小直径螺旋焊管机组焊垫辊设计

为了有效避免螺旋焊管机组中焊垫辊设计不合理造成的错边、烧穿、内焊裂纹等焊接缺陷,同时满足小直径钢管生产工艺需求,通过对焊垫辊缸体和活塞杆的理论计算和有限元模拟,对焊垫辊缸体和活塞杆进行了重新设计。新设计的焊垫辊有效解决了焊垫辊放置空间不足的问题,很好地解决了Φ508 mm以下小直径螺旋焊管生产过程中出现的工艺问题和焊接质量问题,取得了预期效果,获得了较好的焊缝质量。     

螺旋焊管内焊倒渣装置改造

通过对螺旋焊管内焊倒渣装置的改造,将管内静态倒渣改进为管内动态倒渣,使得倒渣时管坯倾斜角度减小,提高了倒渣装置的可靠性和安全性。     

新型螺旋焊管内焊装置

由于螺旋焊管的内焊是在管坯内进行的,不便于观察且受管内空间位置的限制,因而内焊装置具有其特殊性。为此,研制了一套新型螺旋焊管内焊装置。该新型螺旋焊管内焊装置由对缝跟踪机构、焊臂系统、调节机构及焊矩等组成。调节机构置于机臂前端,通过焊臂与对缝跟踪机构联接,焊臂从机臂内通孔穿过,在机臂通孔前端设计安装直线轴承,既能支撑焊臂又能减少焊臂进退阻力。该该新型螺旋焊管内焊装置调节灵活,稳定性好,可应用于内焊单丝或双丝焊接,特别适合于小口径螺旋焊管生产的内焊工艺要求。     

高频预焊缺陷对埋弧焊接质量的影响及控制

为了研究高频预焊缺陷对COE直缝埋弧焊钢管焊接质量的影响,简述了高频感应预焊的工艺过程及特点,介绍了其焊接过程中常见的断弧、焊瘤、错边、开裂、坡口损伤等缺陷,分析了焊接缺陷产生的原因,并从坡口设计、管坯成型、焊接工艺参数、操作方法、补焊等各工序角度提出了预焊质量控制措施,有效减少了预焊缺陷的产生,实现埋弧焊管生产质量和效率的提高。     

螺旋埋弧焊管内焊监测方案探讨

根据目前高材质、大壁厚的螺旋焊管内焊监测的现状,提出了用PLC、步进电机、位移传感器以及人机界面等制作一种内焊监测装置来进行内焊监测的方案,该内焊监测装置采用非接触式测量,通过计算步进电机转动的角度就可以得到钢带和内焊移动装置的纠偏量。从而达到对内焊控制的目的,系统对钢带偏移量检测精度可以达到0．3mm。     

厚壁螺旋埋弧焊管焊缝反弯试验断裂原因分析

为了探寻厚壁螺旋埋弧焊管焊缝反弯试验断裂的原因,对壁厚21.4 mm的螺旋埋弧焊管焊缝反弯试样断口进行了分析。结果表明,此次反弯试样的断裂主要原因是内焊部位纵向断续分布多处凝固裂纹,尺寸较大夹杂物也在一定程度上破坏了焊缝的韧性,加速了试样的断裂。可通过控制钢管成型角稳定性、保证钢带有效变形量以及调整焊缝形貌变宽变平的方式降低管坯成型残余应力和焊接应力,从而避免内焊凝固裂纹的产生;还可选用杂质含量低的优质碱性焊剂,保证对焊剂进行烘干以及杂质筛除等措施来避免焊缝产生尺寸较大的夹杂物,提升焊缝质量。     

中俄东线用大壁厚螺旋埋弧焊管预精焊工艺研究

为了保证中俄东线天然气管道的正常生产,采用预精焊工艺试制了X80钢级Φ1 422 mm×21.4 mm大壁厚螺旋埋弧焊管,并对其焊缝力学性能、冲击韧性、显微硬度、化学成分和微观组织特征进行了分析。结果表明,预焊焊缝微观组织为板条马氏体,精焊内、外焊缝微观组织为针状铁素体+少量珠光体,焊缝边缘整齐美观,脱渣良好,能够消除内焊“马鞍形”焊缝。试验结果表明,试制的螺旋埋弧焊管各项性能指标完全满足中俄东线大壁厚天然气管道的生产技术条件,为X80钢级Φ1 422 mm×21.4 mm大壁厚螺旋埋弧焊管的生产提供参考。     

