高頻直縫焊管
直縫鋼管是焊縫與鋼管縱向平行的鋼管。通常分為公制電焊鋼管、電焊薄壁管、變壓器冷卻油管等等。直縫焊管生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，成本低，發(fā)展較快。螺旋焊管的強(qiáng)度一般比直縫焊管高，能用較窄的坯料生產(chǎn)管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的坯料生產(chǎn)管徑不同的焊管。但是與相同長(zhǎng)度的直縫管相比，焊縫長(zhǎng)度增加30~100%，而且生產(chǎn)速度較低。
簡(jiǎn)介 直逢鋼管英文（Straightsteel pipe），一般焊管：一般焊管用來(lái)輸送低壓流體。用Q195、Q215A、Q235A鋼、Q235B普碳制造 。也可采
直縫鋼管
用易于焊接0317標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)6012及鋼母755軟鋼共同制造。鋼管要進(jìn)行水壓、彎曲、壓扁等實(shí)驗(yàn)，對(duì)表面質(zhì)量有一定要求，通常交貨長(zhǎng)度為4-10m，常要求定尺（或倍尺）交貨。焊管的規(guī)格用公稱(chēng)口徑表示（毫米或英寸）公稱(chēng)口徑與實(shí)際不同，焊管按規(guī)定壁厚有普通鋼管和加厚鋼管兩種，鋼管按管端形式又分帶螺紋和不帶螺紋兩種。
生產(chǎn)工藝
綜述
直縫鋼管按生產(chǎn)工藝可分為高頻直縫鋼管和埋弧焊直縫鋼管。埋弧焊直縫鋼管按其不同的成型方式又分為UOE、RBE、JCOE鋼管等。下面介紹最常見(jiàn)的高頻直縫鋼管和埋弧焊直縫鋼管的成型工藝。
埋弧焊直縫鋼管生產(chǎn)工藝流程
1. 板探：用來(lái)制造大口徑埋弧焊直縫鋼管的鋼板進(jìn)入生產(chǎn)線(xiàn)后，首先進(jìn)行全板超聲波檢驗(yàn)；
2. 銑邊：通過(guò)銑邊機(jī)對(duì)鋼板兩邊緣進(jìn)行雙面銑削，使之達(dá)到要求的板寬、板邊平行度和坡口形狀；
3. 預(yù)彎邊：利用預(yù)彎?rùn)C(jī)進(jìn)行板邊預(yù)彎，使板邊具有符合要求的曲率；
4. 成型：在JCO成型機(jī)上首先將預(yù)彎后的鋼板的一半經(jīng)過(guò)多次步進(jìn)沖壓，壓成"J"形，再將鋼板的另一半同樣彎曲，壓成"C"形，最后形成開(kāi)口的"O"形
5. 預(yù)焊：使成型后的直縫焊鋼管合縫并采用氣體保護(hù)焊（MAG）進(jìn)行連續(xù)焊接；
6. 內(nèi)焊：采用縱列多絲埋弧焊（最多可為四絲）在直縫鋼管內(nèi)側(cè)進(jìn)行焊接；
7. 外焊：采用縱列多絲埋弧焊在直縫埋弧焊鋼管外側(cè)進(jìn)行焊接；
8. 超聲波檢驗(yàn)Ⅰ：對(duì)直縫焊鋼管內(nèi)外焊縫及焊縫兩側(cè)母材進(jìn)行100%的檢查；
9. X射線(xiàn)檢查Ⅰ：對(duì)內(nèi)外焊縫進(jìn)行100%的X射線(xiàn)工業(yè)電視檢查，采用圖象處理系統(tǒng)以保證探傷的靈敏度；
10. 擴(kuò)徑：對(duì)埋弧焊直縫鋼管全長(zhǎng)進(jìn)行擴(kuò)徑以提高鋼管的尺寸精度，并改善鋼管內(nèi)應(yīng)力的分布狀態(tài)；
11. 水壓試驗(yàn)：在水壓試驗(yàn)機(jī)上對(duì)擴(kuò)徑后的鋼管進(jìn)行逐根檢驗(yàn)以保證鋼管達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的試驗(yàn)壓力，該機(jī)具有自動(dòng)記錄和儲(chǔ)存功能；
12. 倒棱：將檢驗(yàn)合格后的鋼管進(jìn)行管端加工，達(dá)到要求的管端坡口尺寸；
