『壹』 焊管都有哪些生产流程
板探:用来制造大口径埋弧焊直缝钢管的钢板进入生产线后,首先进行全板内超声波检验;铣边:通容过铣边机对钢板两边缘进行双面铣削,使之达到要求的板宽、板边平行度和坡口形状;预弯边:利用预弯机进行板边预弯,使板边具有符合要求的曲率;成型:在JCO成型机上首先将预弯后的钢板的一半经过多次步进冲压,压成"J"形,再将钢板的另一半同样弯曲,压成"C"形,最后形成开口的"O"形预焊。
使成型后的直缝焊钢管合缝并采用气体保护焊(MAG)进行连续焊接;内焊:采用纵列多丝埋弧焊(最多可为四丝)在直缝钢管内侧进行焊接;外焊:采用纵列多丝埋弧焊在直缝埋弧焊钢管外侧进行焊接;超声波检验Ⅰ:对直缝焊钢管内外焊缝及焊缝两侧母材进行100%的检查X射线检查Ⅰ:对内外焊缝进行100%的X射线工业电视检查,采用图象处理系统以保证探伤的灵敏度;扩径:对埋弧焊直缝钢管全长进行扩径以提高钢管的尺寸精度,并改善钢管内应力的分布状态水压试验:在水压试验机上对扩径后的钢管进行逐根检验以保证钢管达到标准要求的试验压力,该机具有自动记录和储存功能。
『贰』 螺旋焊管的生产工艺
螺旋焊管也是焊管设备中的一种,它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。
螺旋钢管生产工艺:是以带钢卷板为原材料,经常温挤压成型,以自动双丝双面埋弧焊工艺焊接而成的螺旋缝钢管。
1、原材料即带钢卷,焊丝,焊剂。在投入前都要经过严格的理化检验。
2、带钢头尾对接,采用单丝或双丝埋弧焊接,在卷成钢管后采用自动埋弧焊补焊。
3、成型前,带钢经过矫平、剪边、刨边,表面清理输送和予弯边处理。
4、采用电接点压力表控制输送机两边压下油缸的压力,确保了带钢的平稳输送。
5、采用外控或内控辊式成型。
6、采用焊缝间隙控制装置来保证焊缝间隙满足焊接要求,管径,错边量和焊缝间隙都得到严格的控制。
7、内焊和外焊均采用美国林肯电焊机进行单丝或双丝埋弧焊接,从而获得稳定的焊接规范。
8、焊完的焊缝均经过在线连续超声波自动伤仪检查,保证了100%的螺旋焊缝的无损检测覆盖率。若有缺陷,自动报警并喷涂标记,生产工人依此随时调整工艺参数,及时消除缺陷。
9、采用空气等离子切割机将钢管切成单根。
10、切成单根钢管后,每批钢管头三根要进行严格的首检制度,检查焊缝的力学性能,化学成份,溶合状况,钢管表面质量以及经过无损探伤检验,确保制管工艺合格后,才能正式投入生产。11、焊缝上有连续声波探伤标记的部位,经过手动超声波和X射线复查,如确有缺陷,经过修补后,再次经过无损检验,直到确认缺陷已经消除。
12、带钢对焊焊缝及与螺旋焊缝相交的丁型接头的所在管,全部经过X射线电视或拍片检查。
13、每根钢管经过静水压试验,压力采用径向密封。试验压力和时间都由钢管水压微机检测装置严格控制。试验参数自动打印记录。
14、管端机械加工,使端面垂直度,坡口角和钝边得到准确控制。
防腐螺旋焊管技术
由于螺旋焊管的个体质量比较大,所以必须要堆放在室外,但是这就难避会被日晒雨淋,所以生锈的问题一直困扰着螺旋焊管的储藏时间和条件。所以我们有必要进行关于螺旋焊管的防锈知识的全面解答。
主要使用钢丝刷等工具对钢材表面进行打磨,螺旋焊管的清洗和预热可以去除松动或翘起的氧化皮、铁锈、焊渣等。手动工具除锈能达到Sa2级,动力工具除锈可达到Sa3级,若钢材表面附着牢固的氧化铁皮,工具除锈效果不理想,达不到防腐施工要求的锚纹深度。
酸洗利用溶剂、乳剂清洗低压流体输送用焊接钢管(焊管)表面,以达到去除油、油脂、灰尘、润滑剂和类似的有机物,但它不能去除钢材表面的锈、氧化皮、焊药等,因此在防腐生产中只作为辅助手段。
一般用化学和电解两种方法做酸洗处理,管道防腐只采用化学酸洗,可以去除氧化皮、铁锈、旧涂层,有时可用其作为喷砂除锈后的再处理。化学清洗虽然能使表面达到一定的清洁度和粗糙度,但其锚纹浅,而且易对螺旋焊管堆码环境造成污染。
合理使用手段对生锈管件进行清理时保证管件长时间的服务于生产,创造更多的生产效益。
『叁』 直缝高频电阻焊管成型工艺有哪些
1.在高频焊管生产过程中 ,如何确保产品质量符合技术标准的要求和顾客的需要 ,则要对钢管生产过程中影响产品质量的因素进行分析。通过对本公司 Φ76mm高频焊接钢管机组某月份不合格品的统计 ,认为在生产过程中影响钢管产品质量的要素有原材料、焊接工艺、轧辊调节、轧辊材质、设备故障、生产环境及其它原因等七个方面。其中原材料占 32 .44% ,焊接工艺占 24 .85 % ,轧辊调节占 22 .72 % ,三者相加占 80 .01 % ,是主要环节。而轧辊材质、设备故障、生产环境及其它原因等四个方面的要素 ,对钢管产品质量的影响占19.99% ,属相对次要环节。因此 ,在钢管生产过程中 ,应对原材料、焊接工艺和轧辊调节三个环节进行重点控制。
2 原材料对钢管焊接质量的影响 影响原材料质量的因素主要有钢带力学性能不稳定、钢带的表面缺陷及几何尺寸偏差大等三个方面 ,因此 ,应从这三个方面进行重点控制。
1)钢带的力学性能对钢管质量的影响焊接钢管常用的钢种为碳素结构钢 ,主要的牌号有 Q195、Q215、Q235 SPCC SS400 SPHC等多种 。钢带屈服点和抗拉强度过高 ,将造成钢带的成型困难 ,特别是管壁较厚时 ,材料的回弹力大 ,钢管在焊接时存在较大的变形应力 ,焊缝容易产生裂缝。当钢带的抗拉强度超过 635 MPa、伸长率低于 10 %时 ,钢带在焊接过程中焊缝易产生崩裂。当抗拉强度低于 30 0MPa时 ,钢带在成型过程中由于材质偏软 ,表面容易起皱纹。可见 ,材料的力学性能对钢管的质量影响很大 ,应从材料强度方面对钢管质量进行有效地控制。
