直缝埋弧焊钢管生产线预弯工艺

1、焊管第29卷第1期2006年1月55直缝埋弧焊钢管生产线预弯工艺李宏(江汉石油管理局沙市钢管厂,湖北沙市434001)摘要:点,模具,。、预弯宽度、预弯卷角、。关键词;预弯工艺;模具文献标识码:B文章编号:1001-3938(2006)01-0055-030前言随着西部油田和海洋油气田的开发,水煤浆管线输送技术的突破,以及石油、天然气跨国经营模式的运行,我国管道工业未来十年将面临着高速发展的时期1-3后的管筒呈尖嘴“桃形”,给后续的预焊合缝带来麻烦,易引起错边或焊接烧穿,即使进行扩径,也无法将其消除,并且还会损害扩径头。在JCO成型(含PFP成型)方法中,如果没有预弯工艺,钢管“桃形”更严重。

2、预弯质量就是钢板的两边弯曲变形质量,主要包括:预弯后板边的弯曲半径达到钢管的半径;两边的弯曲宽度相等,弯曲程度一致,对称平行,平行度在规定范围内;预弯后每点的曲率半径在规定的范围内,且沿板边方向各处一致;预弯后的板边不存在急弯,也不存在波浪形状,直线度在规定范围内。8,在本世纪将建设多条具有国4-5际先进水平的国内、国际长输管线。这些长输管线向大口径、高强度、高韧性方向发展。其中穿越工业交通密集地区、河流地段、大落差地段或经过地震区用管以及海底管线等都要求采用直缝埋弧焊钢管,因此,直缝埋弧焊钢管的需求量将会越来越大。从1998年开始,我国先后从国外引进了几条先进的直缝埋弧焊钢管生产线,并从20

3、02年6月开始,生产的直缝埋弧焊钢管已成功应用于西气东输、陕京二线、沿江管线等重要管线工程中62辊式预弯和模压式预弯的特点钢板的预弯分为辊式预弯和模压式预弯两种,辊式预弯机和模压式预弯机结构示意如图1所示。,国产直缝埋弧焊钢管已接近或达到进口水平。1钢板预弯工序的目的和预弯质量预弯是直缝埋弧焊钢管生产线的主要工序之一,其目的是完成钢板两边的预弯曲变形,使钢板两边的弯曲半径达到或接近所生产钢管规格的半径,从而保证钢管焊缝区域的几何形状和尺寸精度7。实践表明,如果没有预弯,在UOE成型中,图1辊式预弯机及模压式预弯机结构示意图即使在O型压力机成型时有1%左右的过压缩率,钢板的边缘部位仍然会出现平直

4、段,导致成型在早期的直缝埋弧焊钢管生产中没有预弯工56焊管2006年1月序,如1951年在美国的麦基波特(McKeesport)厂建成的世界第一台工业性生产的UOE焊管机组中,就没有预弯机。19551967年间建设了第二代UOE焊管机组,在这期间世界上共新建的18套和改造的1套机组中,部分机组开始采用辊式预弯机。到了UOE焊管机组发展到第三代的19681979年间,世界上共建设了16套UOE机4影响模压式预弯质量的主要因素影响模压式预弯质量的主要因素有模具形状、预弯宽度、预弯卷角、模具长度、模具前后端过渡尺寸等。4.1模具形状,2所示。,在结合大量。上模或下模都采用一定的基圆半径而形成的渐开线

5、12组,同时改造了2套,预弯工艺得到了极大的重视和发展,将辊式预弯技术变为压力式预弯技术,也就是模压式预弯技术9-10。20世纪90来,成型和辊式RB工艺,。从预弯技术的发展可以看出,辊式预弯属于早期的预弯技术,一般用于较薄的钢板,对高强度厚板的板边预弯效果不理想,容易造成板边纵向延伸。模压式预弯属于后来发展的较先进技术,可用于厚板的弯曲成型,它采用两台数千吨压力机,通过几米长的模具对钢板两边边缘同时上顶,进行步进式预弯。该工艺可得到十分理想的板边形状,有效地防止了焊缝“噘嘴”和扩径时开裂。,且下模的基圆半径比上模大,上模的曲率变化比下模大。钢板从C点开始变形,到D点时变形结束,剩下一个钢板壁

