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直縫鋼管

2019-11-09 21:19   评论:37 点击:101
中國輸氣管道建設的高峰期 。石油和自然氣作為一種首要能源在國家的經濟建設中發揮著愈來愈首要的感化 。隨著石油自然氣需求量的不斷增加 ,管道的輸送壓力不斷增加 ,管線鋼管向著大口徑、厚壁和高強度方向發展已成趨勢 。“西氣東輸”和“陝京二線”自然氣輸送管線工程就標誌著我國采用大口徑、厚壁 、高壓輸送管的新出發點。為了實現西氣東輸工程用大口徑直縫埋弧焊鋼管的國產化 ,巨龍鋼管有限公司建成了國內第一條JCOE大口徑直縫埋弧焊管生產線 ,直縫鋼管是焊縫與鋼管縱向平行的鋼管。通常分為公製電焊鋼管、電焊薄壁管、變壓器冷卻油管等等。  生產工藝  直縫高頻焊接鋼管具有工藝相對簡單,快速連續生產的特點 ,在民用建築、石化、輕工等部分有廣泛用處。多用於輸送低壓流體或做成各種工程構件及輕工產品。   1.直縫高頻焊接鋼管的生產工藝流程   直縫焊接鋼管是通過高頻焊接機組將一定的規格的長條形鋼帶卷成圓管狀並將直縫焊接而成鋼管。鋼管的外形可所以圓形的,也可所以方形或異形的,它取決於焊後的定徑軋製 。焊接鋼管的材料首要是:低碳鋼及σs≤300N/mm2、σs≤500N/mm2的低合金鋼或其他鋼材。直縫鋼管高頻焊接的生產工藝流程如下 :   2.高頻焊接   高頻焊接是根據電磁感應道理和交流電荷在導體中的趨膚效應、鄰近效應和渦流熱效應,使焊縫邊沿的鋼材局部加熱到熔融狀況,經滾輪的擠壓,使對接焊縫實現晶間接合,從而達到焊縫焊接之目的。高頻焊是一種感應焊(或壓力接觸焊),它無需焊縫填充料 ,無焊接飛濺,焊接熱影響區窄,焊接成型美觀,焊接機械性能良好等優點,是以在鋼管的生產中受到廣泛的利用 。   鋼管的高頻焊接正是利用交流電的趨膚效應和鄰近效應,鋼材(帶鋼)經滾壓成型後,形成一個截麵斷開的圓形管坯,在管坯內靠近感應線圈中間四周旋轉一個或一組阻抗器(磁棒),阻抗器與管坯開口處形成一個電磁感應回路 ,在趨膚效應和鄰近效應的感化下 ,管坯開口處邊沿產生強大而集中的熱效應 ,使焊縫邊沿迅速加熱到焊接所需溫度經壓輥擠壓後,熔融狀況的金屬實現晶間接合,冷卻後形成一條牢固的對接焊縫。   3.高頻焊管機組   直縫鋼管的高頻焊接過程是在高頻焊管機組中完成的。高頻焊管機組通常由滾壓成型 、高頻焊接、擠壓、冷卻 、定徑、飛鋸切斷等部件構成 ,機組的前端配有儲料活套,機組的後端配有鋼管翻起色架;電氣部分首要有高頻發生器、直流勵磁發電機和儀表主動控製裝配等構成。現以φ165mm高頻焊管機組為例,其首要技術參數如下:   3.1 焊管成品  圓管外徑 : φ111~165mm  方管: 50×50~125×125mm  矩形管: 90×50~160×60~180×80mm  成品管壁厚:2~6mm   3.2 成型速度 : 20~70米/分鍾   3.3 高頻感應器:  熱功率: 600KW  輸出頻率 : 200~250KHz  電源: 三相380V 50Hz  冷卻: 水冷  激勵電壓: 750~1500V   4.高頻激勵電路   高頻激勵電路(又稱高頻振蕩電路),是由安裝在高頻發生器內的大型電子管和振蕩槽路構成,它是利用電子管的放大感化,在電子管接通燈絲和陽極時 ,把陽極輸出信號正反饋到柵極,形成自激振蕩回路。激勵頻率的大小取決於振蕩槽路的電氣參數(電壓、電流、電容和電感)。   5.直縫鋼管高頻焊接工藝   5.1 焊縫間隙的控製   將帶鋼送進焊管機組 ,經多道軋輥滾壓 ,帶鋼逐步卷起,形成有開口間隙的圓形管坯,調整擠壓輥的壓下量,使焊縫間隙控製在1~3mm,並使焊口兩端齊平。如間隙過大,則造成鄰近效應減少,渦流熱量不足,焊縫晶間接合不良而產生未熔合或開裂。如間隙過小則造成鄰近效應增大,焊接熱量過大,造成焊縫燒損;或者焊縫經擠壓、滾壓後形成深坑,影響焊縫表麵質量。   