大口径螺旋焊管生产线的研制与应用.doc

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1、大口径螺旋焊管生产线的研制与应用王昱（中国石油天然气管道局钢管厂）摘要：介绍了管道局钢管厂研制的大口径螺旋焊管生产线的技术特点和应用情况，精确、可靠、稳定的成型、焊接和检验技术是当代螺旋焊管生产技术的发展方向。关键词：螺旋焊管，成型，焊接，无损检测，铣边，扩径，大口径1．概述近几年来，国内油气管道出现了前所未有的建设高潮，给钢铁和制管企业带来巨大的发展机遇，同时，大口径、高压力的输送技术的应用也给企业提出了新的挑战，如何适应新的市场发展要求，成为摆在国内企业面前的课题。螺旋焊管是一种传统的钢管产品，具有设备投资少；建设周期短；同一宽度的卷板可

2、以生产不同直径钢管的特点，得到了广泛的应用。特别是在国内，已建设了上百条的生产线，为国内外管道工程供应了大量的产品，满足工程建设的要求。但在国内，满足重要管道工程建设要求的高水平生产线的数量是非常少的，尤其能生产满足西气东输工程要求的大口径（D1016mm）、高钢级（X70）、高标准(基本标准和附加技术条件)的螺旋焊管的生产线几乎是空白。中油管道局钢管厂为适应市场发展需要，参与国内外重要管道工程的建设，投资开发、研制了一条大口径螺旋焊管生产线。并于2001年8月，成功地生产出满足西气东输工程要求的钢管，实现了该项工程钢管的国产化，为国内重要油

3、气管道建设作出了贡献。2．生产线的研究与选择112．1机组的形式螺旋焊管机组按其对接卷板的形式分为连续式和间断式；按其调整成型角度的方式分为前摆式和后摆式；按其成型入板形式分为上卷式和下卷式；实际应用中，往往是结合采用，如后摆连续式机组，前摆间断式机组。后摆连续式机组的特点是对接卷板不停车，机组生产效率高，但机组的布置比较长，需要较大的厂房，而前摆间断式正好相反。至于下卷式，由于需要钢管上表面定位，不易实现，具体的特点研究的也不多，国内几乎没有应用；上卷式主要特点是钢管下表面定位，结构上容易实现，控制操作方便，在国内得到广泛的应用。结合我厂厂

4、区面积相对比较小，建设的厂房面积不应太大的情况，再考虑生产能力与市场的要求。综合确定新研制的大口径螺旋焊管生产线采用前摆、间断、上卷式，我们认为是比较符合实际的。2．2技术参数兼顾考虑国内钢铁企业卷板的生产能力、油气管道建设要求和生产线的投资情况，确定的技术参数：钢管直径：D508---D1420mm卷板壁厚：6---20mm卷板钢级：A---X70生产能力：15---20万吨/年11质量标准：APISpec5L；GB/T9711.1---1997GB/9711.2---19992．3工艺流程大口径螺旋焊管生产线的主要工艺流程见图1：图1：大

5、口径螺旋焊管生产线工艺流程图其中的铣边、板面探伤、内外焊接自动跟踪、自动测径和管端扩径是新增的重要工序。3关键工序技术的开发3．1成型技术成型技术是螺旋焊管制造的两大关键技术之一，它11直接影响钢管的质量水平。钢管成型的影响因素主要有：卷板位置；对接质量；成型的方式；管坯位置的控制。为此，在新建机组上设计了板位自动控制装置；并在开卷机上配备定位标尺；采用三辊式弯边机。成型器采用德国MEG公司的等高调宽型的成型技术和锥型辊技术，在成型器的出口设置扶正器，保证管坯的空间位置。上述技术的使用，保证了成型的控制要求，卷板的中心线与机组的作业中心线重合

6、，板位准确；对接前后的两个卷板的中心在一条直线上，减少对接造成的镰刀弯；成型器结构方式合理，具有足够的强度和刚度，成型稳定；管坯输出平稳，成型质量得到了可靠的保证。图2：成型机组3．2板边加工技术11传统的板边加工是使用圆盘简进行剪切，剪切的板边表面凹凸不平，存在毛刺，甚至台阶，严重地影响了钢管的成型质量。以往采用的刨削方法，由于板位起浮较大，获得高质量的板边也是很困难的。而完全使用铣削，刀具的寿命又制约了它的实际应用。我们采用先剪切后铣削的加工工艺，使用带有浮动装置的铣边机对圆盘剪剪切后的板边进行铣削加工，加工量很小，既提高了板边坡口的表面

7、质量和尺寸精度，又保证了铣刀的寿命，完全能满足实际生产的需要。图3：圆盘剪和铣边机3．3自动焊接技术螺旋焊管的另一关键制造技术就是自动焊接。埋弧焊接是螺旋焊管生产采用的主要焊接方法，11焊接熔深和内外焊偏移量是焊接过程中控制的主要参数，也是决定焊缝质量的关键。由于机组是为了适应生产大口径钢管而建设的，卷板的厚度较大，既要求一定的生产速度，又要保证焊接熔深，使用单丝焊接已不能满足需要。为此，我们研制开发了外二丝、内三丝的埋弧焊接装置和工艺，用于新建的生产线中。同时，把我厂已成功应用的内外焊接自动跟踪技术装配在新的生产线上，进行内外焊接的偏移量的

8、自动控制，保证焊缝的制造质量。3．4管端加工技术管端质量决定了钢管现场对接的效率，控制不好将给施工队伍带来很大的麻烦，管端质量内容主要包括坡口尺寸、直径、椭圆度和焊