6、厚的直边S。在这一过程中,钢板的曲率半径逐渐减小,力臂逐渐变小,机器的压制力逐渐增大,在图示位置时,压制力达到最大值。此时,预弯宽度为B,预弯卷角为。一副好的模具既要兼顾到能生产一定规格范围的钢管,又要尽量减少压机能力(即压制力)。3模压式预弯工艺现代预弯技术中,普遍采用了Profibus总线控制技术,通过PLC对其各系统进行控制11。整个预弯过程是全自动进行的。为了实施此自动过程,生产前一般需根据生产钢管的直径、壁厚、钢级等确定使用模具的型号、模具的位置、最大压制力等,然后对机器作相应的调整,向控制系统中输入钢管的规格、壁厚、钢级、每步有效工作长度、每步重叠量等参数,并准备好生产中检查预弯质

7、量用模板。预弯工艺过程为:根据钢板宽度调整入口端对中辊调整模具位置根据计算的压制力调整液压系统压力钢板输入并被自动测量长度,达到设定步长时停止两压力机下模同时上顶,对钢板的两边同时进行折弯两下模同时下降,钢板自动被送入又一个步长两下模第二次上顶,对钢板的两边进行第二步折弯重复以上送入、折弯,直至一张钢板的两边同时完成预弯。4.2预弯宽度图2模压式预弯过程示意图预弯宽度取决于钢管直径、壁厚和母材的钢级。根据渐开线的原理,板边处(去除一个板厚的直边)的曲率半径应接近于钢管的半径,考虑到钢板的回弹,也就是回弹后板边处的曲率半径接近于钢管半径,因此预弯宽度应与模具的形状相对应。在模具确定后(也就是渐开

8、线确定),若预弯宽度增大,则预弯卷角增大,板边越靠近模具渐开线的基圆,预弯边的曲率半径减少,也就是弯边过量;反之,就是弯边量不够。实践表明,预弯过量,对后续的压力成型带来不利影响,也影响预第29卷第1期李宏:直缝埋弧焊钢管生产线预弯工艺57焊工序;预弯不够,则形成“桃形”钢管。4.3预弯卷角弯的模压式预弯工艺,已广泛应用于UOE和JCOE等压力成型直缝埋弧焊钢管生产线中,只有预弯卷角是对应于预弯宽度的角度值,它类似于渐开线的压力角(见图2)。预弯卷角与预弯宽度一样对钢管成型产生影响,对每一副模具来说,它们是一一对应的。预弯卷角对压制力影响大,我们知道在D点时,压制力达到最大,此时若预弯卷角很大

9、,则压制力会很大,反之则较小。因此在实际生产中,一般选取预弯卷角在22°40°之间。4.4模具长度合理选择模具形状、预弯宽度、预弯卷角、模具前后端过渡尺寸等,才能保证预弯质量,从而保证直缝埋弧焊接钢管的质量。参考文献:.,(4):1-2.2.J.焊管,2004,27(6):1-11.3彭在美.石油天然气输送用钢管的生产技术及发展方向J.钢管,2004,33(2):1-5.4黄志潜.X80级管线钢在高压大流量输气管道上应用与发展前景J.焊管,2005,28(2):1-10.5庄传晶,马耀荣等.国内X80级管线钢的发展及今后的研究方向J.焊管,2005,28(2):10-14.

10、6李延丰,孙奇.JCOE直缝埋弧焊钢管生产线的研发和应用J.焊管,2004,27(6):48-53.7郭宝锋,金淼等.大口径直缝焊管UOE成形技术及发展策略J.锻压技术,2000,25(3):22-25.8吴坚.UOE成型大直缝焊管生产J.钢管,2000,29(5):13-16.9王三云.国外大口径直缝埋弧焊管生产技术发展概况J.焊管,2000,23(6):50-58.10孙瑞华.UOE焊管生产及其现状J.焊管,2000,23(5):24-39.11卢红义.工业现场总线技术在制管生产线的应用探讨J.焊管,2004,25(7):40-42.12孙桓.机械原理M.北京:高等教育出版社,1986.,

11、2.54m。模具增长,则压制力增大。考虑到直缝埋弧焊生产线的生产节拍,加上预弯机的生产速度较快,一般将预弯机的总压制力控制在1220MN,模具在3m左右,模具的有效长度在2.5m左右,一张12m长的钢板只需折弯56步就可以了。4.5模具前后端过渡尺寸模具前后端过渡尺寸关系到预弯后板边的形状。过渡尺寸不科学,就会在板边的折弯中沿纵向产生过度的边缘拉长,最后在板边上产生急弯,也就是在预弯边上产生波浪,即所谓的“竹节”现象。此现象的发生,将给后续工序带来很大的影响。模具前后端的过渡尺寸,一般根据钢板的弹塑性变形进行计算确定。作者简介:李宏(1957-),男,高级工程师,沙市钢管厂厂长,一直从事制管工