13. 超聲波檢驗(yàn)Ⅱ：再次逐根進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)以檢查直縫焊鋼管在擴(kuò)徑、水壓后可能產(chǎn)生的缺陷；
14. X射線(xiàn)檢查Ⅱ：對(duì)擴(kuò)徑和水壓試驗(yàn)后的鋼管進(jìn)行X射線(xiàn)工業(yè)電視檢查和管端焊縫拍片；
15. 管端磁粉檢驗(yàn)：進(jìn)行此項(xiàng)檢查以發(fā)現(xiàn)管端缺陷；
16. 防腐和涂層：合格后的鋼管根據(jù)用戶(hù)要求進(jìn)行防腐和涂層。
直縫高頻焊接鋼管的生產(chǎn)工藝流程
直縫焊接鋼管是通過(guò)高頻焊接機(jī)組將一定的規(guī)格的長(zhǎng)條形鋼帶卷成圓管狀并將直縫焊接而成鋼管。鋼管的形狀可以是圓形的，也可以是方形或異形的，它取決于焊后的定徑軋制。焊接鋼管的材料主要是：低碳鋼及σs≤300N/mm2、σs≤500N/mm2的低合金鋼或其他鋼材。直縫鋼管高頻焊接的生產(chǎn)工藝流程如下：
高頻直縫鋼管生產(chǎn)工藝流程圖
高頻焊接
高頻焊接是根據(jù)電磁感應(yīng)原理和交流電荷在導(dǎo)體中的趨膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)和渦流熱效應(yīng)，使焊縫邊緣的鋼材局部加熱到熔融狀態(tài)，經(jīng)滾輪的擠壓，使對(duì)接焊縫實(shí)現(xiàn)晶間接合，從而達(dá)到焊縫焊接之目的。高頻焊是一種感應(yīng)焊（或壓力接觸焊），它無(wú)需焊縫填充料，無(wú)焊接飛濺，焊接熱影響區(qū)窄，焊接成型美觀，焊接機(jī)械性能良好等優(yōu)點(diǎn)，因此在鋼管的生產(chǎn)中受到廣泛的應(yīng)用。
鋼管的高頻焊接正是利用交流電的趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，鋼材（帶鋼）經(jīng)滾壓成型后，形成一個(gè)截面斷開(kāi)的圓形管坯，在管坯內(nèi)靠近感應(yīng)線(xiàn)圈中心附近旋轉(zhuǎn)一個(gè)或一組阻抗器（磁棒），阻抗器與管坯開(kāi)口處形成一個(gè)電磁感應(yīng)回路，在趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的作用下，管坯開(kāi)口處邊緣產(chǎn)生強(qiáng)大而集中的熱效應(yīng)，使焊縫邊緣迅速加熱到焊接所需溫度經(jīng)壓輥擠壓后，熔融狀態(tài)的金屬實(shí)現(xiàn)晶間接合，冷卻后形成一條牢固的對(duì)接焊縫。
高頻焊管機(jī)組
直縫鋼管的高頻焊接過(guò)程是在高頻焊管機(jī)組中完成的。高頻焊管機(jī)組通常由滾壓成型、高頻焊接、擠壓、冷卻、定徑、飛鋸切斷等部件組成，機(jī)組的前端配有儲(chǔ)料活套，機(jī)組的后端配有鋼管翻轉(zhuǎn)機(jī)架；電氣部分主要有高頻發(fā)生器、直流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)和儀表自動(dòng)控制裝置等組成?，F(xiàn)以φ165mm高頻焊管機(jī)組為例，其主要技術(shù)參數(shù)如下：
3.1 焊管成品
圓管外徑： φ111~165mm
方管： 50×50~125×125mm
矩形管： 90×50~160×60~180×80mm
成品管壁厚：2~6mm
3.2 成型速度： 20~70米/分鐘
3.3 高頻感應(yīng)器：
熱功率： 600KW
輸出頻率： 200~250KHz
電源： 三相380V 50Hz
冷卻： 水冷
激勵(lì)電壓： 750~1500V
高頻激勵(lì)電路
高頻激勵(lì)電路（又稱(chēng)高頻振蕩電路），是由安裝在高頻發(fā)生器內(nèi)的大型電子管和振蕩槽路組成，它是利用電子管的放大作用，在電子管接通燈絲和陽(yáng)極時(shí)，把陽(yáng)極輸出信號(hào)正反饋到柵極，形成自激振蕩回路。激勵(lì)頻率的大小取決于振蕩槽路的電氣參數(shù)（電壓、電流、電容和電感）。
