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螺旋焊管:是将低碳碳素结构钢或低合金结构钢钢带按一定的螺旋线的角度(叫成型角)卷成管坯,然后将管缝焊接起来制成,它可以用较窄的带钢生产大直径的钢管。螺旋焊管主要用于石油、天然气的输送管线,其规格用外径*壁厚表示。
螺旋焊管有单面焊的和双面焊的,焊管应保证水压试验、焊缝的抗拉强度和冷弯性能要符合规定。
螺旋焊管制作及螺旋焊管技术特性。
1、制作方案
在成都租用土地,建立工厂,将设备搬迁至成都工厂制作。
2、设备
主机:英国WILSON BYAND公司制造的BYAND-2000型制管机组,该机组属分段组装式,总重量约130吨,可拆分为四个主要部分而进行单体运输,适宜于在现场布置设备、现场生产、现场供应钢管。机组总体性能参数如下:
钢管规格 最小Φ400×5.0mm,最大Φ3048×25.4mm
制管长度 一般为6~30m,最长达80m
原料板宽 最小700mm,最大2000mm
钢卷重量 最大40吨
材料等级最高达API 5L×65
内外及时对接焊机 LINCOLN DC-1500
主驱动主减速器 DAVID BROWN RADICON
等离式切割机 LINCOLN PRO-CUT 125
液压系统 VICKERS、DENISON
电控系统 SIEMENS、ABB
3、工艺流程
开卷——上卷——校平——对接焊——铣边——成型——内焊——外焊——切管——破口——后续焊——水压试验
4、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
5、防腐
·国内内防腐材料一般采用水泥砂浆,也有的采用无毒环氧涂料(厚度0.4mm)。
·国内外防腐涂层电火花试验电压一般为3000伏,最高不超过5000伏,技术含量高的采用10千伏。
要达到较好的防腐效果,需要注意一下两点:
·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。
·在制定防腐工艺时需要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。
6、螺旋焊管与直缝焊管技术特性比较
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。
焊缝相对管体轴线成螺旋分布的管材。主要用作输送管道、管桩和一些结构用管等。产品规格:外径300~3660mm,壁厚3.2~25.4mm.
螺旋焊管生产的特点是:(1)可用同一宽度的带材生产多种外径的管材;(2)管材的平直度好,尺寸较精确,内外螺旋焊缝增加了管体刚性,所以焊后无需定径、矫直工序;(3)易于实现机械化、自动化和连续化生产;(4)与相近规模的其他装备比,外形尺寸小,占地和投资少,建设快;(5)与同尺寸的直缝焊管比,管材单位长度上的焊缝较长,因而生产力较低。
螺旋焊管的生产工艺流程
螺旋焊管的原料有带材和板材,厚度在19mm以上用板材。用带材时为保证前后板卷首尾对焊时连续供料,可用活套装置,也可用飞焊小车对焊连接,如图所示,飞焊小车上可将从开卷到对焊的整个备料操作在其沿轨道移动过程中完成。当前卷带钢的尾部被对焊机的后夹紧器咬住时,小车则以与成形一预焊机的同步速度拉向前进,对焊结束后,松开后夹紧器,小车自行回到原位。用板材时需先在作业线外将单张钢板对焊成板条,然后送上作业流程线用飞焊小车对焊连接。对焊皆用自动埋弧焊,在相当于管体内表面进行,未焊透的地方于成形、预焊后,再在管体外表面补焊,然后才对螺旋焊缝进行内、外焊。板带进入成形机前,必须根据管径、壁厚和成形角将板边预弯一定曲率,使得成形后边部与中部的变形曲率一致,防止出现焊缝区突起的“竹节”缺陷。预弯后进入螺旋成形器成形(见螺旋成形)、预焊。为提高生产力,多采用一条成形一预焊线与多条内外本焊线相配合。这样既能提高焊缝质量,又能大幅度增加产量。预焊一般采用焊接速度较快的保护气体电弧焊或高频电阻焊,全长焊接,本焊采用多极自动埋弧焊。 |