12、艺与设备的研究和企业管理工作,(地址)湖北省沙市北京东路2号沙市钢管厂(电话5结语利用渐开线式模具对钢板的两边同时进行折(上接第54页)收稿日期:2005-10-08编辑:郑一维3结语采用以PLC为中心的钢板探伤控制系统,经过一年的运行,系统稳定可靠,故障率低。作者简介:罗红福(1973-),男,工程师,1995年毕业于湖南株州工学院,主要从事焊管电气技术工作,(地址)湖北沙市北京东路2号(电话收稿日期:2004-07-12编辑:罗刚系统工作方式分为手动/自动。手动主要用于设备调整、探头校验、维修调试等。在钢板检测过程中选择自动模式,当自

13、动条件满足时,按下启动按钮,开始自动检测。在检测过程中,如果遇到异常现象,按下暂停键,停止所有动作。检查正常后,按循环启动键,钢板在当前位置开始继续自动检测。焊管第29卷第1期2006年1月79AbstractID:100123938(2006)01200352EAAbstract:TheeffectsofhomemadeactivationweldingwiretoCO2gasshieldedweldingisstudiedindetail.Theresultsshowthattouseactivationdosagecanreduceweldingsplashrategreatly,inc

14、reaseweldfusiondepth,widenfusionwidth,andincreasedepthandwidthratioandfusiondropstransitionwiththinparticles.ThereasonofreducingofsplashrateonCO2gasshieldedweldingisanalyzedduetoaddingtoactivedosagebyreducingeffectiveionizationvoltageandapparentlyincreaseconductcapacityofCO2arcandincreasearcenergyde

15、nsitytomakefusiondroptransitionalmodeundermiddlingcurrentfromthickparticlestransitiontothinparticlestransition.Thetransformationofweldformingistheresultsofdualfunctionsofarcshrinkandsurfacetensionchange.Keywords:activationwelding;activationdosage;activationCO2gasshieldedWsplashForecastModelofTubingS

16、teelCorrosioni2/H2ZHANGQing,LIPing,2AbstractID:100123938(2006)01200392EAAbstract:FirsttimeintroducesPCO2/PH2Ststeelcorrosionspeedinordertofindouttherelationbetweentubingsteelcorr2PCO2、H2SsubpressurePH2S.Underdifferentsubpressureratio,regardgascorrongasosionaseffectingfactortobuildtwo2submodel,repeat

17、edaddingtwo2submodelandtotalosionspeed.Thisforecastmodelhascompletelyconcurrentlywithknownforecastmodelandgoodtestdata.Keywords:tubingsteel;corrosionspeed;forecastmodel;CO2subpressure;H2Ssubpressure;subpressureratioPCO2/PH2SDevelopmentandApplicationofMetallurgyIntegratedCladdingSteelPipeLINGXing2zho

18、ngAbstractID:100123938(2006)01200422EAAbstract:Anewmanufactureprocessandapplicationinstanceofmetallurgyintegratedcomplexsteelpipeisintroduced.Themanufactureprocessadoptsstainlesssteelthinstripcontinuallyautomaticformingandweldingtostainlessweldedpipeasclad2dingpipe.Throughcladdingpipeandcarbonsteelb

19、asepipetodepositbrazeandunderinertgasesshielding,throughcontinuouslyinductionheatedcompoundascladdingpipe.Theprocessmakesstainlesssteelcladdingverythintoreducematerialcost.PropertyinspectionandindustryapplicationshowseachpropertytargetofcladdingpipereachestherequirementofAPI5LDspecificationandhasgoo

20、deconomicbenefitandsocialbenefit.Keywords:claddingpipe;stainlesssteelcladding;inertgasshieldedwelding;bronzestuff;inductionheatingFlexibleGuidingTrackingofWeldUltrasonicAutomaticInspectionforSpiralWeldedPipeCAOGuang2quanAbstractID:100123938(2006)01200462EAAbstract:Theimportanceofwelddynamictrackingi

21、spointedoutthroughanalysesofpossiblecausedistortalarmandmissin2spectionofweldultrasoniccontinuousautomaticinspectionofspiralsubmergedarcweldedpipewhenwelddynamictrackingisnotgood.Aflexibleguidingwelddynamictrackingunitisdesignedoutandstabledynamictrackingofultrasoniccontinuousautomaticinspectionisre

22、alized.Themethodisgoodandreliablethroughthreeyearsonlineusage.Keywords:spiralsubmergedweldedpipe;weld;ultrasoniccontinuousautomaticinspection;flexibleguidingtrackingManufactureandApplicationofAutomaticTrackingSystemforMillingEdgesMachineCHENQi2wei,LIUHong2jun,ZHANGZhong2xiuAbstractID:100123938(2006)