)钢带表面缺陷对钢管质量的影响钢带表面缺陷常见的有镰刀弯、波浪形、纵剪啃边等几种 ,镰刀弯和波浪形一般出现在冷轧钢带轧制过程中 ,是由压下量控制不当造成的。在钢管成型过程中 ,镰刀弯和波浪形会引起带钢的跑偏或翻转 ,容易使钢管焊缝产生搭焊 ,影响钢管的质量。钢带的啃边 (即钢带边缘呈现锯齿状凹凸不平的现象 ) ,一般出现在纵剪带上 ,产生原因是纵剪机圆盘刀刃磨钝或不锋利造成的。由于钢带的啃边 ,时时出现局部缺肉 ,使钢带在焊接时易产生裂纹、裂缝而影响焊缝质量的稳定性。
3)钢带几何尺寸对钢管质量的影响当钢带的宽度小于允许偏差时 ,焊接钢管时的挤压力减小 ,使得钢管焊缝处焊接不牢固 ,出现裂缝或是开口管 ;当钢带的宽度大于允许偏差时 ,焊接钢管时的挤压力增加 ,在钢管焊缝处出现尖嘴、搭焊或毛刺等焊接缺陷。所以 ,钢带宽度的波动 ,不但影响了钢管外径的精度 ,而且严重影响了钢管的表面质量。对要求同一断面壁厚差不超过规定值的钢管 ,即要求壁厚均匀程度高的钢管 ,钢带厚度的波动 ,会将同一卷钢带厚度差超出的允许值转移到成品钢管的壁厚差 ,使大批钢管厚度超出允许偏差而判废。厚度的波动不仅影响成品钢管的厚度精度 ,同时 ,由于钢带的厚薄不一 ,使钢管在焊接时 ,挤压力和焊接温度不稳定 ,造成了钢管焊接时焊缝质量不稳定。此外 ,由于钢材内部存在着夹层、杂质、沙眼等材料缺陷 ,也是影响钢管质量的一个重要因素。因此 ,在钢带焊接前 ,要检查每卷钢带的表面质量和几何尺寸 ,对钢带质量不符合标准要求的 ,不要进行生产 ,以免造成不必要的损失。
3 高频焊接对钢管质量的影响 在钢管高频焊接过程中 ,焊接工艺及工艺参数的控制、感应圈和阻抗器位置的放置等对钢管焊缝的焊接质量影响很大。
1) 钢管焊缝间隙的控制钢带进入焊管机组经成型辊成型、导向辊定向后 ,形成有开口间隙的圆形钢管管坯 ,调整挤压辊的挤压量 ,使得焊缝间隙控制在 1~ 3mm,并使焊口两端保持齐平。焊缝间隙控制得过大 ,会使焊缝焊接不良而产生未熔合或开裂 ;焊缝间隙控制得过小 ,由于热量过大 ,造成焊缝烧损 ,熔化金属飞溅 ,影响焊缝的焊接质量。
2) 高频感应圈位置的调控感应圈应放置在与钢管同一中心线上 ,感应圈前端距挤压辊中心线的距离 ,在不烧损挤压辊的前提下 ,应视钢管的规格而尽量接近。若感应圈距挤压辊较远时 ,有效加热时间较长 ,热影响区宽 ,使得钢管焊缝的强度下降或未焊透 ;反之感应圈易烧毁挤压辊。
3) 阻抗器位置的调控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。阻抗器应放置在 V形区加热段 ,且前端在挤压辊中心位置处 ,使其中心线与管筒中心线一致。如阻抗器位置放置的不好 ,影响焊管的焊接速度和焊接质量 ,使钢管产生裂纹。
4)高频焊接工艺参数——输入热量的控制高频电源输入给钢管焊缝部位的热量称为输入热量。将电能转换成热能时 ,其输入热量的公式为 :
Q=KI2 Rt (1)
式中 Q—输入管坯的热量 ;K—能量转换效率 ; I—焊接电流 ;R—回路阻抗 ; t—加热时间。
加热时间 :t=Lv (2)
式中 L—感应圈或电极头前端至挤压辊的中心距 ;v—焊接速度。
当高频输入的热量不足且焊接速度过快时 ,使得被加热的管体边缘达不到焊接的温度 ,钢铁仍保持其固态组织而焊接不上 ,形成了未熔合或未焊透的裂纹 ;当高频输入热量过大且焊接速度过慢时 ,使得被加热的管体边缘超过了焊接温度 ,容易产生过热甚至过烧 ,使焊缝击穿 ,造成金属飞溅而形成缩孔。从公式 (1)、(2)中可知 ,可以通过调整高频焊接电流 (电压 )或调整焊接速度的方法 ,来控制高频输入热量的大小 ,从而使钢管的焊缝既要焊透又不焊穿 ,获得焊接质量优良的钢管
4 轧辊调节对钢管质量的影响 从钢管废品因果分析图可看出 ,轧辊调节是属钢管的操作工艺。在生产过程中 ,轧辊损坏或磨损严重时 ,在机组上需要更换部分轧辊 ,或某个品种连续生产了足够的数量 ,需要更换整套的轧辊。这时都应对轧辊进行调节 ,以获得良好的钢管质量。如轧辊调节得不好 ,易造成钢管管缝的扭转、搭焊、边缘波浪、鼓包及管体表面有压痕或划伤 ,钢管椭圆度大等缺陷 ,因此 ,换辊时应掌握轧辊调节的技巧。
1 )更换钢管规格 ,一般都对整套轧辊进行更换。轧辊调节的方法是 :用钢丝从机组入口到出口拉一条中心线 ,进行调整 ,使各架孔型在一条中心线上 ,并使成型底线符合技术要求。更换轧辊规格后 ,首先对成型辊、导向辊、挤压辊、定径辊作一次全面的调节 ,然后重点对成型辊的封闭孔型、导向辊、挤压辊调节。
2 )导向辊的作用是控制钢管的管缝方向和管坯底线高度 ,缓解边缘延伸 ,控制管坯边缘回弹 ,保证管缝平直而不扭转进入挤压辊。如导向辊调节不好 ,在钢管的焊接过程中 ,易造成钢管管缝的扭转、搭焊、边缘波浪等焊接缺陷。
3 )挤压辊是焊管机组的关键设备 ,其作用是将边缘被加热到焊接温度的管体在挤压辊的挤压力作用下完成压力焊接。在生产过程中 ,要控制挤压辊开口角的大小。挤压力过小时 ,焊缝金属强度下降 ,受力后会产生开裂 ;挤压力过大时 ,降低焊接强度 ,而且使外毛刺量增加 ,易造成搭焊等焊接缺陷。
4 )在焊管机组慢速起动的过程中 ,应密切注意各部位轧辊的转动情况 ,随时调节轧辊 ,以确保焊管的焊接质量和工艺尺寸符合规定的要求。
『肆』 万急:高频焊接原理
焊管高频焊接原理
作者:江南五里湖
高频焊接起源于上世纪五十年代,它是利用高频电流所产生的集肤效应和相邻效应,将钢板和其它金属材料对接起来的新型焊接工艺。高频焊接技术的出现和成熟,直接推动了直缝焊管产业的巨大发展,它是直缝焊管(ERW)生产的关键工序。高频焊接质量的好坏,直接影响到焊管产品的整体强度,质量等级和生产速度。
作为焊管生产制造者,必须深刻了解高频焊接的基本原理;了解高频焊接设备的结构和工作原理;了解高频焊接质量控制的要点。
1 高频焊接的基本原理
所谓高频,是相对于50Hz的交流电流频率而言的,一般是指50KHz~400KHz的高频电流。高频电流通过金属导体时,会产生两种奇特的效应:集肤效应和邻近效应,高频焊接就是利用这两种效应来进行钢管的焊接的。那么,这两个效应是怎么回事呢?
