钢管管端复合坡口加工方法的探讨.pdfVIP

钢管学会五届五次年会·论文集一工艺技术装备 钢管管端复合坡口加工方法的探讨 李军，张小东，刘红军，孙爱玢 华北石油钢管有限公司。河北青县062658 摘要：在长输管线施工现场加工大口径埋弧焊钢管管端，设备投资大，效率低。为此，对国内外埋 弧焊钢管生产中复合坡口类型及其加工方法进行了研究，并就各类型复合坡口加工刀具在实际应用中存在 的问题进行了分析。结合生产实际，提出了相应的解决方案。 关键词：埋弧焊钢管；管端加工；复合坡口；形状设计；加工刀具 O引 言 目前，国内大口径、长距离管道建设正处于高峰期，举世瞩目的西气东输二线已经开工、中俄 管线也已达成协议。在这些长距离的管道建设中，随着各种自动化设备投入使用，我国管道焊接质 量得到很大提升，而就管端坡口加工来讲，在施工现场采用管道坡口机实现复合坡口加工不但设备 投资大，而且加工效率低、无法满足现场大批量钢管管端加工的要求，所以，西气东输二线项目部 于2008年初就对国内各家钢管制造商提出了明确要求，要求各厂家在钢管出厂前加工复合坡口，以 缓解施工现场加工的压力，为此，国内相关单位开展了大量的复合坡口刀具研制工作，本文将就这 一领域的国内外相关技术发展状况作一详细阐述。 1国外在管端复合坡口加工方面的发展状况 1．1复合坡口的形状设计 国外在管端复合坡口加工方面的研究和应用起步很早，于20世纪90年代在管道施工中，为适 应管道施工自动化的要求，已经大量采用了此技术，在这方面积累了丰富的经验，其在厚壁钢管的 复合坡口的形状设计方面主要采用了如图l所示的类型，相对目前国内的复合坡口外型，增加了管 端的内坡口加工。 A 5。 D O110“ 8 ‘5。 E OO‘0” C 3了5。 F O060” 厂 舅|／ 。穗 ／ 图l 国外复合坡口形状及焊接示意 1．2复合坡口的加工刀具 国外刀具供应商对钢管管端坡口加工，提供的产品服务是非常完善的，已经形成了系列化的产 品。在刀具的设计上，刀片固定多采用杠销式压紧固定在一个刀夹上，刀夹再通过多个顶丝和螺栓 固定在刀座上，其整个刀具设计精巧，定位可靠，加工的管端尺寸精度高，尺寸一致性好。而不象 国内刀片多采用压板或楔块固定，整个刀具的设计思路已显落后。在高强度、大壁厚钢管的复合坡 口加工方面，其采用了双杠销结构，这种复合坡口刀片尺寸长40咖，如用在国内西气东输二线螺 旋管端加工，需对整个刀座，包括刀片进行重新设计。国外复合坡口刀具结构如图2所示。 、‘^，·j_州L拼f 0·论文集一I艺技术装备 “☆#u，J”2一女e#口月≈ 圈2国*杠镕式坡口月＆示意 2国内在管端复合坡口加工方面的发展状况 国内再r家为满足曲气东输二线项口部提卅的关于箭端实行复合坡口的要求，并柑黄单侍开展 了大景的复台坡口刀具研制r作。开垃2U了以下儿种复合坡口加TⅣ具。 2】复台坡口加T的尺、J要求 国内对复台坡口加1的尺寸要求如罔3所示。 10 c3lr±25 口 r#【1mm sJ “一F#I】自m P H Mn¨s…Imm】dⅧ*$4 t#口#^”自4＆Ⅲ 州02mm 图3目内复台坡口mI*#示意 22复台坡n的加J二刀具 I ¨J、式结构 上且主式结构的复舟坡口加上刀具如图4所示。秉朋这种方式结构简单．使用普通的A125a刀片 政制或重新制作川片模HJI、制即u，。这种复合坡口刀杆古式的优点是结构简单，压紧可靠，刀片抗 冲．h性强，适合蹦在采用液压进给方式的倒棱机L。 存采用液Jk鞋给方式的倒棱机r应用时，首先必须考虑将油路的沿程损失和切削过程中的切削 力波动考Ig进上，在液压系统叫路加2-3MPa的背n、，甫则切削时，刀片干磨进不士月，两切削川 州交义处很快坐形损坏。 r22愿。王一蓬麟 #uw月+t 4一目￡《5卅j_ 2一mⅧ#”3一jk月K 图4±Ⅱ式结构复合坡口w杆 意 钢管学会五届五次年会·论文集一工艺技术装备 另外一点由于这种复合坡口加工方式的压板不仅起到起刀片的固定压紧作用，还起到一个断屑 器的作用，因此在压板的设计上必须考虑压板前部的角度，最好能设计出圆弧过渡曲线，以辅助刀 片卷屑断屑。 这种复合坡口加工方式的最大缺点是：使用时需根据现场加工状况，对复合坡口刀片刃部进行 负倒棱修磨处理，费时费力，否则刀片寿命及排屑都会出现严重问题，无法使用。 我公司于2008年初为满足俄罗斯管线招标意向要求，采用这种方式成功完成了复合坡口的首次 试制加工。2008年我公司先后进行了3次复合坡口试制加工任务，加工质量均完全满足西气东输二 线项目部要求，但由于国内其他厂家各种原因及复合坡口的加工成本问题，此技术未能在2008年国 内埋弧焊螺旋钢管行业得到推广。同年，巨龙公司采用这种复合