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如何制造高質量的直縫鋼管呢?

發布時間:2019/9/29 15:21:03

  現如今鋼管生產是現代鋼鐵生產中的一個重要分支,它可分為有縫管和無縫管兩類。不銹鋼焊管具有較高的抗彎強度、抗拉強度及在氧化環境下良好的耐腐蝕性能和耐熱性能;在折彎、抗扭強度相同時,其質量較輕、壁值偏差小、成本低,被廣泛應用于我國重工業、輕工業及建筑裝飾等行業,那么如何制造高質量的直縫鋼管呢?下面直縫鋼管小編就為大家介紹一下。

  (一)原材料

  高質量不銹鋼無縫焊管使用的原材料為冷軋不銹鋼帶材,要求表面質量狀態達到BA級別。鋼帶邊緣整齊,不能有毛刺,鐮刀灣、波浪等影響焊機質量的缺陷。鋼帶內部不能有結疤、分層、雜質等缺陷,鋼帶需在氫氣保護氣氛下進行光良退火處理,表面不能存在氧化現象。鋼帶物理性能、化學成份必須滿足要求。

  鋼帶入廠使用前,必須對鋼帶進行詳細的檢驗。檢驗項目包括:帶剛厚度、帶剛寬度、帶剛邊緣質量狀態、外觀。物理性能檢驗包括:拉伸強度、屈服強度、延伸率,必要時,要對帶剛的晶粒度進行檢查。檢驗合格后才可以用于焊管生產。

  (二)開卷

  鋼帶在進行進入焊管機組前,需要使用鋼帶開卷機展開鋼帶,比較后的鋼帶,需要增加矯平機構對鋼帶進行矯平處理,確保在鋼帶在平直狀態下進入焊管機組的成型部位,順利完成鋼帶的彎曲成型。

  (三)管坯成型

  使用連續輥彎成型設備,對鋼帶進行連續輥彎變形,制成開口管坯。鋼帶需通過焊管機組的導入模塊、粗軋模塊、閉合模塊幾個功能模塊的共同作用,每個模塊分別使用不同類型的軋輥實現對鋼帶不同部位的彎曲成型,最終將鋼帶由平面逐漸彎曲,形成開口管坯,做好焊接成管的準備。連續輥彎成型設備一般是由9組平輥,平輥中間間隔8組立輥組成,前面的4平輥和4立輥為粗軋道次,主事對鋼帶進行彎曲,剩余的屬于閉合道次,完成鋼帶的閉合形成管狀。

  軋輥的設計目前已經可以使用專用的軋輥設計軟件進行精確設計,其中使用比較廣泛的,功能比齊全的設計軟件是德國DATA M軟件公司開發出的軋管機輥型設計軟件。該軟件以 Auto Cad為基礎,通過對每個輥彎成型軋輥的精確設計,實現精確的成型控制,并且通過該軟件自帶的變形分析功能,通過模擬鋼帶的變形過程,在設計過程中消除潛在的引起焊接缺陷的變形問題,提前進行優化設計。

  (四)連續焊接

  鋼帶經過連續輥彎成型機組后,制成開口管坯。使用TIG焊接設備,進行連續焊接,制成圓管。TIG焊接的最大優點是焊道平整,沒有飛邊和毛刺。

  焊接過程中使用氬氣作為保護性氣體,防止焊縫凝固冷卻前與氧氣接觸發生氧化。將氬氣通入管內部起到保護內部焊縫的作用,通入焊槍的氬氣用于保護鎢極。在熔池周圍形成氬氣保護層,保護熔池和焊縫不發生氧化。

  焊接過程要求必須焊透,不能存在虛焊、偏焊、咬邊、結疤等焊接缺陷,這些焊接缺陷在管材承受高壓時會發生泄露風險。

  焊接過程屬于自熔焊,沒有填料,在焊縫處會發生減薄現象,焊縫處壁厚減薄量不能超過管材壁厚的10%,否則會降低焊縫處的強度。

  (五)焊縫整平

  由于焊接電流的沖擊力和重力的影響,造成管內部焊縫出現突出,外部焊縫也會出現凹陷,這些問題如果使用在普通低壓流體環境中,不會產生影響。如果使用在高溫、高壓、高速流體環境中,會引起使用問題。必須使用專用焊縫整平設備消除此缺陷。

  焊縫整平設備的工作原理是:在焊管內設置一根比管內徑小0.20mm的芯棒,芯棒通過鋼絲繩與氣缸連接。通過氣缸的動作可以將芯棒固定的特定區域內移動。在芯棒長度范圍內,使用一組上下軋輥,垂直于焊縫位置進行往復運動軋制焊縫。在芯棒與軋輥的軋制壓力下,消除突起和凹陷,使焊縫處的輪廓與管輪廓平滑過渡。

