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焊縫螺旋形均勻分布在整個(gè)螺旋管圓周上,所以螺旋管的尺寸精度高,強(qiáng)度也較強(qiáng)。同種規(guī)格壁厚下,螺旋鋼管能夠承受的壓力較大。而且因?yàn)槭沁B續(xù)彎曲成形,所以螺旋管的定尺長(zhǎng)度不受限制,長(zhǎng)度可隨意定。螺旋鋼管的焊縫的缺陷為“斜缺陷”。在使用過程中,該鋼管的主應(yīng)力方向,即鋼管軸線方向的當(dāng)量缺陷長(zhǎng)度比直縫管小;其次,由于管線鋼均為軋制鋼板,沖擊韌性有較大的各向異性,順軋制方向的CVN值可比垂直于軋制方向的CVN值高3倍。
一步法就是在鋼管螺旋成型的同時(shí)進(jìn)行焊接的方法。在鋼管成型后立即在咬合點(diǎn)附近進(jìn)行埋弧內(nèi)焊,經(jīng)過0.5或1~1.5螺距后進(jìn)行外焊。螺旋成型和焊接是同時(shí)連續(xù)進(jìn)行的,在鋼管達(dá)到定尺長(zhǎng)度后采用火焰或等離子切割的方法切斷,運(yùn)送至后續(xù)工序進(jìn)行檢驗(yàn)和處理。
2、兩步法(預(yù)精焊法)
就是螺旋焊管的成型過程和內(nèi)外埋弧焊接過程分開的制管工藝方法。采用兩步法制造螺旋焊管時(shí),先在成型機(jī)組上實(shí)現(xiàn)螺旋成型,同時(shí)采用氣體保護(hù)焊對(duì)成型的管體進(jìn)行定位預(yù)焊,再切割成定尺的鋼管管坯,然后在多套精焊機(jī)組上對(duì)預(yù)焊過的管坯進(jìn)行內(nèi)外埋弧精焊。
預(yù)精焊工藝技術(shù)是目前國(guó)際螺旋埋弧焊管中先進(jìn)的制管工藝技術(shù),它的優(yōu)點(diǎn)是有效地解決了成型和焊接之間的相互干擾問題,充分發(fā)揮了成型和焊接的各自優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)了高速成型和低速焊接的有機(jī)結(jié)合,極大地提高了生產(chǎn)線的產(chǎn)量和質(zhì)量,有效地降低了生產(chǎn)成本。預(yù)精焊工藝是將螺旋成型和焊接分開進(jìn)行,也叫兩步法。步:高速將鋼帶成型為管筒,同時(shí)采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊進(jìn)行預(yù)焊。第二步:預(yù)焊后的鋼管在精整區(qū)的單獨(dú)精焊設(shè)備上進(jìn)行終焊接,內(nèi)外焊接根據(jù)不同情況可采用多絲埋弧焊接。精焊機(jī)組由引、熄弧板焊接裝置、運(yùn)管小車、輸送輥道、精焊臺(tái)架等組成。精焊臺(tái)架由輸送輥道、縱向傳輸軌道、橫移運(yùn)輸車、正交輥道和驅(qū)動(dòng)機(jī)架、內(nèi)焊系統(tǒng)、外焊系統(tǒng)、操作系統(tǒng)等組成。
管坯焊接開車前的準(zhǔn)備工作、步驟及注意事項(xiàng)
(1)準(zhǔn)備好工具,檢查本崗設(shè)備,包括焊接電源及控制系統(tǒng)、焊劑供給回收系統(tǒng)、焊頭跟蹤系統(tǒng)、焊接機(jī)頭,確保其工作狀態(tài)良好。
(2)檢查焊頭空間位置,包括焊絲傾角、焊點(diǎn)偏心距、焊絲伸出長(zhǎng)度、雙絲間距、對(duì)縫狀況等,保證其符合鋼管生產(chǎn)工藝規(guī)定。
(3)準(zhǔn)備足夠量的焊絲焊劑,防止生產(chǎn)過程中焊絲、焊劑量不夠造成臨時(shí)停車。