直縫鋼管高頻焊接工藝
5.1 焊縫間隙的控制
將帶鋼送入焊管機(jī)組，經(jīng)多道軋輥滾壓，帶鋼逐漸卷起，形成有開(kāi)口間隙的圓形管坯，調(diào)整擠壓輥的壓下量，使焊縫間隙控制在1~3mm，并使焊口兩端齊平。如間隙過(guò)大，則造成鄰近效應(yīng)減少，渦流熱量不足，焊縫晶間接合不良而產(chǎn)生未熔合或開(kāi)裂。如間隙過(guò)小則造成鄰近效應(yīng)增大，焊接熱量過(guò)大，造成焊縫燒損；或者焊縫經(jīng)擠壓、滾壓后形成深坑，影響焊縫表面質(zhì)量。
5.2 焊接溫度控制
焊接溫度主要受高頻渦流熱功率的影響，根據(jù)公式（2）可知，高頻渦流熱功率主要受電流頻率的影響，渦流熱功率與電流激勵(lì)頻率的平方成正比；而電流激勵(lì)頻率又受激勵(lì)電壓、電流和電容、電感的影響。激勵(lì)頻率公式為：
f=1/[2π(CL)1/2]...(1)
式中：f-激勵(lì)頻率(Hz)；C-激勵(lì)回路中的電容(F)，電容=電量/電壓；L-激勵(lì)回路中的電感，電感=磁通量/電流
上式可知，激勵(lì)頻率與激勵(lì)回路中的電容、電感平方根成反比、或者與電壓、電流的平方根成正比，只要改變回路中的電容、電感或電壓、電流即可改變激勵(lì)頻率的大小，從而達(dá)到控制焊接溫度的目的。對(duì)于低碳鋼，焊接溫度控制在1250~1460℃，可滿(mǎn)足管壁厚3~5mm焊透要求。另外，焊接溫度亦可通過(guò)調(diào)節(jié)焊接速度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)輸入熱量不足時(shí)，被加熱的焊縫邊緣達(dá)不到焊接溫度，金屬組織仍然保持固態(tài)，形成未熔合或未焊透；當(dāng)輸入熱時(shí)不足時(shí)，被加熱的焊縫邊緣超過(guò)焊接溫度，產(chǎn)生過(guò)燒或熔滴，使焊縫形成熔洞。
5.3 擠壓力的控制
管坯的兩個(gè)邊緣加熱到焊接溫度后，在擠壓輥的擠壓下，形成共同的金屬晶?；ハ酀B透、結(jié)晶，最終形成牢固的焊縫。若擠壓力過(guò)小，形成共同晶體的數(shù)量就小，焊縫金屬?gòu)?qiáng)度下降，受力后會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂；如果擠壓力過(guò)大，將會(huì)使熔融狀態(tài)的金屬被擠出焊縫，不但降低了焊縫強(qiáng)度，而且會(huì)產(chǎn)生大量的內(nèi)外毛刺，甚至造成焊接搭縫等缺陷。
5.4 高頻感應(yīng)圈位置的調(diào)控
高頻感應(yīng)圈應(yīng)盡量接近擠壓輥位置。若感應(yīng)圈距擠壓輥較遠(yuǎn)時(shí)，有效加熱時(shí)間較長(zhǎng)，熱影響區(qū)較寬，焊縫強(qiáng)度下降；反之，焊縫邊緣加熱不足，擠壓后成型不良。
5.5 阻抗器是一個(gè)或一組焊管專(zhuān)用磁棒，阻抗器的截面積通常應(yīng)不小于鋼管內(nèi)徑截面積的70%，其作用是使感應(yīng)圈、管坯焊縫邊緣與磁棒形成一個(gè)電磁感應(yīng)回路，產(chǎn)生鄰近效應(yīng)，渦流熱量集中在管坯焊縫邊緣附近，使管坯邊緣加熱到焊接溫度。阻抗器用一根鋼絲拖動(dòng)在管坯內(nèi)，其中心位置應(yīng)相對(duì)固定在接近擠壓輥中心位置。開(kāi)機(jī)時(shí)，由于管坯快速運(yùn)動(dòng)，阻抗器受管坯內(nèi)壁的磨擦而損耗較大，需要經(jīng)常更換。
5.6 焊縫經(jīng)焊接和擠壓后會(huì)產(chǎn)生焊疤，需要清除。清除方法是在機(jī)架上固定刀具，靠焊管的快速運(yùn)動(dòng)，將焊疤刮平。焊管內(nèi)部的毛刺一般不清除。
5.7 工藝舉例
