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不銹鋼標準
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螺旋埋弧焊管成型若干技術問題的探討

來源:至德鋼業 日期:2021-04-09 02:45:41 人氣:62

結合螺旋埋弧焊管成型技術的發展變化和生產實際,從工藝角度對成型穩定性和成型器設計提出了看法和建議。分析了常見成型缺陷產生的原因,指出了螺旋埋弧焊管成型技術中調整、維護時應注意的問題。

1成型方式的分類

螺旋埋弧焊管成型方式的分類方法很多,按鋼管卷曲方向可分為下卷和上卷成型;按成型器控制方式可分為外控式、內支撐式和自由式成型;按出管旋轉方向可分為左旋和右旋;按調整成型前后部設備來調整成型角的方式可分為前擺式和后擺式;按遞送線定位方式可分為以一側邊緣定位和以鋼帶中心定位等。

2外控式、內支撐式成型器

2.1對外控式、內支撐式成型方式的探討

按成型器控制方式分類的三種成型器如圖1所示。自由式成型器既沒有外控輥,也沒有內支撐輥,只是三輥彎板,成型穩定性差,很少采用。內支撐式成型要求鋼帶必須達到充分的塑性變形,使管坯直徑等于或稍小于規定直徑,因此,鋼管殘余應力小,曾一度被人們所看好。在過去相當長的一段時間里,人們普遍認為外控式成型常使成型塑性變形不足,彈復量大,因而殘余應力大。但是隨著產品技術標準的提高以及人們不斷總結經驗,現在外控式成型也可以對殘余應力(彈復量)進行有效地控制,有時還會出現負彈復量。過去還有一種錯誤認識,認為外控式不具備將管徑小的鋼管自然地調整到增大管徑的能力。實踐證明,外控式成型不但管徑較穩定,而且調整也比較自如。還有人認為內支撐式成型時,由于對鋼帶月牙彎不敏感,螺距相對不變化,因而內焊點固定不變,所以不需自動跟蹤也能保證不焊偏。筆者認為,這兩種成型方式,對月牙彎的敏感程度是相同的,只是因為過去人們在調外控式成型時,往往采用的變形不足,因而導致管坯與1#、2#、3#輥之間接觸不是很實,才有月牙彎引起螺距變化大的現象?,F在我們在調型時,使1#、2#、3#輥與管坯之間接觸比較實,可以基本達到充分塑性變形,再加上將立輥盡量靠近成型入口處,鋼管成型時對鋼帶月牙彎也不是很敏感,基本與內支撐成型的效果相同。根據近幾年來內支撐成型機組使用的情況來看,筆者認為該成型方式并不是很理想,主要存在小錯邊,管徑變化大,還伴隨著莫明其妙的開縫等問題,如果外控式成型的缺點———殘余應力問題能得到有效解決,外控式成型還是要優于內支撐式成型。

2.2對外控式成型器結構合理性的探討

結構合理的外控式成型器應具備下列條件:

(1)成型器應具有足夠的剛度。

(2)各排輥子受力的作用線盡量通過鋼管圓心,以保證成型的穩定性。

(3)1#輥與鋼管中心鉛垂面的距離應小于3#輥與鋼管中心鉛垂面的距離;1#輥輥形要合理,采用錐弧形,以減少輥痕。

(4)每排輥的小輥輥距應盡量小,以便減輕管體表面的波浪形壓痕。

(5)各排輥子的長度應在理論長度的基礎上再加長200 mm左右,使其伸出咬合點,但不宜過長,過長影響微調。

(6)焊墊輥宜偏向1#輥一側,并可沿鋼管軸向和徑向調整。

(7)鋼管下表面標高應與鋼帶遞送標高相同。

(8)預彎邊以后的立輥應有一定的錐度,保證不擠傷鋼帶下邊沿。

(9)各排輥的小輥都應有沿鋼管徑向微量調整的機構。

3成型調整及維護中應注意的問題

3.1成型調整

(1)準備工作調型前要將所有設備安裝到位,尺寸應準確無誤,包括前橋角度;圓盤剪剪切寬度或銑邊寬度;滑動底座位置;1#3#輥間距、傾角、小輥角度(各排)等。若是新機組,在安裝時各臺設備均需要對中,拆卷機、矯直機、遞送機、圓盤剪還應垂直于遞送線,確保精度符合要求。

(2)測圓用樣筒測圓是調型的關鍵,一般要求樣筒要盡量長一些,直徑以負公差為宜,通常要求直徑為D0-0.5。測圓時先抬起機架,退開4#7#,1#、3#輥托住樣筒,確保樣筒中心及標高準確無誤。有些廠家對測圓非常重視,每次測圓都用水平儀校正,他們的扶正器距咬合點比較近,而且樣筒比較長,測圓時,先將后橋對中,樣筒一頭放在成型器里,一頭放在扶正器上,樣筒對中時測兩個點,這樣做測圓會更精確。樣筒要與1#、3#輥接觸良好,如果有些成型小輥沒接觸上樣筒,則應適當加墊,保證接觸良好,以便將來生產時,輥痕比較輕,管體表面平整度較好。待樣筒中心及標高找好后,再逐排靠4#7#,原則是輕輕接觸樣筒,不能過緊。如有些小輥子未接觸時也應加墊,確保每一個輥子都接觸良好。

(3)送料調型送料調型時首先調整好鋼帶遞送線位置。遞送線是螺旋焊管的生命線,遞送線不正確,就意味著實際成型角不對。還要注意調好遞送機壓力,調整原則是不打滑、無波浪。有的廠家機組遞送機上、下輥各有一個減速機,下輥減速機在左側,固定在底座上,上輥減速機在右側懸掛著,所以要求在調整兩側壓力時應考慮這一因素,如果壓力調不好,會致使鋼帶跑偏。