集肤效应 是指以一定频率的交流电流通过同一个导体时,电流的密度不是均匀地分布于导体的所有截面的,它会主要向导体的表面集中,即电流在导体表面的密度大,在导体内部的密度小,所以我们形象地称之为:“集肤效应”。集肤效应通常用电流的穿透深度来度量,穿透深度值越小,集肤效应越显著。这穿透深度与导体的电阻率的平方根成正比,与频率和磁导率的平方根成反比。通俗地说,频率越高,电流就越集中在钢板的表面;频率越低,表面电流就越分散。必须注意:钢铁虽然是导体,但它的磁导率会随着温度升高而下降,就是说,当钢板温度升高的时候,磁导率会下降,集肤效应会减小。
邻近效应 是指高频电流在两个相邻的导体中反向流动时,电流会向两个导体相近的边缘集中流动,即使两个导体另外有一条较短的边,电流也并不沿着较短的路线流动,我们把这种效应称为:“邻近效应”。邻近效应本质上是由于感抗的作用,感抗在高频电流中起主导的作用。邻近效应随着频率增高和相邻导体的间距变近而增高,如果在邻近导体周围再加上一个磁心,那么高频电流将更集中于工件的表层。
这两种效应是实现金属高频焊接的基础。高频焊接就是利用了集肤效应使高频电流的能量集中在工件的表面;而利用了邻近效应来控制高频电流流动路线的位置和范围。电流的速度是很快的,它可以在很短的时间内将相邻的钢板边部加热,熔融,并通过挤压实现对接。
2 高频焊接设备的结构和工作原理
了解了高频焊接原理,还得要有必要的技术手段来实现它。高频焊接设备就是用于实现高频焊接的电气—机械系统,高频焊接设备是由高频焊接机和焊管成型机组成的。其中高频焊接机一般由高频发生器和馈电装置二个部分组成,它的作用是产生高频电流并控制它;成型机由挤压辊架组成,它的作用是将被高频电流熔融的部分加以挤压,排除钢板表面的氧化层和杂质,使钢板完全熔合成一体。
高频发生器 过去的焊管机组上使用高频发生器是三回路的:高频发电机组;固体变频器;电子高频振荡器,后来基本上都改进为单回路的了。调节高频振荡器输出功率的方法有多种,如自耦变压器,电抗法,晶闸管法等。
馈电装置 这是为了向管子传送高频电流用的,包括电极触头,感应圈和阻抗器。接触焊中一般采用耐磨的铜钨合金的电极触头,感应焊中采用的是紫铜制的感应圈。阻抗器的主要元件是磁心,它的作用是增加管子表面的感抗,以减少无效电流,提高焊接速度。阻抗器的磁心采用铁氧体,要求它的居里点温度不低于310°,居里点温度是磁心的重要指标,居里点温度越高,就能靠得离焊缝越近,靠得越近,焊接效率也越高。
近年来,世界上一些大公司开始采用了固态模块式结构,大大提高了焊接可靠性,保证了焊接质量。如EFD公司设计的WELDAC G2 800高频焊机由以下部分组成:整流及控制单元(CRU),逆变器,匹配及补偿单元(IMC),CRU与IMC间的直流电缆,IMC到线圈或接触组件。
机器的两个主要部分是CRU及IMC。CRU包括一个带有主隔绝开关及一个全桥二极管整流器的整流部分(它把交流电转换为直流电),一个带有控制装置及外部控制设备界面的控制器。IMC包括逆变器模块,一个匹配变压器以及一个用于为感应线圈提供必需的无功功率的电容组。
主供电电压(3相480V),通过主隔绝开关被送到主整流器中。在主整流器中,主电压被转换为640V的直流电并且通过母线与主直流线缆相连接。直流电通过由数个并联电缆组成的直流电输送线被送到IMC。DC线缆在IMC单元母线上终止。逆变部分的逆变器模块通过高速直流保险同DC母线以并联方式连接在一起。DC电容也与DC母线连接在一起。
每个逆变器模块构成一个全桥IGBT三极管逆变器。三极管的驱动电路则在逆变器模块内的一个印刷电路板上。直流电由逆变器变为高频交流电。根据具体的负载,交流电的频率范围在100-150KH范围之间。为根据负载对逆变器进行调整,所有逆变器都以并联方式同匹配变压器连接。变压器有数个并联的主绕组,及一个副绕组。变压器的匝数比是固定的。
输出电容由数个并联电容模块组成。电容器以串联方式同感应线圈相连接,因此输出电路也是串联补偿的。电容器的作用是根据感应线圈对无功功率的要求进行补偿,及通过此补偿来使输出电路的共振频率达到所要求的数值。
频率控制系统被设计用来使三极管始终工作在系统的共振频率上。共振频率通过测量输出电流的频率确定。此频率随即被用来作为开通三极管的时基信号。三极管驱动卡向每个逆变器模块上的每个三极管发送信号来控制三极管何时开通,何时关断。
感应加热系统的输出功率控制是通过控制逆变器的输出电流来控制的。上述控制是通过一个用来控制三极管驱动器的功率控制卡完成的。
输出功率参考值由IMC操纵面板上的功率参考电位计给出,或者由外部控制面板输出给控制系统。此数值被传送给系统控制器后,将与由整流单元测量系统测量出的 DC功率数值相比较。控制器包括一个限定功能,它可以根据参考功率值与DC功率测量值的比较结果计算出一个新的输出电流设定值。控制器计算出来的输出功率设定值被送到功率控制卡,此控制卡将根据新的设定值来限定输出电流。
报警系统根据IMC中报警卡的输入信号及IMC,CRU中的各类监视设备发出的信号来工作。报警将显示在工作台上。
控制及整流器单元(CRU)
逆变器,匹配及补偿单元 (IMC)
直流线缆 输出功率总线,线圈及接触头连接
冷却系统安装在一个自支撑钢框架内,所有部件联结成为一个完整的单元。系统包括:带有电机的循环泵,热交换器(水/水),补偿容器,输出过程端(次输出)压力表,主进水口温度控制阀门,控制阀以及电气柜。主进水口端的热交换器使用未处理的支流水作为冷却用水,次端的热交换器则使用净化后的中性饮用水作为冷却水。未处理的水由恒温阀门控制,它用来测量次输出端的温度。钢框架可以用螺栓固定在门上。
3高频焊接质量控制的要点
影响高频焊接质量的因素很多,而且这些因素在同一个系统内互相作用,一个因素变了,其它的因素也会随着它的改变而改变。所以,在高频调节时,光是注意到频率,电流或者挤压量等局部的调节是不够的,这种调整必须根据整个成型系统的具体条件,从与高频焊接有关联的所有方面来调整。
影响高频焊接的主要因素有以下八个方面:
第一, 频率
高频焊接时的频率对焊接有极大的影响,因为高频频率影响到电流在钢板内部的分布性。选用频率的高低对于焊接的影响主要是焊缝热影响区的大小。从焊接效率来说,应尽可能采用较高的频率。100KHz的高频电流可穿透铁素体钢0.1mm, 400KHz则只能穿透0.04mm,即在钢板表面的电流密度分布,后者比前者要高近2.5倍。在生产实践中,焊接普碳钢材料时一般可选取 350KHz~450KHz的频率;焊接合金钢材料,焊接10mm以上的厚钢板时,可采用50KHz~150KHz那样较低的频率,因为合金钢内所含的铬,锌,铜,铝等元素的集肤效应与钢有一定差别。国外高频设备生产厂家现在已经大多采用了固态高频的新技术,它在设定了一个频率范围后,会在焊接时根据材料厚度,机组速度等情况自动跟踪调节频率。
第二, 会合角
会合角是钢管两边部进入挤压点时的夹角。由于邻近效应的作用,当高频电流通过钢板边缘时,钢板边缘会形成预热段和熔融段(也称为过梁),这过梁段被剧烈加热时,其内部的钢水被迅速汽化并爆破喷溅出来,形成闪光,会合角的大小对于熔融段有直接的影响。
