制在1~3mm,并使焊口两端齐平。
如间隙过大,则造成邻近效应减少,涡流热量不足,焊缝晶间接合不良而产生未熔合或开裂。
如间隙过小则造成邻近效应增大,焊接热量过大,造成焊缝烧损;或者焊缝经挤压、滚压后形成深坑,影响焊缝表面质量。
5.2焊接温度控制焊接温度主要受高频涡流热功率的影响,根据公式(2)可知,高频涡流热功率主要受电流频率的影响,涡流热功率与电流激励频率的平方成正比;而电流激励频率又受激励电压、电流和电容、电感的影响。
激励频率公式为:f=1/[2 n (CL)1/2] (1)式中:f-激励频率(Hz); C-激励回路中的电容(F),电容=电量/电压;L-激励回路中的电感,电感=磁通量/电流上式可知,激励频率与激励回路中的电容、电感平方根成反比、或者与电压、电流的平方根成正比,只要改变回路中的电容、电感或电压、电流即可改变激励频率的大小,从而达到控制焊接温度的目的。
对于低碳钢,焊接温度控制在1250~1460 C,可满足管壁厚3~5mm焊透要求。
另外,焊接温度亦可通过调节焊接速度来实现。
当输入热量不足时,被加热的焊缝边缘达不到焊接温度,金属组织仍然保持固态,形成未熔合或未焊透;当输入热时不足时,被加热的焊缝边缘超过焊接温度,产生过烧或熔滴,使焊缝形成熔洞。
5.3挤压力的控制管坯的两个边缘加热到焊接温度后,在挤压辊的挤压下,形成共同的金属晶粒互相渗透、结晶,最终形成牢固的焊缝。
若挤压力过小,形成共同晶体的数量就小,焊缝金属强度下降,受力后会产生开裂;如果挤压力过大,将会使熔融状态的金属被挤出焊缝,不但降低了焊缝强度,而且会产生大量的内外毛刺,甚至造成焊接搭缝等缺陷。
5.4高频感应圈位置的调控高频感应圈应尽量接近挤压辊位置。
若感应圈距挤压辊较远时,有效加热时间较长,热影响区较宽,焊缝强度下降;反之,焊缝边缘加热不足,挤压后成型不良。
5.5阻抗器是一个或一组焊管专用磁棒,阻抗器的截面积通常应不小于钢管内径截面积的70%,其作用是使感应圈、管坯焊缝边缘与磁棒形成一个电磁感应回路,产生邻近效应,涡流热量集中在管坯焊缝边缘附近,使管坯边缘加热到焊接温度。
阻抗器用一根钢丝拖动在管坯内,其中心位置应相对固定在接近挤压辊中心位置。
开机时,由于管坯快速运动,阻抗器受管坯内壁的磨擦而损耗较大,需要经常更换。
5.6焊缝经焊接和挤压后会产生焊疤,需要清除。
清除方法是在机架上固定刀具,靠焊管的快速运动,将焊疤刮平。
焊管内部的毛刺一般不清除。
5.7工艺举例现以焊制 $ 32 x 2mm直缝焊管为例,简述其工艺参数:带钢规格:2X98mm 带宽按中径展开加少量成型余量钢材材质:Q235A输入励磁电压:150V 励磁电流:1.5A 频率:50Hz输出直流电压:11.5kV 直流电流:4A 频率:120000Hz焊接速度:50米/分钟参数调节:根据焊接线能量的变化及时调节输出电压和焊接速度。
参数固定后一般不用调整。
高频焊管的技术要求与质量检验根据GB3092《低压流体输送用焊接钢管》标准的规定,焊管的公称直径为6~150mm,公称壁厚为 2.0~6.0mm,焊管的长度通常为4~10米,可按定尺或倍尺长度出厂。
钢管表面质量应光滑,不允许有折叠、裂缝、分层、搭焊等缺陷存在。
钢管表面允许有不超过壁厚负偏差的划道、刮伤、焊缝错位、烧伤和结疤等轻微缺陷存在。
允许焊缝处壁厚增厚和内缝焊筋存在。
规定要求焊接钢管应做机械性能试验和压扁试验以及扩口试验,并要达到标准规定的要求。
钢管应能承受一定的内压力,必要时进行 2.5Mpa压力试验,保持一分钟无渗漏。
允许用涡流探伤的方法代替水压试验。
涡流探伤按GB7735《钢管涡流探伤检验方法》标准执行。
涡流探伤方法是将探头固定在机架上,探伤与焊缝保持3~5mm距离,靠钢管的快速运动对焊缝进行全面的扫查,探伤信号经涡流探伤仪的自动处理和自动分选,达到探伤的目的。
探伤后的焊管用飞锯按规定长度切断,经翻转架下线。
钢管两端应平头倒角,打印标记,成品管用六角形捆扌L包装后出厂。
加工方法直缝钢管的主要加工方法有:锻造钢材:利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。
挤压:是钢材将金属放在密闭的挤压简内,一端施加压力,使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法,多用于生产有色金属材钢材。
轧制:将钢材金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙(各种形状),因受轧辊的压缩使材料截面减小,长度增加的压力加工方法。
拉拨钢材:是将已经轧制的金属坯料(型、管、制品等)通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工。
ERWERV是Electric Resista nee Weld 的缩写。
中文意思是电阻焊。
钢管行业里常说的ERW pipe就是指电阻焊管。
简介ERW 焊管生产线可生产高频电阻直缝焊管、方形管、矩形管和钢板桩等产品。
生产线配套了Thermatool公司的500KW高频焊机和三台500KW的中频热处理机,Krautkramer 公司的双通道在线UT探伤机,Joy Sou nd 公司的水压试验机,Guild In ternatio nal 公司的剪切对焊机和超级螺旋活套,Pacific 公司的微机控制飞锯机,Chicago Roll公司的辊轮等先进装备,生产自动化程度高,工艺控制稳定可靠。