23、01200502EAAbstract:Millingedgesmachineofspiralsubmergedarcweldedpipeunitisstripedgesmachiningunitequippedtoproducinglargewallthicknesssteelpipeandusedforensuringstripwidthandstripedgesbevelquality.duetostripinevitablyexistedmoonbendingandartificialhardbendinganduncertaintymantrackingduringtheapplica

24、tionofmillingedgesmachine,thereforeauto2matictrackingunitofmillingedgesmachineisdesigned.Itputintolineusewithgoodeffectaftermorethanoneyeartrialander2rorandcontinuousimprovement.Keywords:millingedgesmachine;automatictrackingsystem;mechanismcontacttypesensor;laserlightscreeninspectionsensorManufactur

25、eandApplicationofOnlinePlateUltrasonicTesterLUOHong2fu,CAIXiao2qing,ZHOUXiu2fengAbstractID:100123938(2006)01200532EAAbstract:Designideaofonlineplateultrasonictesterforlongitudinalsubmergedarcweldedpipeproductionlineisdescribed.Itsmechanicalstructureandtestingworkprincipleishighlighted.Theoreticalana

26、lysesprobesteppedtrackonplateandpointsouttestingoperationnoticeandrealizationofcontrolprocess.Keywords:longitudinalsubmergedarcweldingpipe;plate;ultrasonictester;onlinetestingPrebendingProcessofLongitudinalSubmergedArcWeldingProductionLine80英文摘要第29卷第1期LIHongAbstractID:100123938(2006)01200552EAAbstra

27、ct:Thepurposeofprebendingprocessoflongitudinalsubmergedarcweldingpipeproductionlineisintroduced;characterofrollerprebendingandmouldpresstypeprebendingisanalyzed.Itpointsoutthatthemouldpresstypeprebendingprocessisgreatlyadoptedamongcurrentlongitudinalsubmergedarcweldingproductionline.Themouldpresspre

28、bendingadoptsinvolutestypesmouldandsimultaneouslyfoldbendingthetwoedgesofplatebysteps.Themainfactorofeffectingprebendingqualityhasmouldshape,prebendingwidth,prebendingrollangle;mouldlengthandtransitionaldimensionsofmouldfrontandbackends,etc.Keywords:longitudinalsubmergedarcweldingpipe;prebending;pre

29、bendingprocess;mouldManufactureofInsideWeldingWiresWinforSpiralSubmergedArcipeLAbstractID:100123938(2006)01200582EAAbstract:Thestructureandprunitisintroduced.Itpointsoutthattoimprovetheu2nitshallsolveitbyweldingheadpositionadjustingmachineandrecognizingthemeasurementof.throughanalysistounitkeypartst

30、ructuretest.Keywords:sppipe;insidewelding;threewireswelding;manufactureDetermineofPipeHydrostaticPressureValueUnderEndsSealingBIZong2yueAbstractID:100123938(2006)01200622EAAbstract:Themainreasonoftransformingoccurredunderendssealingforhydrostatictestingofspiralsubmergedarcweldedpipeisanalyzedfrommec

31、hanicalpropertiesandmaterialway.Theprincipleofdetermininghydrosticvalueisputforwardtoadoptendssealhydrostaticunderhighpressureforhighgradepipe.ItpointsoutthathydrostatictestingpressureshalldetermineKcalcula2tionvalueinaccordancewithappendix4.3.3ofAPISPEC5L.Keywords:spiralsubmergedweldedpipe;hydrosta

32、tictesting;pipedeformation;hydrostaticpressurevalueAutomaticWeldingUnitwithToolsandPersonnelPreparedforPipelineConstructionRENLi2yuan,WENGLe2ning,MENGQing2liAbstractID:100123938(2006)01200652EAAbstract:Itconcludesautomaticweldingunitsandpersonnalpreparerelatetopipelineconstructionandputsforwardbette

33、rmentsuggestionafteranalysisandcompareanddetailedstudythroughtrackinginvestigationsiteusageof8automaticweldingunitsandinvolveinsolvingtheproblemoccurredduringconstructionofwesttoeastgaspipeline.Keywords:pipeline;construction;girthwelding;automaticweldingStressCorrosionCrazeandPreventionofStainlessSt

34、eelWeldedPipeforCondenserDUANLing2yuAbstractID:100123938(2006)01200682EAAbstract:Itintroducesmechanismofstresscorrosioncrazeproducedbystainlesssteelandconditionsofpossibleoccurredstresscorrosioncrazingofstainlesssteelweldedpipeforsteamercondenserduringusageandpointsoutthatpullstressofmentalmateri2alistoproducethenecessarycondit