会合角小时邻近效应显著,有利提高焊接速度,但会合角过小时,预热段和熔融段变长,而熔融段变长的结果,使得闪光过程不稳定,过梁爆坡后容易形成深坑和针孔,难以压合。
会合角过大时,熔融段变短,闪光稳定,但是邻近效应减弱,焊接效率明显下降,功率消耗增加。同时在成型薄壁钢管时,会合角太大会使管的边缘拉长,产生波浪形折皱。现时生产中我们一般在2°--6°内调节会合角,生产薄板时速度较快,挤压成型时要用较小的会合角;生产厚板时车速较慢,挤压成型时要用较大的会合角。有厂家提出一个经验公式:会合角×机组速度≮100,可供参考。
第三, 焊接方式
高频焊接有两种方式:接触焊和感应焊。
接触焊是以一对铜电极与被焊接的钢管两边部相接触,感应电流穿透性好,高频电流的两个效应因铜电极与钢板直接接触而得到最大利用,所以接触焊的焊接效率较高而功率消耗较低,在高速低精度管材生产中得到广泛应用,在生产特别厚的钢管时一般也都需要采用接触焊。但是接触焊时有两个缺点:一是铜电极与钢板接触,磨损很快;二是由于钢板表面平整度和边缘直线度的影响,接触焊的电流稳定性较差,焊缝内外毛刺较高,在焊接高精度和薄壁管时一般不采用。
感应焊是以一匝或多匝的感应圈套在被焊的钢管外,多匝的效果好于单匝,但是多匝感应圈制作安装较为困难。感应圈与钢管表面间距小时效率较高,但容易造成感应圈与管材之间的放电,一般要保持感应圈离钢管表面有5~8 mm的空隙为宜。采用感应焊时,由于感应圈不与钢板接触,所以不存在磨损,其感应电流较为稳定,保证了焊接时的稳定性,焊接时钢管的表面质量好,焊缝平整,在生产如API等高精度管子时,基本上都采用感应焊的形式。
第四, 输入功率
高频焊接时的输入功率控制很重要。功率太小时管坯坡口加热不足,达不到焊接温度,会造成虚焊,脱焊,夹焊等未焊合缺陷;功率过大时,则影响到焊接稳定性,管坯坡口面加热温度大大高于焊接所需的温度,造成严重喷溅,针孔,夹渣等缺陷,这种缺陷称为过烧性缺陷。高频焊接时的输入功率要根据管壁厚度和成型速度来调整确定,不同成型方式,不同的机组设备,不同的材料钢级,都需要我们从生产第一线去总结,编制适合自己机组设备的高频工艺。
第五, 管坯坡口
管坯的坡口即断面形状,一般的厂家在纵剪后直接进入高频焊接,其坡口都是呈“I”形。当焊接材料厚度大于8~10mm以上的管材时,如果采用这种“I”形坡口,因为弯曲圆弧的关系,就需要融熔掉管坯先接触的内边层,形成很高的内毛刺,而且容易造成板材中心层和外层加热不足,影响到高频焊缝的焊接强度。所以在生产厚壁管时,管坯最好经过刨边或铣边处理,使坡口呈“X”形,实践证明,这种坡口对于均匀加热从而保障焊缝质量有很大关系。
坡口形状的选取,也影响到调节会合角的大小。
焊接接头口设计在焊接工程中设计中是较薄弱的环节,主要是许多钢结构件的结法治坡口设计不是出自焊接工程技术人员之手,硬性套标准和工艺性能较差的坡口屡见不鲜。坡口形式对控制焊缝内部质量和焊接结构制造质量有着很重要作用。坡口设计必须考母材的熔合比,施焊空间,焊接位置和综合经济效益等问题。应先按下式计算横向收缩值ΔB。
ΔB=5.1Aω/t+1.27d
式中Aω——焊缝横截面积,mm³ ,t——板厚,mm,d——焊缝根部间隙,mm。 找出ΔB与Aω的关系后,即可根据两者关系列表分析,处理数据,进行优化设计,最后确定矩形管对接焊缝破口形式(图2)。
第六, 焊接速度
焊管机组的成型速度受到高频焊接速度的制约,一般来说,机组速度可以开得较快,达到100米/每秒,世界上已有机组速度甚至于达到400米/每秒,而高频焊接特别是感应焊只能在60米/每秒以下,超过10mm的钢板成型,国内机组生产的成型速度实际上只能达到8~12米/每秒。
焊接速度影响焊接质量。焊接速度提高时,有利于缩短热影响区,有利于从熔融坡口挤出氧化层;反之,当焊接速度很低时,热影响区变宽,会产生较大的焊接毛刺,氧化层增厚,焊缝质量变差。当然,焊接速度受输出功率的限制,不可能提得很高。
国内机组操作经验显示,2~3 mm的钢管焊接速度可达到40米/秒,4~6mm的钢管焊接速度可达到25米/秒,6~8 mm的钢管焊接速度可达到12米/秒,10~16 mm的钢管焊接速度在12米/秒以下。接触焊时速度可高些,感应焊时要低些。
第七, 阻抗器
阻抗器的作用是加强高频电流的集肤效应和相邻效应,阻抗器一般采用M-XO/N-XO类铁氧化体制造,通常做成Φ10mm×(120--160)mm规格的磁棒,捆装于耐热,绝缘的外壳里,内部通以水冷却。
阻抗器的设置要与管径相匹配,以保证相应的磁通量。要保证阻抗器的磁导率,除了阻抗器的材料要求以外,同时要保证阻抗器的截面积与管径的截面积之比要足够的大。在生产API管等高等级管子时,都要求去除内毛刺,阻抗器只能安放在内毛刺刀体内,阻抗器的截面积相应会小很多,这时采取磁棒的集中扇面布置的效果要好于环形布置。
阻抗器与焊接点的位置距离也影响焊接效率,阻抗器与管内壁的间隙一般取6~15 mm,管径大时取上限值;阻抗器应与管子同心安放,其头部与焊接点的间距取10~20 mm,同理,管径大时取大的值。
第八, 焊接压力
焊接压力也是高频焊接的主要参数。理论计算认为焊接压力应为100~300MPa,但实际生产中这个区域的真实压力很难测量。一般都是根据经验估算,换算成管子边部的挤压量。不同的壁厚取不同的挤压量,通常2mm以下的挤压量为:3~6 mm时为0.5t~ t;6~10 mm时为0.5t;10 mm以上时为0.3t~0.5t。
API钢管生产中,常出现焊缝灰斑缺陷,灰斑缺陷是难熔的氧化物,为达到消除灰斑的目的,宝钢等厂家多采取了加大挤压力,增加焊接余量的方法,6mm以上钢管的挤压余量达0.8~1.0的料厚,效果很好。
高频焊接常见的问题及其原因,解决方法:
《1》焊接不牢,脱焊,冷叠;
原因:输出功率和压力太小;
解决方法:1 调整功率;2 厚料管坯改变坡口形状;3 调节挤压力
《2》焊缝两边出现波纹;
原因:会合角太大,
解决方法:1 调整导向辊位置;2 调整实弯成型段;3 提高焊接速度
《3》焊缝有深坑和针孔;
原因:出现过烧
解决方法:1 调整导向辊位置,加大会合角;2 调整功率;3提高焊接速度
《4》焊缝毛刺太高;
原因:热影响区太宽
解决方法:1提高焊接速度;2 调整功率;
《5》夹渣;
原因:输入功率过大,焊接速度太慢
解决方法:1 调整功率;2 提高焊接速度
《6》焊缝外裂纹;
原因:母材质量不好;受太大的挤压力
解决方法:1 保证材质;2 调整挤压力
《7》错焊,搭焊
原因:成型精度差;
解决方法:调整机组成型模辊;
高频焊接是焊管生产中的关键工序,由于系统性的影响因素,至今还需要我们在生产第一线中探索经验,每一台机组都有它的设计和制造差别,每一个操作者也有不同的习惯,也就是说有,机组和人一样,都有自己的个性。我们将这些资料提供给大家,是为了让我们更好得了解高频焊接的基本原理,从而更好地结合自己的生产实践,总结出适合于自己机组的操作规程。
附:API标准关于管子焊接质量的规定
(美国石油学会)API—5L/5CT焊缝标准
API-5CT标准规定:
10.5 压扁试验
10.5.4 第1组试验方法----非整体热处理的管子