(4)及時(shí)更換磨損較嚴(yán)重的導(dǎo)電嘴,使焊接過程中導(dǎo)電良好,保證焊接質(zhì)量。
(5)開車起弧用較小的焊接電流,隨焊速升高相應(yīng)增大焊接電流,直至用工藝卡規(guī)定的焊接規(guī)范焊接。此時(shí)應(yīng)防止燒穿和未重合缺陷。
(6)外焊應(yīng)經(jīng)常校對(duì)指示燈與焊絲是否對(duì)準(zhǔn)在鋼管螺旋縫上,其偏差不大于1mm,如有問題應(yīng)及時(shí)糾正,不允許產(chǎn)生焊偏。
(7)內(nèi)焊應(yīng)注意觀察焊縫紅線,及時(shí)跟蹤糾偏,保證焊正。
(8)發(fā)現(xiàn)焊頭跟蹤移動(dòng)不靈而造成焊偏時(shí)應(yīng)停車處理,防止發(fā)生焊接質(zhì)量事故。
(9)在生產(chǎn)過程中,不得隨意改變焊接速度,應(yīng)隨時(shí)注意觀察成型縫變化情況,電弧燃燒狀況、超聲波連續(xù)探傷情況、試樣檢驗(yàn)結(jié)果、焊縫表面質(zhì)量等,根據(jù)具體情況及時(shí)合理地調(diào)整焊接規(guī)范和焊頭位置,確保焊接質(zhì)量。
(10)內(nèi)外焊應(yīng)經(jīng)常巡檢焊劑供給回收系統(tǒng)工作狀況,保證焊劑供給流暢、回收干凈、焊縫表面脫渣好。
(11)定期將焊劑放空,必要時(shí)增加放空頻次,但低不得小于 1次/3天。
鋼帶卷管成型是一個(gè)彈塑性變形的過程,在這個(gè)過程中“三輥彎板機(jī)”(2個(gè)外輥 1個(gè)內(nèi)壓輥)起到了主要作用,同時(shí)為了保證成型的穩(wěn)定性和連續(xù)性,還要對(duì)螺旋成型的參數(shù)保持一定的數(shù)學(xué)關(guān)系。長(zhǎng)期以來,我國(guó)外控式成型器都以不足量成型生產(chǎn)鋼管,它的基本原理是以1#、2#、3#輥彈塑性變形,以4#~8#輥控制彈復(fù)后的管坯到達(dá)咬合點(diǎn)進(jìn)行焊接。這種成型方式生產(chǎn)出來的鋼管殘余應(yīng)力較大,這也成為螺旋埋弧焊管一個(gè)主要的缺點(diǎn),影響螺旋埋弧焊管的發(fā)展。
20世紀(jì)90年代以后,國(guó)內(nèi)重要的長(zhǎng)輸管線都對(duì)彈復(fù)量大值做了要求,為了克服這一缺點(diǎn),各鋼管制造廠家進(jìn)行了不斷地摸索與研究,解決這一難題的方法就是增加2#輥壓下量。其成型機(jī)理是:三輥彎板機(jī)過量變形,利用成型阻力和阻力矩,讓過量成型的管坯反彈到理論尺寸后進(jìn)行焊接。
成型阻力和阻力矩的產(chǎn)生和控制主要采取以下措施:(1)2#~8#輥角度和后橋角度略大于理論輥角和成型角,使管坯受到一個(gè)反向力矩和向后的摩擦作用力。角度偏差大小的確定,需要根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際來綜合考慮確定;
(2)焊墊輥高度對(duì)于管坯自由邊的合縫阻力大、直接。焊墊輥高度的確定,必須要與2#輥壓下量配合調(diào)整,兼顧管徑、 錯(cuò)邊量的控制;
(3)2#輥壓下量必須使管坯過變形。當(dāng)2#輥壓下量增大,管坯變形由不足變?yōu)檫^量時(shí),管徑將會(huì)從不斷減小變?yōu)橹饾u增大,成型調(diào)整時(shí)應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這一規(guī)律,綜合考慮,靈活應(yīng)用。
6.2 鋼管的調(diào)型換道