現(xiàn)以焊制φ32×2mm 直縫焊管為例，簡(jiǎn)述其工藝參數(shù)：
帶鋼規(guī)格：2×98mm 帶寬按中徑展開(kāi)加少量成型余量
鋼材材質(zhì)：Q235A
輸入 勵(lì)磁電壓：150V 勵(lì)磁電流：1.5A 頻率：50Hz
輸出 直流電壓：11.5kV 直流電流：4A 頻率：120000Hz
焊接速度：50米/分鐘
參數(shù)調(diào)節(jié)：根據(jù)焊接線(xiàn)能量的變化及時(shí)調(diào)節(jié)輸出電壓和焊接速度。參數(shù)固定后一般不用調(diào)整。
高頻焊管的技術(shù)要求與質(zhì)量檢驗(yàn)
根據(jù)GB/T3092《低壓流體輸送用焊接鋼管》標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，焊管的公稱(chēng)直徑為6~150mm，公稱(chēng)壁厚為2.0~6.0mm，焊管的長(zhǎng)度通常為4~10米，可按定尺或倍尺長(zhǎng)度出廠(chǎng)。鋼管表面質(zhì)量應(yīng)光滑，不允許有折疊、裂縫、分層、搭焊等缺陷存在。鋼管表面允許有不超過(guò)壁厚負(fù)偏差的劃道、刮傷、焊縫錯(cuò)位、燒傷和結(jié)疤等輕微缺陷存在。允許焊縫處壁厚增厚和內(nèi)縫焊筋存在。
規(guī)定要求
焊接鋼管應(yīng)做機(jī)械性能試驗(yàn)和壓扁試驗(yàn)以及擴(kuò)口試驗(yàn)，并要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。鋼管應(yīng)能承受一定的內(nèi)壓力，必要時(shí)進(jìn)行2.5Mpa壓力試驗(yàn)，保持一分鐘無(wú)滲漏。允許用渦流探傷的方法代替水壓試驗(yàn)。渦流探傷按GB7735《鋼管渦流探傷檢驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。渦流探傷方法是將探頭固定在機(jī)架上，探傷與焊縫保持3~5mm距離，靠鋼管的快速運(yùn)動(dòng)對(duì)焊縫進(jìn)行全面的掃查，探傷信號(hào)經(jīng)渦流探傷儀的自動(dòng)處理和自動(dòng)分選，達(dá)到探傷的目的。
探傷后的焊管用飛鋸按規(guī)定長(zhǎng)度切斷，經(jīng)翻轉(zhuǎn)架下線(xiàn)。鋼管兩端應(yīng)平頭倒角，打印標(biāo)記，成品管用六角形捆扎包裝后出廠(chǎng)。
加工方法
直縫鋼管的主要加工方法有：
鍛造鋼材：利用鍛錘的往復(fù)沖擊力或壓力機(jī)的壓力使坯料改變成我們所需的形狀和尺寸的一種壓力加工方法。
擠壓：是鋼材將金屬放在密閉的擠壓簡(jiǎn)內(nèi)，一端施加壓力，使金屬?gòu)囊?guī)定的?？字袛D出而得到有同形狀和尺寸的成品的加工方法，多用于生產(chǎn)有色金屬材鋼材。
軋制：將鋼材金屬坯料通過(guò)一對(duì)旋轉(zhuǎn)軋輥的間隙(各種形狀)，因受軋輥的壓縮使材料截面減小，長(zhǎng)度增加的壓力加工方法。
拉撥鋼材：是將已經(jīng)軋制的金屬坯料(型、管、制品等)通過(guò)?？桌瓝艹山孛鏈p小長(zhǎng)度增加的加工方法大多用作冷加工。
直縫鋼管用途
直縫鋼管主要應(yīng)用于自來(lái)水工程、石化工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、電力工業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉、城市建設(shè)。作液體輸送用：給水、排水。作氣體輸送用：煤氣、蒸氣、液化石油氣。作結(jié)構(gòu)用：作打樁管、作橋梁；碼頭、道路、建筑結(jié)構(gòu)用管等。 |
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公安備案號(hào)21010302000002