试样应在平行板间压扁。在每组压扁试样中,一个试样应在90°位置压扁,另一个试样应在0°位置压扁。试样应压扁至相对管壁相接触为止。在板间距离不小于表 C.23或表E.23规定值时,试样任何部位不应产生裂纹或断裂。在整个压扁过程中,不应出现不良的组织结构、焊缝未熔合、分层、金属过烧或挤出金属等现象。
10.5.5 第1和第2组试验方法----整体热处理的管子
试样应在平行板间压扁,且焊缝处于弯曲程度最大处。由检验人员决定,还应使焊缝位于距弯曲程度最大处90°位置进行压扁试验。试样应压扁至相对管壁相接触为止。在板间距离不小于表C.23或表E.23规定值时,试样任何部位不应产生裂纹或断裂。在整个压扁过程中,不应出现不良的组织结构、焊缝未熔合、分层、金属过烧或挤出金属等现象。
API-5L标准规定:
6.2.2 压扁试验验收标准
压扁试验验收标准如下:
a) 钢级高于A25级的电焊钢管以及规格小于12-3/4的激光焊钢管。
1)对于规定壁厚等于或大于0.500in(12.7mm),且钢级为X60或更高钢级的钢管原始外径(OD)的三分之二的焊缝应不出现开裂。对所有其他钢级和规定壁厚的钢管,压扁到钢管原始外径的1/2时,焊缝不应出现开裂。
2)对D/t大于10的钢管继续压扁到钢管原始外径(OD)的三分之一,除焊缝之外不应出现焊缝或断裂。
3)对所有D/t的钢管,继续压扁,直到钢管的管壁贴合为止,在整个压扁试验过程中,不得出现分层或过烧金属的现象。
b)对A25钢级的焊接钢管,压扁到钢管原始外径的四分之三焊缝应不出现开裂。继续压扁到到钢管原始外径的60%,除焊缝之外的金属应不出现焊缝或断裂。
注1:对于所有压扁试验,规格小于2-3/8的钢管,焊缝包括熔合线两侧各1/4in(6.4mm)范围内的金属,规格不小于2-3/8的钢管焊缝包括熔合线两侧各1/2in(12.7mm)范围内的金属
注2:对于经过热减径机的电焊钢管,在热减径前进行压扁试验,压扁试验的原始外径由制造厂确定。其他情况下,原始外径为规定外径。
表C.23 电焊管压扁试验板间距离
钢级 D/t 最大板间距离mm
H40 ≥16
<16 0.5D
D×(0.830-0.0206 D/t)
J55、K55 ≥16
3.93~16
<3.93 0.65D
D×(0.980-0.0206 D/t)
D×(1.104-0.0518 D/t)
M65
N80(a)
L80
C95(a)
P110(b)
Q125(b) 全部
90~28
90~28
90~28
全部
全部 D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.080-0.0178 D/t)
D×(1.086-0.0163 D/t)
D×(1.092-0.0140 D/t)
D——管子规定外径,mm。
t——管子规定壁厚,mm。
(a) 如果压扁试样失效于12或6点位置,压扁试验应继续进行,直到剩余试样在3或9点位置失效。12或6点位置上的早期失效不应作为拒收依据。
(b) 见A.5(SR11)。压扁应至少为0.85D。
表E.23 电焊管压扁试验板间距离
钢级 D/t 最大板间距离in
H40 ≥16
<16 0.5D
D×(0.830-0.0206 D/t)
J55、K55 ≥16
3.93~16
<3.93 0.65D
D×(0.980-0.0206 D/t)
D×(1.104-0.0518 D/t)
M65
N80(a)
L80
C95(a)
P110(b)
Q125(b) 全部
90~28
90~28
90~28
全部
全部 D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.080-0.0178 D/t)
D×(1.086-0.0163 D/t)
D×(1.092-0.0140 D/t)
D——管子规定外径,in。
t——管子规定壁厚,in。
(a)如果压扁试样失效于12或6点位置,压扁试验应继续进行,直到剩余试样在3 或9点位置失效。12或6点位置上的早期失效不应作为拒收依据。
(b)见A.5(SR11)。压扁应至少为0.85D。
『伍』 不锈钢管如何焊接
不锈钢管焊接工艺操作方法
1 施工准备
1.I 材料要求
00Crl8Nil0管材f6O×3.5,含碳量<0.035超低碳不锈钢,存放应按规定摆放;
焊丝选用H00Gr21Ni10,必须有质量证明或材质合格证。
1.2 对氩气的要求
所用氩气纯度必须保证≥99.99 。
1.3 机具要求
焊接设备选用逆变式焊机ZX7—400;焊工所用焊丝筒、不锈钢锤、不锈钢丝刷;
焊工观察根部成形的聚光小手电筒,焊缝检查尺,接触式测温计。
1.4 作业条件
焊工必须持有该项目材质合格证,才能满足施焊要求;在现场预制,现场安装,室内作业,不用挡风措施。
2 焊接
图l 接头衙图
坡日制作:焊前应采用砂轮机打磨,用不锈钢刷
清理干净,坡口形式及尺寸按图。
组对要求:组对时内壁错边量应≤O.5ram。组对前将坡口两侧20mm 范围内用丙酮擦洗
干净(油污赃物)。
3 焊接方法
所有焊口采用钨极氩弧焊封底、盖面。
所有焊缝采用单面焊双面成形
4 操作要点
TIG焊时焊枪与工件角度75~80度,焊丝与工件角度2O~3O度,减少工件受热,增大电弧吹
力,焊口根部融合良好;TIG焊枪喷嘴直径10ram,钨极伸出长度3~4ram,喷嘴与焊件之间距离8ram;
施焊前管内充氩气保护;采用间断送丝方法,焊丝在氩气保护范围内一
滴一滴向根部熔池填送;层间温度控制在100℃ ;焊口焊接完毕,待焊口冷却后在离焊缝50mm处用记号笔标记上焊工钢印、焊口号、管线号。
『陆』 焊管生产工艺及流程是什么
焊接工艺
从焊接工艺而言,螺旋焊管与直缝钢管的焊接方法一致,但直缝焊管不可避免地会有很多的丁字焊缝,因此存在焊接缺陷的机率也大大提高,而且丁字焊缝处的焊接残余应力较大,焊缝金属往往处于三向应力状态,增加了产生裂纹的可能性。
而且,根据埋弧焊的工艺规定,每条焊缝均应有引弧处和熄弧处,但每根直缝焊管在焊接环缝时,无法达到该条件,由此在熄弧处可能有较多的焊接缺陷。
『柒』 管道焊接施工方法
管道焊接技术标准
金属管道种类繁多、数量大,使用工况千差万别。我国不同行业采用不同的应用标准体系,标准之间差别很大。当然,由于金属管道的工况,如温度、压力、介质、环境等不同,标准有差距是客观存在的。例如,电力电站管道高压、高温、蒸汽介质居多;石化、石油管道受压、腐蚀介质居多;化工行业管道还有剧毒介质(如氯气);机械行业压力容器,按使用情况及工况分成低压、中压、高压、超高压,按容器类别分成第一类压力容器、第二类压力容器、第三类压力容器。船舶管道有高压的蒸汽管道、主机冷却的海水管道(承压及受腐蚀)、污水管道(承压及受高温)、燃油输送管道、压缩空气管道等,在不同的工况条件下运行。以下择要介绍一些基本标准。一、压力管道分类1. 压力管道的定义压力管道是指在生产、生活中使用的可能引爆或中毒等危险性较大的特种设备及管道。① 输送GB5044①《职业性接触毒物性危害程度分级》中规定的毒性程度为极度危害介质的管道。② 输送GB5016②《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类介质的管道。