焊管史话之八++对接焊管工艺的扩展（上）.pdfVIP

焊 管 ．第34卷第3期 ·2011年3月 ·79· ●学 习 园地 焊管史话之八 对接焊管工艺的扩展 (上) Whitehouse对接焊管工艺虽经过多次改进 ，钢管外径仍然限制在 3in以内。美国的油井管和管线 管市场快速发展催生 了由对接焊管和搭接焊管方法组合 的新的对接一搭接焊管工艺，可以生产钢管的 外径扩展到 16in。由于当时对 16in以上的钢管需求很小，这类大直径钢管仍沿用仅经过微小改进 的传 统搭接焊管生产工艺。 约在 1910年，一种叫氧 乙炔焊接 的工艺初次出现。与早期的热加工钢管工艺不同，它属于冷加工， 所以此方法尤其适用于小直径、薄壁钢管的生产。 1 中直径钢管的对接 一搭接组合工艺 1．1 对接 一搭接组合工艺的产生 如果钢管外径或板带宽度超 出了一定的范围，使用Whitehouse的对接工艺法就很难操作，且不能保 证钢管质量。当钢带加热到接近熔点后进行拉拔 ，在钟形模 内钢带边缘容 易向内塌陷变形而难以进行 正常的对接焊接 ，并且钢带经常被撕裂。虽然采取 了一些措施 ，但是效果不稳定，不能广泛应用。钟形 模生产的实际钢管极限外径大约为3in。 解决此问题的方法是把对接焊管与辊式搭接焊管法结合起来形成新的组合工艺。新工艺主要的突 破在于焊接前先进行预成型。制管钢板加热到相对较低的温度 (赤热状态：700～750oC)，在赤热状态 搭接边不能焊接在一起，则通过钟形模进行拉拔形成带有搭边的开 口焊缝钢管。开 口焊缝钢管然后继 续加热到白热状态，紧接着搭接边在辊轧机的辊子和固定芯棒之间焊接起来。 该方法最主要的特点是采用低温通过钟形模进行拉拔 ，在相对较低温度的赤热状态，制管钢板保持 一 定的机械强度 ，解决了钢板边部塌陷问题，即使大直径钢管也可以拉拔成功。此外可以不用焊接短棒 就能卡紧实现拉拔 ，能实现高速拉拔而不会拉断。 此种 “杂交”的工艺产生于美国石油和天然气爆发的年代 ，成为大量生产 中直径钢管的流行工艺， 直到20世纪20年代 中后期才出现了中直径钢管生产的电阻焊和无缝钢管新工艺。 1．2 对接 一搭接焊管组合工艺过程 (1)坯料准备 原材料是一条钢带，厚度比要生产钢管壁厚约厚 10％，有些比要生产钢管长度短 15％～20％(通常 情况是7～7．5111)。钢板为低碳钢 ，(C)0．12％，(Mn)=0．4～0．55％，抗拉强度 500MPa。 (2)边部修整 轧制制管钢板的搭接边时，可能会使轧机超载 ，因此将钢板边部先修整为一个角度。开始时采用长 的冷刨床 ，后马上采用了热搭接边成型机。此成 型机位于加 热炉 出口和钟形模之 间，底部轧辊是 固定 的，但是上面轧辊可以调整 以适应钢板规格，一次性把钢板边部轧成一定坡 口角度。 (3)板坯加热 边部处理后 ，钢板再次通过煤气的反射炉进行加热，板坯一个紧跟一个地排列在炉膛 内。装料小车 在轨道上运行 ，使用铲式装置进行上料。 (4)成型开 口管 夹钳的头部伸入钟形模 中，然后卡住钢板，慢慢拉拔就可形成带搭接边的开 口焊缝荒管。根据钢管 外径搭接边从 10～301Tim变化。组装模 由左右两部分组成 ，使得搭接量可以做微 小调整。开 口焊缝荒 · 80· 焊 管 2011年3月 管滚入倾斜台架，使钢管进入焊接加热炉的入 口。 (5)再次加热 在焊接加热炉，开口焊缝钢管被加热到 白热状态(约 1300～l350℃)。加热过程 中，在炉床的右侧 或左侧，钢管被多次旋转，炉床的中心有一个管坯槽。当钢管通体达到 白热状态时，钢管的焊缝朝下被 放入到管坯槽 中，然后引到焊接轧机 中。轧机的轧制线和钢管的中心线必须对 中，因此加热炉的管坯槽 须根据每次加工钢管直径的不同进行对中调整。 (6)焊缝焊接 焊缝轧机是单向、两辊式轧机 ，由一个400匹马力(294kW)的电机驱动。上辊和下辊的孔型槽均 为椭圆形。在出料侧设有一个心轴，在其头部有一个铸铁或者铸钢的锥形顶头，然后把其放入轧辊孔 型，在轧辊孔型槽和锥形顶头之间狭小的空间里轧制焊接 。轧制之后，卸下锥形顶头进入冷却水槽 内。 心轴则沿轧制线返 回到起始位置 ，钢管下线。 钢管不能通过单次轧制就获得