(4)2#輥的調整帶鋼頭部進入成型器后,要調整好2#輥的壓下量,使管頭直徑基本上準確,并盡量不搭邊或少搭邊。因為一旦搭邊,后面的鋼管就必然會開裂,這樣調型廢品就多。

(5)焊墊輥的調整調好焊墊輥位置及高度至關重要。一般情況下焊墊輥應偏向1#輥方向,焊墊輥中心與鋼管中心距離應為1018 mm。但這也要根據具體情況而定,如果偏心距大,則產生下錯邊,偏心距小則產生上錯邊。

(6)檢查調型參數待成型充滿套后,要復查調型參數。在測圓時,成型輥基本不受力,而進料以后,成型輥必然受力,成型參數很有可能發生變化,有必要對各種數據進行檢查,如發現數據不準應及時恢復到測圓數據。

(7)扶正器調整切割管頭后要調好扶正器。要檢查扶正器下輥標高,使鋼管中心對準后橋中心,再依次調好后橋上的旋轉輥,使鋼管平直前進。

3.2成型器維護

維護與調型同等重要,主要靠加強責任心來保證。要求成型操作工人勤查數據,包括遞送線位置、機架數據、輥子角度及損壞情況、后橋上旋轉輥角度及接觸狀況等。發現問題及時糾正,盡快解決。

4常見成型缺陷原因分析

4.1管徑超差的主要原因

(1)工作寬度或成型角度變不合適。

(2)成型過程中的阻力是決定管徑大小的主要因素。在工作寬度與成型角確定之后,成型過程中的阻力大與小,將起主導作用。實踐經驗表明:阻力與管徑成正比,即阻力大時管徑增大,阻力小時則管徑變小。在成型過程中,當鋼管彈復量的平均值為0,如果再壓2#輥或頂焊墊輥,都會增大阻力,則管徑增大;反之管徑變小。

(3)上卷成型時,鋼管走上坡管徑小,走下坡管徑大。

(4)預彎量增大,管徑也隨之增大;反之,管徑變小。

(5)連續上錯邊管徑增大;連續下錯邊管徑變小。

4.2錯邊的主要原因

(1)咬合緊。如原料跑偏,使鋼帶在成型器入口時角度增大,后橋角度偏大促使咬合緊。

(2)焊墊輥位置不當。焊墊輥一般都偏向1#,偏心量很關鍵。實踐證明,偏心距過小或不偏心則產生上錯邊,偏心距大則產生下錯邊。

(3)工作寬度不均勻或定位立輥磨損不均造成鋼帶側面呈凹凸狀。

(4)鋼帶邊沿有波浪。

(5)預彎輥孔形不合適或預彎變形量不當。

4.3“縫松”的主要原因

(1)工作寬度不均勻造成成型縫時松時緊。

(2)焊墊輥高度不夠造成成型縫里緊外松。

(3)鋼帶兩側沒有坡口或上寬下窄造成成型縫里緊外松。

(4)立輥形狀不合適,擠傷鋼帶下邊緣,造成成型縫里緊外松。

(5)變形嚴重不足時會開縫。

4.4“噘嘴”的主要原因

(1)1#、2#、3#輥各排輥子小輥軸向間距太大,使自由邊懸空,變形不充分。

(2)有些機組鋼帶經過圓盤剪剪切后,兩側邊沿向下翹曲。

(3)成型角度小容易產生“噘嘴”。

5對成型穩定性的思考

5.1變形量與錯邊的統一

以前人們普遍認為外控式成型器在調型時要適當降低1#,理由是如果不降1#,咬合會太早。有些機組本身鋼管下表面標高低于鋼帶遞送標高,這樣咬合會更早,咬合線太長,因而不易控制錯邊,故在每次調型時都要降一點1#,1#輥下降后則變形量就不足,鋼管彈復量太大,影響鋼管使用壽命。如何解決彈復量與錯邊之間的矛盾,一直是我們研究的課題。在這次為西氣東輸生產<1 016 mm×14.6 mm<1 016 mm×17.5mm鋼管的過程中,經多次試驗,找到了有效的解決辦法,即將焊墊輥從原來的鋼管中心線移至偏向1#輥方向約15 mm,并對8#輥進行了改造,從而達到了不降1#輥也不產生錯邊的目的,保證了彈復量不超標,有時還是負彈復。

5.2變形量與穩定性

由于過去產品標準規定不嚴,調型時不太注意彈復量,加之我們的認識水平所限,總以為外控式成型不宜采用足夠的塑性變形,理由是達到足夠的塑性變形程度后,外控輥就失去了作用,因而在調型時不是降1#輥就是2#輥壓下不足,這樣就導致鋼管彈復量大,螺距變化頻繁。由于變形不足,嚴重時還會出現多邊形管或合縫不緊。所以,只有達到足夠的塑性變形時成型才比較穩定。

5.3徑厚比與穩定性

鋼管公稱外徑與鋼管公稱壁厚的比值(D/δ)大小對成型穩定性有一定的影響。一般來說,D/δ值小穩定性較好,但太小則成型輥受力太大,D/δ值過大則成型穩定性不好。外控式成型器,如果只有6排或7排成型輥,對低于X60鋼級的材質,D/δ值最佳范圍為4080;X60鋼級以上,D/δ值為50100,當然D/δ值再大一些也可以生產,但最好要增加外控輥的排數才能滿足要求。

本文標簽:焊管 

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