③ 最高工作压力不小于0.1MPa(表压,下同),输送介质为气(汽)体及液化气体的管道。④ 最高工作压力不小于0.1MPa,输送介质为可燃、易焊、有毒以及有腐蚀性或高温工作温度不小于标准沸点的液体管道。⑤ 上述四项规定管道的附属设施(弯头、大小头、三能、管帽、加强管接头、异径短管、管箍、仪表管、嘴、漏斗、快速接头等管件;法兰、垫片、螺栓、螺母、限流孔板、盲板、法兰盖等连接件;各类阀门、过滤器、流水器、视镜等管道设备,还包括管道支架以及安装在压力管道上的其他设施)。 ① GB5044分为四级(与99容规相同):极度危害(1级)<0.1mg/m3;高度危害(2级)0.1~1mg/m3;中度危害(3级)1.0~10mg/m3;轻度危害(4级)>10mg/m3。② GB5016标准对可燃气体火灾危险性分甲、乙两类,甲类气体为可燃气体与空气混合物的爆炸下限不大于10%(体积),乙类气体为可燃气体与空气混合物的爆炸下限不小于10%(体积)。GB5016标准对液态烃、可燃液体的火灾危险性按如下分类:甲A类 15℃的蒸汽压力大于0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体;甲B类 甲A类以外的可燃液体,闪点小于28℃;乙A类 28℃≤闪点≤45℃的可燃液体;乙B类 45℃<闪点<60℃的可燃液体;丙A类 60℃<闪点≤120℃的可燃液体;丙B类 闪点≥120℃的可燃液体。2. 压力管道分类、分级(见表1)表1 压力管道分类、分级名 称 类别 级别 工 况 和 参 数
长输管道 GA GA1 ⑴ 介质:有毒、可燃易爆气体,P>1.6MPa的管道⑵ 介质:有毒、可燃易爆气体,DN≥300mm,输送距离≥200km的管道⑶ 介质:浆体中,DN≥150mm,输送距离≥50km的管道
GA2 ⑴ 介质:有毒、可燃易爆气体,P≤1.6MPa的管道⑵ GA1(2)范围以外的长输管道⑶ GA1(3)范围以外的长输管道
公用管道 GB GB1 燃气管道
GB2 热力管道
工业管道 GC GC1 ⑴ GB5044标准中,毒性程度为极度危害介质的管道⑵ GB50160、GBJ16标准中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃气体介质,且P≥4.0MPa的管道⑶ 输送流体介质,且P≥10.0MPa的管道
GC2 ⑴ 输送GB50160、GBJ160标准中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃气体介质,且P<0.4MPa的管道⑵ 流体介质:可燃、有毒,P<4.0MPa,t≥400℃的管道⑶ 流体介质:不可燃、无毒,P<10MPa,t≥400℃的管道⑷ 流体介质: P<10.0MPa,t<400℃的管道
注:表中P为设计压力;t为工作温度;DN为公称直径。3. 中石化集团公司压力管道分类(见表2)表2 中石化集团公司压力管道分类类别 工 况 和 参 数
第一类 ⑴ 输送毒性程度为极度、高度危害的介质所使用管道(苯除外)⑵ 35.0MPa≥P≥10.0MPa的管道
第二类 ⑴ P<10.0MPa,输送甲、乙类可燃气体,甲A类、乙类可燃液体介质的管道⑵ 工作温度高于闪点的可燃液体介质管道⑶ P≥4.0MPa,无毒、不可燃介质管道(不含输水管道)
第三类 ⑴ 乙B类、丙类可燃液体管道⑵ P≥1.6MPa,不可燃介质管道(不含水管)⑶ P≥0.1MPa,输送介质为汽(气)体,有毒、有腐蚀性或温度不低于标准沸点的液体管道
第四类 P≥35.0MPa超高压管道
第五类 长输管道
第六类 公用管道,含公用燃气和热力管道
4. 管子系列标准压力管道设计及施工,首先考虑压力管道及其元件标准系列的选用。世界各国应用的标准体系虽然多,大体可分成两大类。压力管道标准见表3。法兰标准见表4。表3 压力管道标准分 类 大外径系列 小外径系列
规格DN-公称直径Ф-外径 DN15-ф22mm,DN20-ф27mmDN25-ф34mm,DN32-ф42mm DN40-ф48mm,DN50-ф60mm DN65-ф76(73)mm,DN80-ф89mm DN100-ф114mm,DN125-ф140mm DN150-ф168mm,DN200-ф219mm DN250-ф273mm,DN300-ф324mmDN350-ф360mm,DN400-ф406mm DN450-ф457mm,DN500-ф508mm DN600-ф610mm, DN15-ф18mm,DN20-ф25mmDN25-ф32mm,DN32-ф38mm DN40-ф45mm,DN50-ф57mm DN65-ф73mm,DN80-ф89mm DN100-ф108mm,DN125-ф133mm DN150-ф159mm,DN200-ф219mm DN250-ф273mm,DN300-ф325mmDN350-ф377mm,DN400-ф426mm DN450-ф480mm,DN500-ф530mm DN600-ф630mm,
表4 法兰标准分 类 欧式法兰(以200℃为计算基准温度) 美式法兰(以430℃为计算基准温度)
规格PN-压力等级 压力等级:PN0.1,PN0.25,PN0.6,PN1.0,PN1.6,PN2.5,PN4.0,PN6.3,PN10.0,N16.0,PN25.0,PN40.0 压力等级:PN2.0(CL150),PN5.0(CL300),PN6.8(CL400),PN10(CL600),PN15.0(CL600),PN25(CL1500),PN42.0(CL2500)
注:对于CL150(150lb级)是以300℃作计算基准温度。从表3、表4可知,无论是管子还是法兰,两个系列均不能混合使用。二、管道焊接常用标准1. 管道焊接常用标准关于压力管道的施工规范,综合性的有GB 50235、GB 50236和SH 3501《石油化工剧毒、可燃介质管道施工验收规范》、HC 20225《化工金属管道施工及验收规范》、J28《城市供热管网工程及验收规范》、CJJ23《城市燃气输配工程施工及验收规范》等。GB 50235和SH 3501这两个综合性施工规范是目前石油化工生产建设中最常用的标准。输油、输气长输管道建设发展很快,这方面的标有行业标准SY 0401-1998《输油输气管道线路工程施工及验收规范》。为了便于阅读,在表5中列出了压力管道焊接常用标准。表5 压力管道焊接常用标准编 号 名 称
国家质量技术监督局 锅发(1999)154号 压力容器安全技术监察规程(99容器)
DL 5031、(DL-5007) 电力建设施工及验收技术规范(管道篇)(焊接篇)
GB 50235 工业金属管道工程施工及验收规范
GB 50236 现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范
GB50184 工业金属管道工程质量检验评定标准
GB 985 气焊、手工电弧焊气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸
GB986 埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸
JB 4708 钢制压力容器焊接工艺评定
JB/T 4709 钢制压力容器焊接规程
JB 4730 压力容器无损检测
SHJ 502 钛管道施工及验收规范
SHJ 509 石油化工工程焊接工艺评定
SHJ 517 石油化工钢制管道工程施工工艺
SHJ 514 石油化工设备安装工程质量检验评定标准
SHJ 520 石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程
SH 3501 石油化工剧毒、可燃介质管道施工及验收规范
SH 3508 石油化工工程施工工程及验收统一标准
SH 3523 石油化工工程高温管道焊接规程
SH 2525 石油化工低温钢焊接规程
SH 3526 石油化工异种钢焊接规程
SH 3527 石油化工不锈钢复合钢焊接规程
HC 20225 化工金属管道施工及验收规范
CCJ 28 城市供热管网工程及验收规范
GB/T 9711.1-1998 螺旋焊管生产标准
中国船级社 材料与焊接规范1998第九章压力管系焊接
SY 0401-1998 输油输气管道线路工程施工及验收规范
2. 国外常用标准体系为了对国外通用的和先进的相关标准体系有所了解,现将有关管道的国外部分常用标准体系列于表6。表6 国外部分常用标准体系国 别 标 准 号 标 准 名 称
德国(DNI) DIN 2410.T.1 管子及钢管标准概述
DIN 2448 无缝钢管 尺寸及单位长度质量
DIN 2458 焊接钢管 尺寸及单位长度质量
DIN 2501.T.1 法兰连接尺寸
美国(ANSI) ANSI/ASME 836.10 无缝及焊接钢管
ANSI/ASME B36.19 不锈钢无缝及焊接钢管
ANSI/ASME E16.9 工厂制造的钢对焊管件
ANSI/ASME B16.28 钢制对焊小半径弯头和回弯头
ANSI/ASME B16.5 管法兰和法兰管件
ANSI/ASME B16.47 大直径钢法兰
日本(JIS) JIS G3452 普通用途碳钢管
JIS G3454 承压用碳钢管
JIS G3455 高压用碳钢管
JIS G3456 高温用碳钢管
JIS G3457 电弧焊碳钢管
JIS G3458 合金钢管
JIS G3459 不锈钢钢管
JIS G3468 电弧焊大直径不锈钢钢管
JIS B2201 铁素体材料管法兰压力等级
JIS B2202 管法兰尺寸
JIS B2210 铁素体材料管法兰基础尺寸
JIS B2220 钢制管法兰
JIS B2311 普通用途的钢制对焊管件
JIS B2312 钢制对焊管件
JIS B2313 钢板制对焊管件
国际标准化组织(ISO) ISO 4200 焊接和无缝平端钢管尺寸和单位长度
ISO 1127 不锈钢钢管尺寸公差和单位长度质量
ISO 3183 石油和天然气工业用钢管
ISO 6759 热交换器用无缝钢管
ISO 7005-1 金属管法兰
英国(BS) BS 1600 石油工业用钢管尺寸
BS 3600 承压用焊接钢管和无缝钢管的尺寸及单位长度质量
BS 3605.1 承压焊接无缝不锈钢钢管
BS 1965 对焊承压管件
BS 1640 石油工业用对焊管件
『捌』 焊管的生产流程是什么
焊接钢管也称焊管,是用钢板或带钢经过卷曲成型后焊接制成的钢管,一般定尺6米。焊接钢管生产工艺简单,生产效率高,品种规格多,设备投资少,但一般强度低于无缝钢管。焊管生产流程,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,能用焊管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。直径大或较厚的焊管,一般用钢坯料直接做成,而小焊管薄壁焊管只需要通过钢带直接焊接就可以了。然后经过简单抛光,拉丝就可以了。20世纪30年代以来,随着优质带钢连轧生产的迅速发展以及焊接和检验技术的进步,焊缝质量不断提焊管升,焊接钢管的品种规格日益增多,并在越来越多的领域代替了无缝钢管。焊接钢管按焊缝的形式分为直缝焊管和螺旋焊管。按生产方法分类:工艺分类-电弧焊管,电阻焊管,(高频,低频)气焊管,炉焊管。
较小口径的焊管采用直缝焊,大口径焊管则多采用螺旋焊;按钢管端部形状分为圆形焊管和异型(方、矩型等)焊管;按材质和用途不同分为矿用流体输送焊接钢管、低压流体输送用镀锌焊接钢管、带式输送机托辊电焊钢管等。根据现行国标中的规格尺寸表,按外径*壁厚由小到大排序。
『玖』 螺旋焊管的检验工艺
原材料检验——校平检验——对接焊检验——成型检验——内焊检验——外焊检验——切管检验——超声波检验——坡口检验——外形尺寸检验——X射线检验——水压试验——最终检验
为保证产品质量,我们制定了完善的质量计划,现场工作程序及检验、试验计划。 本项目的防腐要求与国内其它项目相比有较大不同,其主要区别在于:
·内防腐材料国内一般采用水泥砂浆,本项目采用无毒环氧涂料(厚度0.4mm)。
·外防腐涂层电火花试验电压国内一般为3000伏,最高不超过5000伏,本项目为10千伏。针对以上要求,我们着重抓好以下二方面的工作:
·严格打砂工作程序以保证除锈质量,并在1小时内完成内外底漆的喷涂,这是保证防腐质量的根本。
·在制定防腐工艺时我们特别要求玻璃丝布首先浸透环氧煤沥青涂剂,半机械滚缠,并对玻璃丝布由人工用滚筒推平的方法操作,以保证外涂层的均匀细密。
·内外防腐的管子,放在露天堆场达4个月检验,内涂层没有黄色麻点等不良现象,外防腐层电火花试验仍可达10千伏的要求。 下面,我把螺旋焊管与直缝焊管技术特性做一个简单的比较:
·材料的冶金性能
直缝埋弧焊管是用钢板生产的,而螺旋焊管是用热轧卷板生产的。热轧带钢机组轧制工艺具有一系列的优点,具有获得生产优质管线钢的冶金工艺能力。例如,在输出台架上装有水冷却系统以加速冷却,这就允许使用低合金成分来达到特殊的强度等级和低温韧性,从而改进钢材的可焊性。但这一系统在钢板生产厂基本没有。卷板的合金含量(碳当量)往往低于相似等级的钢板,这也提高了螺旋焊管的可焊性。
更需要说明的是,由于螺旋焊管的卷板轧制方向不是垂直钢管轴线方向(其夹解取决于钢管的螺旋角),而直缝钢管的钢板轧制方向垂直于钢管轴线方向,因而,螺旋焊管材料的抗裂性能优于直缝钢管。
·焊接工艺
从焊接工艺而言,螺旋焊管与直缝钢管的焊接方法一致,但直缝焊管不可避免地会有很多的丁字焊缝,因此存在焊接缺陷的机率也大大提高,而且丁字焊缝处的焊接残余应力较大,焊缝金属往往处于三向应力状态,增加了产生裂纹的可能性。
而且,根据埋弧焊的工艺规定,每条焊缝均应有引弧处和熄弧处,但每根直缝焊管在焊接环缝时,无法达到该条件,由此在熄弧处可能有较多的焊接缺陷。
·强度特点
管子在承受内压时,通常在管壁上产生两种主要应力,即径向应力δY和轴向应力δX。焊缝处合成应力δ=δY(l/4sin2α+cos2α)1/2,其中,α为螺旋焊管焊缝的螺旋角。
螺旋焊管焊缝的螺旋角一般为50-75度,因此螺旋焊缝处合成应力是直缝焊管主应力的60-85%。在相同工作压力下,同一管径的螺旋焊管比直缝焊管壁厚可减小。
根据以上特点可知:
A?螺旋焊管发生爆破时,由于焊缝所受正应力与合成应力比较小,爆破口一般不会起源于螺旋焊缝处,其安全性比直缝焊管高。
B.当螺旋焊缝附近存在与之相平行的缺陷时,由于螺旋焊缝受力较小,故其扩展的危险性不如直焊缝大。
C.由于径向应力是存在于钢管上的最大应力,所以焊缝处于垂直应力这一方向时承受最大载荷。即直缝承受的载荷最大,环向焊缝承受的载荷最小,螺旋缝介于二者之间。
·静压爆破强度
经有关对比试验,验证了螺旋焊管与直缝焊管的屈服压力与爆破压力实测值和理论值基本吻合,偏差接近。但无论是屈服压力还是爆破压力,螺旋焊管均低于直缝焊管。爆破试验还显示出螺旋焊管爆破口的环向变形率明显大于直缝焊管。由此证实,螺旋焊管的塑性变形能力优于直缝焊管,爆破口一般只局限于一个螺距内,这是螺旋焊缝对裂口的扩展起了有力的约束作用所致。
·韧性和疲劳强度
管道发展的趋势是大口径、高强度。随着钢管直径的加大、所用钢级的提高,产生韧性断裂尖稳扩展的趋势越大。根据美国有关研究机构的试验表明,螺旋焊管与直缝焊管虽然同为一个级别,但螺旋焊管具有较高的冲击韧性。
输送管线由于输量的变化,在实际操作过程中,钢管是承受随机交变载荷的作用。了解钢管的低循环疲劳强度,对判断管线的使用寿命具有重要的意义。
按测定结果,螺旋焊管的疲劳强度与无缝管和电阻焊管相同,试验的数据与无缝管和电阻管分布在同一区内,而比一般的埋弧直缝焊管要高。
·现场可焊性
现场的可焊性主要是由钢管的材质和端口配合尺寸公差决定的。
考虑到钢管安装施工的要求,钢管加工生产的连续性的和外形几何尺寸的一致性尤为重要。
螺旋焊管的生产是基本上在同一工况条件下稳定的连续流程:而直缝焊管制作工序是分段的,包括整板/压头/预卷/点焊/焊接/精整/组对等多道工序过程。这是螺旋焊管生产区别于直缝焊管生产的重要特征。
稳定的生产工况非常便于焊接质量的控制和几何尺寸的保证。由于螺旋焊管管型规整、焊缝均匀分布,相对于直缝焊管,螺旋钢管有非常好的管口椭圆度和端面垂直度,保证了现场钢管焊接组对时的组对精度。
·对输送介质流动特性的影响
输送管线中的压降和管子的长度、流体粘滞系数、流体速度、流体阻力系数都成正比,而和管子的内径成反比。而流体阻力系数既与雷诺数有关,又与管子内壁表面的粗糙度有关。经测定,管子内壁表面的粗糙度所起的影响要比局部隆起的面积(如螺旋形的焊缝或纵长的焊缝、甚至包括内环形焊缝)所起的影响大十倍。
·生产与管理
螺旋焊缝钢管的生产能体现出优质高效的优势。一台螺旋焊管机组的生产量相当于5-8台直缝焊管设备,如何使多台卷管设备生产线都能够达到同一制作标准,即按统一的生产工艺规范和质量保证体系生产以满足焊接质量要求与管道制造等级将是一项繁重的工作。
多头生产势比增加工程管理与质量监督的工程量。多台直缝卷管机组及相应的焊接设备,其操作人员的操作技能、质量意识、分布的点和控制程序的差异将带来生产管理、计划进度、检查验收、交付协调等方面的诸多困难,极易造成管理与协调上的忙乱和生产厂家与施工单位的质量推诿。
·质量保证
按照螺旋焊管生产标准的规定,螺旋焊缝钢管的主要检验/控制项目包括:
外形尺寸:钢管外径、壁厚、椭圆度、弯曲度、管端垂直度、
长度外观质量:焊缝余高、错边、钢管表面、分层、夹杂、焊缝缺陷判定
化学成分
焊接接头拉伸试验
静水压试验
酸蚀检验
无损检验
而直缝焊管没有相应的生产标准。
一般螺旋焊管机组均采用在线连续检验方式来保证焊缝的的焊接质量,这是螺旋焊管生产区别于直缝焊管生产的另一重要特征。连续检验有利于焊接缺陷的监控、焊接质量的稳定、焊接等级的保证。
由于生产工艺的限制,直缝焊管极难实现连续不间断检验。这将使焊接隐患与质量问题的出现机率增加,甚至影响将来管线运行的整体工作可靠性。
·生产资质
螺旋焊管生产厂家应持有国家颁发的工业产品生产许可证。许可证制度要求螺旋焊管的生产厂家首先应通过国家认定的权威检定机构的审查考核,具备相应的生产手段、检验设备,质量保证体系运行良好有效,产品应符合国家标准的等级和质量规范的要求,经国家工业产品生产许可证办公室确认后发证。所以螺旋焊管生产厂家均有较为完善的质量保证体系和质量控制的运作程序。
直缝焊管生产厂家没有工业产品生产许可证的要求。
·价格分析
由于热轧卷板的材质技术性能和生产技术工艺要求较高,故一方面国内符合标准的生产厂家比钢板生产厂家要少,另一方面其生产工艺和品质等级决定其市场价位亦高于热轧钢板。这是螺旋焊管的市场售价高于直缝焊管的主要原因。对于钢管销售价格的组成,材料价格是主导甚至是决定性因素。
认真考察螺旋焊管与直缝焊管的价格差异,螺旋焊管的价位略高于直缝焊管是由于生产主材的价格差异所致。然而钢管制作仅只是项目工程的一部份,若考虑到工程整体质量、项目综合造价等因素,螺旋焊管仍具有整体优势。
定尺长度与价格
生产定尺长度管比通常长度管的成材率下降幅度较大,生产企业提出加价要求是合理的。加价幅度各企业不尽一致,一般为基价基础上加价10%左右。定尺长度应在通常长度范围内,是合同中要求的某一固定长度尺寸。但实际操作中都切出绝对定尺长度是不大可能的,因此标准中对定尺长度规定了允许的正偏差值。若标准中无倍尺长度偏差及切割余量规定时,应由供需双方协商并在合同中注明。倍长尺度同定尺长度一样,会给生产企业带来成材率大幅度降低,因此生产企业提出加价是合理的,其加价幅度同定尺长度加价幅度基本相同。
等离子切割烟尘
等离子在切割工件过程中会产生大量的化金属蒸气、臭氧、氮氧化物烟尘,会严重污染周围环境。解决烟尘问题的关键是如何把等离子烟尘全部吸入到除尘设备中,从而防止空气污染。
而对于螺旋焊管等离子切割,除尘的难点是:
1、等离子枪的喷嘴在切割时空气同时向两个反方向吹出,从而使烟尘从螺旋钢管的两端冒出,而安装在螺旋钢管的一个方向的吸气口是很难将烟尘很好回收。
2、吸入口外围冷空气从机器空隙外进入吸入口且风量很大,使螺旋钢管内烟尘和冷空气的总量大于除尘器吸入的有效风量,从而切割烟尘彻底吸收变得不可能完成。
3、由于切割部位距离除尘吸入口较远,到达吸入口处的风力难以抽动烟尘。
为此,吸尘罩的设计原则是:
1、除尘器吸入的风量要大于等离子切割所产生的烟尘和管道内部空气的总量,应该是在螺旋钢管内部形成一定量的负压腔,而且尽量不让外界的空气大量进入螺旋钢管,才能有效地将烟尘吸进除尘器。
2、在螺旋钢管切割点以后的位置将烟尘堵住,吸入口处尽量避免冷空气进入螺旋钢管内部,在螺旋钢管内部空间形成一个负压
将烟尘挡板安装在螺旋钢管内部随行小车上并置于等离子枪切割点大约500mm处,在螺旋钢管切断后停留一下,达到将烟尘全部吸收。注意烟尘挡板需准确定位在切断后的位置。此外为使支撑烟尘挡板的随行小车与螺旋钢管转动相互吻合,必须让随行小车的走轮角度与内辊角度保持一致。
对于直径大约800mm的大口径螺旋焊管等离子切割,可以采用该方法;对于直径小于800mm,管径小烟尘不能从出管方向冒出,不必安装内部挡板。但在成型器烟尘吸入口处,必须有遮挡冷空气进入的外部挡板。
『拾』 焊管(焊接钢管)加工工艺流程
带钢(卷板)开卷——带钢(卷板)平整——端部剪切及焊接——活套——版成形——焊接成型权——内外焊珠去除——预校正——感应热处理——定径及校直——涡流检测——切断——水压检查——酸洗——最终检查——包装处理——出厂销售