高频焊管生产中管体温度不均造成弯管的防止措施.docVIP

高频焊管生产中管体温度不均造成弯管的防止措施 摘　要:通过对HFW焊管生产过程中不同因素导致产生弯管的原因分析,着重论述了钢管外径、钢级、壁厚三者之间在不同运行速度和焊缝热处理温度下形成弯管的原因。通过采取控制焊管进入冷却水槽前的管体表面温度,配合机组运行速度,根据钢管弯曲的不同方向进行必要调整,使管体达到符合标准的直度。 0　前　言在 ANSI/API SPEC 5L 44版《管线钢管规范》中,对钢管直度有较高的要求。在管端1 000 mm范围内对直线的局部偏离不应超过4 mm,钢管总长相对于直线的总偏离应≤0.2%的钢管长度[1];API SPEC 5CT8版《套管和油管规范》中规定,距每端1 500mm长度范围内的偏离距离不应超过3.18mm[2];GB/T9711.2%1999《石油天然气工业输送钢管交货条件第二部分:B级钢管》[3]对钢管直度也有严格的要求。新标准强调了距离管端更短距离的偏离尺寸,促使制造企业必须调整其生产工艺,满足标准要求。弯管的减少,不但提高了产品质量和成材率,而且使下道的倒棱、水压、通径工序,因管体水平弯度偏差范围的缩小,减少了无效的水平调整步骤,缩短了定位时间,提高了工作效率。笔者结合天津市联众钢管有限公司355.6mm焊管机组的调试经验,就焊管生产中出现不同方向焊管弯曲的原因和调直方法进行阐述,为存在同样问题的生产企业提供参考。 1　弯管产生的现象及原因分析. 1.1　管体自身因素导致弯管形成弯管的因素有多种,常见的因素有:①外焊管径规格改变后最初几根焊管在定径调直时会出现不同方向、不同程度的弯曲;②正常运行中,当原料材质和厚度变化时,管体会因挤压量的变化或塑性强度不够而弯曲;③焊管通过定径机组时,各接触部位压力的大小会对管体直度产生直接影响;④飞锯与管体的支点调整不当也会造成弯管。这些现象在生产中经常出现并容易掌握和控制。 1.2　生产中出现焊管先直后弯的现象分析 天津市联众钢管有限公司生产的X60级219.1 mm×7.92 mm规格焊管,执行标准为APISPEC 5L,中频热处理温度920～940℃之间,在实际生产过程中发现锯切后的焊管是直的,但20min后明显变弯。经测量直度误差范围20～30mm,超出了标准要求范围,影响到后续倒棱、水压等工序的正常进行。从弯管形状看,呈现规律性的“弓形弯”,且焊缝一侧为凹面,弯度相等,方向一致。通过对管体表面的测量及弯曲形状的分析,确定了产生管体弯曲的主要原因是:管体表面焊缝一侧的温度过高,经实际测量焊缝一侧锯切前的温度为53℃,与其相对180°管面温度为35℃,同一根钢管在相同时间内管体上下两面的温度相差18℃,致使钢管自然冷却后,向温度较高的焊缝一侧收缩弯曲,且焊缝一侧温度越高,弯度越大。冬季车间温度越低钢管弯曲受温降速度影响就越大。 2　影响管体表面温度的因素 对生产过程的各个环节详细排查后发现,导致管体表面温度偏差过高的主要原因有4种:①机组运行速度过快(达到26～28 m/min);②空冷段65m长的冷却距离未能达到预期的降温效果;③运行中的管体内部水位较低,无法充分吸收中频退火后的焊缝温度;④冷却水槽内的乳化液温度过高,未能达到理想的降温目的。以上4个因素不一定同时出现,但任意一个因素都会影响管体表面的降温效果。 理想的设备布局首先是符合生产工艺要求,满足技术标准所需的空间位置,合理搭配设备之间的性能转换,避免重复无效环节的能源浪费。天津市联众钢管有限公司355 mm机组空冷段长度为65 m(如果空间允许,距离再加长一些降温效果会更好),基本满足了焊缝中频热处理后至冷却水槽前所需的工艺距离要求。机组运行速度不但会影响焊管在空冷段的运行时间,而且直接影响到管体表面的降温效果。天津1月份气温较低,车间内温度只有5～10℃,生产中温度变化影响显著,所以对冬季生产过程中焊管在不同壁厚和不同运行速度下钢管表面温度变化情况作了实际测量,测量结果见表1和表2。 从表1可以看出,在同样工作坏境下,相同钢级、外径、运行速度的焊管,壁厚越薄,管体表面的降温效果就越快,反之则越慢。对于管壁较厚的钢管,其运行速度应适当减慢,使之在进入冷却水槽前,将中频热处理后的焊缝温度降低到合理的工艺要求范围。从表2可以看出,相同钢级、外径和壁厚的焊管,机组运行速度越慢降温速度越快,反之亦然。管体进入定径机组之前的降温效果,会直接影响到锯切后管体的直度。 3　解决方法 因为空冷段距离固定,无法改变;中频热处理温度与碳含量有关,不能过低。上述的4个影响因素中只能对①、③、④进行人为调整。经现场及时降低速度至20 m/min,在成型段增加了管体内的注水流量且同时开启了室外冷却塔进行循环冷却。当乳化液温度降至30℃以下时,重新生产的钢管恢复