  在進行焊整平處理的同時,焊縫內部的粗大晶粒組織會被壓縮,還會起到增強焊縫組織密度,提高強度的作用。

  (六)焊縫整平

  鋼帶進行輥彎成型過程中,會產生加工硬化,不利于管材的后期加工,特別是進行彎管加工。焊接過程中,焊縫處會產生粗大的晶粒組織,在焊縫處會存在焊接應力,特別是在焊縫與母材連接處,由于不同的組織形態,會在后期使用過程中造成開裂隱患。需要使用熱處理設備消除加工硬化、細化晶粒組織。

  目前常用采用的熱處理工藝為氫氣保護氣氛下的光亮固溶處理,將不銹鋼管材加熱到 1050°以上,經過一段時間的保溫,是內部組織形態發生轉變,形成均勻的奧氏體組織,在氫氣氣氛保護下,不發生氧化。

  采用的設備為在線光亮固溶( 退火) 設備。設備與輥彎成型機組連接,在焊管同時在線進行光亮固溶處理,加熱設備采用中頻或高頻電源進行快速加熱。通入純氫或氫氮氣氛進行保護。退火后的管材硬度控制在180±20HV既可以滿足后期加工和使用要求。

  (七)定徑精整

  焊管的外徑尺寸,在焊接和熱處理過程中焊管會發生變形,造成外徑尺寸無法滿足使用要求,需要進行定徑精整。通常使用的定徑精整機組由4組平輥和4組側輥組成,平輥設計成平橢圓形(或圓形),側輥設計成立橢圓(或圓形)。定徑量依據管外徑和壁厚的不同,一般情況在0.20~0.50mm范圍內。經過定徑精整后管外徑公差可以控制在±0.05mm以內,完全可以滿足使用精度要求。

  (八)在線探傷

  由于承受一定壓力,并且需要一定的可靠性,焊縫僅依靠壓力檢測很難檢測出焊縫內部缺陷,焊縫質量控制需要更高靈敏度和可靠度的焊縫檢測設備,滿足焊縫的質量控制。目前比較成熟和普遍使用的是在線渦流探傷或者超聲波探傷,期特點是靈敏度高,實時在線進行100%檢測。操作者可以根據報警信息隨時對焊接狀態進行修正,減少不合格品的生產,并且配合在線標記系統可以對缺陷部位進行標記,通過使用分選系統還可以將缺陷產品自動隔離,實現過程控制。

  (九)定尺切割

  使用在線定尺切割設備,依據客戶要求的長度,進行定尺切割,可以采用旋切( 無屑) 技術,與有屑切割相比,無屑切割具有沒有切割毛刺的特點,在后期可以不進行端口的去毛刺,節省制造成本的同時不會產生切屑,不會對管內部造成污染,利于焊管的內部清洗。

  在無屑切割過程中,機臺沿著生產線方向,與管材的速度同步。夾緊裝置夾緊管材,切割刀片以焊管為軸心旋轉,同時,在氣缸或者液壓缸的作用下,緩緩向徑向移動,逐漸對管壁施加壓力,直至將管壁切斷。

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  輥彎成型機組生產的焊管直線度還無法滿足使用要求,一般對此類焊管的直線度需要控制在0.10/100mm。需要使用矯直機對焊管進行矯直,達到所需產品要求。

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  使用自動靜態水壓試驗機,對焊管進行耐壓測試,上料、沖水、壓力測試、下料全部自動完成,保壓一定時間后通過壓差法分選處不合格焊管。

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  焊管在完成機械加工后,需要進行最后的清洗和干燥,清除管材內壁或者外壁上殘留的冷卻液、油污等污染物,然后使用進行熱風烘干,防止運輸和儲存過程中產生銹跡。

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  完成所有工序后,在包裝發貨前,要對最終產品進行一次質量抽檢,抽檢的主要項目包括,外徑尺寸、直線度、長度、外觀,機械性能方面主要是屈服強度、拉伸強度、硬度,同時抽檢進行爆破試驗,檢查管坯爆破的最低壓力值是否滿足客戶要求。

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  對檢查合格后的產品進行包裝,做好焊管的防護,防止儲存運輸中產生劃傷和碰傷,造成使用中的隱患。對管兩端進行封口,防止塵土、砂石或者小動物進入管內。

  以上就是直縫鋼管小編為大家介紹的如何制造高質量的直縫鋼管,希望可以幫助大家,如果需要了解更多相關知識,請聯系我們,我們會一一為大家解答。

直縫鋼管

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