5.2 焊接溫度控製   焊接溫度首要受高頻渦流熱功率的影響,根據公式(2)可知 ,高頻渦流熱功率首要受電流頻率的影響,渦流熱功率與電流激勵頻率的平方成正比;而電流激勵頻率又受激勵電壓、電流和電容、電感的影響。激勵頻率公式為:   f=1/[2π(CL)1/2]...(1)  式中:f-激勵頻率(Hz);C-激勵回路中的電容(F),電容=電量/電壓;L-激勵回路中的電感,電感=磁通量/電流   上式可知,激勵頻率與激勵回路中的電容、電感平方根成反比、或者與電壓、電流的平方根成正比,隻要改變回路中的電容、電感或電壓 、電流即可改變激勵頻率的大小,從而達到控製焊接溫度的目的。對於低碳鋼,焊接溫度控製在1250~1460℃,可滿足管壁厚3~5mm焊透要求。另外,焊接溫度亦可通過調節焊接速度來實現。   當輸進熱量不足時,被加熱的焊縫邊沿達不到焊接溫度,金屬組織仍然保持固態 ,形成未熔合或未焊透;當輸進熱時不足時,被加熱的焊縫邊沿超過焊接溫度,產生過燒或熔滴,使焊縫形成熔洞。   5.3 擠壓力的控製   管坯的兩個邊沿加熱到焊接溫度後,在擠壓輥的擠壓下 ,形成共同的金屬晶粒互相滲透、結晶,終究形成牢固的焊縫 。若擠壓力過小,形成共同晶體的數目就小,焊縫金屬強度下降,受力後會產生開裂;假如擠壓力過大,將會使熔融狀況的金屬被擠出焊縫,不但降低了焊縫強度,而且會產生大量的內外毛刺,甚至造成焊接搭縫等缺陷。   5.4 高頻感應圈位置的調控   高頻感應圈應盡量接近擠壓輥位置。若感應圈距擠壓輥較遠時 ,有效加熱時間較長,熱影響區較寬,焊縫強度下降;反之,焊縫邊沿加熱不足,擠壓後成型不良。   5.5 阻抗器是一個或一組焊管專用磁棒,阻抗器的截麵積通常應不小於鋼管內徑截麵積的70%,其感化是使感應圈、管坯焊縫邊沿與磁棒形成一個電磁感應回路,產生鄰近效應,渦流熱量集中在管坯焊縫邊沿四周,使管坯邊沿加熱到焊接溫度。阻抗器用一根鋼絲拖動在管坯內,其中間位置應相對固定在接近擠壓輥中間位置 。開機時,由於管坯快速活動 ,阻抗器受管坯內壁的磨擦而損耗較大,需要經常更換。   5.6 焊縫經焊接和擠壓後會產生焊疤,需要清除。清除方法是在機架上固定刀具,靠焊管的快速活動,將焊疤刮平。焊管內部的毛刺一般不清除 。   5.7 工藝舉例  現以焊製φ32×2mm 直縫焊管為例,簡述其工藝參數 :  帶鋼規格:2×98mm 帶寬按中徑展開加少量成型餘量  鋼材材質 :Q235A  輸進 勵磁電壓:150V 勵磁電流:1.5A 頻率:50Hz  輸出 直流電壓 :11.5kV 直流電流:4A 頻率:120000Hz  焊接速度:50米/分鍾  參數調節 :根據焊接線能量的變化及時調節輸出電壓和焊接速度。參數固定後一般不用調整。   6.高頻焊管的技術要求與質量檢驗   根據GB3092《低壓流體輸送用焊接鋼管》標準的規定,焊管的公稱直徑為6~150mm,公稱壁厚為2.0~6.0mm,焊管的長度通常為4~10米,可按定尺或倍尺長度出廠。鋼管表麵質量應光滑,不許可有折疊、裂縫、分層、搭焊等缺陷存在。鋼管表麵許可有不超過壁厚負偏差的劃道、刮傷、焊縫錯位、燒傷和結疤等稍微缺陷存在。許可焊縫處壁厚增厚和內縫焊筋存在。   焊接鋼管應做機械性能試驗和壓扁試驗和擴口試驗,並要達到標準規定的要求。鋼管應能承受一定的內壓力,必要時進行2.5Mpa壓力試驗,保持一分鍾無滲漏。許可用渦流探傷的方法代替水壓試驗。渦流探傷按GB7735《鋼管渦流探傷檢驗方法》標準履行。渦流探傷方法是將探頭固定在機架上,探傷與焊縫保持3~5mm間隔 ,靠鋼管的快速活動對焊縫進行全麵的掃查 ,探傷信號經渦流探傷儀的主動處理和主動分選,達到探傷的目的 。   探傷後的焊管用飛鋸按規定長度切斷,經翻轉架下線。鋼管兩端應平頭倒角,打印標記,成品管用六角形捆紮包裝後出廠。

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