小直径厚壁高频焊管成型孔型改进

形成高频焊管成型缝壁厚V形口的根本原因是:变形管坯对接边边缘存在不可避免的变形盲区,且管壁越厚,管径越小,壁厚V形口越明显,对焊缝强度的负面影响越大。因此,小直径厚壁管的变形盲区相对更宽,造成管坯边缘成型质量不良,对焊缝强度的负面影响非常显著。采用边缘双半径孔型设计能够在变形盲区存在的情况下,实现待焊管坯对接面平行对接,通过变形工艺的改进,保证了小直径厚壁管的焊缝强度。     

超薄壁钛焊管制造工艺研究*

针对应用于海水淡化装置中的铜合金管耐腐蚀性能差,易结垢的缺点,对钛焊管的工艺进行了研究。由于钛在湿氯气介质及海水中,具有极其优异的耐腐蚀性,即使在污染的海水中也保持有良好的耐腐蚀性,但钛管导热性能不及铜管,不过可以通过减小钛管壁厚来弥补其导热性不足,以逐步取代铜合金管,将会被广泛应用于海水淡化装置中。为了适应高端市场的需求,降低设备及其维护成本,提高换热效率,以壁厚小于0.5 mm的钛焊管为研究对象,通过对管坯钛带性能的要求、钛焊管生产线设备精度和稳定性控制,钛带成型及焊接工艺研究,成功焊接出了牌号为Gr.2壁径比（t/d）小于1.5%外径25.4 mm、壁厚0.3 mm的超薄壁钛焊管,各项性能达到了国际标准要求。     

大壁厚螺旋埋弧焊管超声波串列式自动扫查的应用

为了提高中俄东线天然气管道用X80钢级Φ 1 422 mm×21.4 mm大壁厚螺旋埋弧焊管焊缝中部缺陷的检出率,针对常规自动超声波探伤反射回波低、存在漏检风险等问题,采用增加串列式探头组合扫查方法,实现对焊接接头中部位置可能出现的钝边未熔合、钝边未焊透等垂直检测面方向的面积型缺陷的准确检出。试验结果表明,串列式探头的应用形成了焊缝中部独立声束扫查,有效地提高了钝边未熔合、钝边未焊透等缺陷的检测可靠性,使产品质量得到了保障。     

微弹复螺旋焊管稳定成型的控制方法

对微弹复螺旋焊管成型不稳定的具体原因进行了分析,采取了在钢管输出的螺旋方向适当增加输出阻力,在递送力的作用下,利用这种阻力使成型器内的管坯向外扩张,将较小的管坯持续扩张至与外定径辊接触,实现管坯定位,从而达到稳定成型的目的。     

螺旋埋弧焊管成型辊痕的原因分析及控制

 针对螺旋埋弧焊管三辊弯板成型时常见的辊痕缺陷,分析了辊痕形成的原因,并提出相应的改进措施,利用solidworks软件建立了三辊弯板式成型机中成型辊设备和多种成型角螺旋管坯的立体模型,模拟螺旋埋弧焊管在变量仅为成型辊外圆面锥度和钢管成型角情况下（即1#、3#成型辊旋转角为变量）的辊痕情况。对比发现,辊痕深浅与钢管成型角密切相关;同等变量条件下成型角越小,造成的辊痕越深,且同等变量条件下1#辊产生的辊痕深度和面积大于3#辊产生的辊痕。通过不同锥度的成型辊对比,得出了不同成型角度螺旋埋弧焊管适用的最佳成型辊外圆面锥度。     

直流消磁装置在螺旋焊管生产中的应用

为了减少焊管剩磁对检验环节造成的误判以及对管道施工现场对接焊造成的影响,对螺旋焊管焊接过程中产生剩磁的原因进行了分析,基于磁化曲线设计了一套直流消磁装置。该直流消磁装置采用与焊接电流产生的磁场方向大致相反的外加磁场,改变钢管内部磁场,使钢管磁性减弱或消除。装置使用时,建议采用每批次钢管的前3根进行调试,从而确定消磁参数的设定。实际应用表明,该套直流定时消磁装置对剩磁较大的螺旋埋弧焊管可进行有效的消磁作业,同时可根据剩磁的大小调整电压和电流,并可实现消磁作业时间启停的自动控制。     

大直径螺旋埋弧焊管成型过程中的管形控制及应力补偿

为了更好地控制螺旋埋弧焊管成型质量,提高管形控制精度,针对成型器自身特性、成型角的选择和微调、递送线位置等影响管形的几个关键因素,对螺旋埋弧焊管成型过程中对钢管几何尺寸的影响进行了分析。分析结果表明,成型过程中的管形控制、成型后钢管的应力补偿以及钢管吊装、储存、运输甚至施工过程中的管端保护是提高焊管成型质量的重要控制因素。同时根据分析结果提出了大直径螺旋埋弧焊管在成型过程中管形控制的方法和措施。     

油气输送用大直径厚壁埋弧焊管残余应力及控制研究

针对油气输送用大直径厚壁埋弧焊管的残余应力问题,采用盲孔法测试了螺旋焊管和直缝焊管的残余应力,归纳了焊管制造过程中残余应力的演变规律,探讨了钢管制造过程中不同工序下残余应力的分布及其影响因素和控制方法。研究结果显示,板材矫直和钢管成型后的残余应力保持在150～200 MPa,且螺旋成型略大于直缝成型,成型过程的压下量对残余应力的影响有限;钢管焊接是在成型应力的拘束环境下进行的,直接影响焊缝的横向变形与残余应力,使得残余应力峰值不在焊缝中心,而是靠近焊缝区,螺旋焊管和直缝焊管的该区域残余应力均最高;制管过程中后续的水压试验、喷砂和防锈涂敷等工序,使残余应力得到大幅度降低,且分布更加均匀,螺旋焊管和直缝焊管残余应力峰值均保持在200 MPa左右,直缝管更低一些。研究表明,可以通过适当提高水压试验压力和涂敷温度的方法调节焊管残余应力。     

螺旋焊管机组3#辊梁位置参数计算方法

为了减少螺旋焊管成型过程中,因钢带两边和中部变形量不一致而导致的噘嘴、错边、管径超差等成型缺陷,提高成型稳定性,分析了3#辊梁位置参数的控制对于钢带自由边边缘变形的重要性。结合3#辊梁构造特点及调整原则,提出了3#辊梁位置参数的确定方法,并对该方法确定的3#辊梁位置参数进行了多次生产实践验证。结果表明,由该计算方法得出的3#辊梁位置参数准确,与实际生产调整结果一致,且计算过程便捷,能够解决因钢带两边和中部变形量不一致而导致的噘嘴、错边、管径超差等成型缺陷,提高了螺旋焊管成型的稳定性。     

双环螺旋焊管切割机的研制

为了解决螺旋焊管两步法成型工艺预焊机组的钢管高速切割问题,研制了双环螺旋焊管切割机。介绍了切割机的设计原理、结构特点、工艺过程,并对切割机的关键技术及技术指标进行了详尽的阐述。实际应用结果表明,双环螺旋焊管切割机运行稳定、自动化程度高、切割质量好,节省了生产成本,完全能满足大管径、大壁厚的螺旋焊管预焊机组的钢管切割要求。     

螺旋焊接钢管的直径控制

螺旋焊接钢管的直径控制是螺旋焊管生产的重要质量指标之一。在三辊式成型机设置调径辊控制生产过程中的螺旋焊管直径，方法简单，控制准确。若采用螺旋焊管周长自动控制系统可以实现自动化控制螺旋焊管的直径。     

螺旋埋弧焊管焊缝两侧圆度的分析

主要分析了成型机之前的工序及扩径机对螺旋缝埋弧焊管焊缝两侧圆度的影响，提出了要提高钢管焊缝两侧的圆度，必须从拆卷开始进行生产工艺全过程的控制。可为有效解决螺旋缝埋弧焊管焊缝两侧的不圆问题提供参考。