大直径输水钢管承插搭接焊接口设计与应用

针对国内目前大直径输水钢管现场对接焊安装时出现的对接质量低、速度慢、焊接接口漏水等问题,结合国外应用经验,通过对承插搭接焊接口进行参数设计和受力分析,设计了一种大直径输水钢管承插焊连接方式,并通过试验模拟了现场焊接和试压。结果表明,钢管承插搭接焊连接可降低对接难度,提高对接速度和接口的密封性,以期为我国输水钢管的生产和安装提供更好的解决方案。     

我国输水钢管同国外的差距及几点建议(四)——对国内某条输水钢管线的点评和再设计

以美国柔性钢管理念、发展中的成品化钢管理念,对国内近年新建的某条高品质、大直径输水钢管线的壁厚、现场连接、内外防腐三个主要方面进行了点评和再设计。按新的理念设计,不仅管线安全性得到提高,施工工期明显缩短,而且能节约可观的工程建设费用。指出我国钢管制造企业应借鉴发达国家的科学理念和先进技术,推进国内输水钢管产业化进程。     

成品输水钢管产品系列化

以柔性管管厚设计、柔性接口等技术作支持的成品输水钢管,国外近年已经进入系列化产品时期,且具有较高的市场竞争力。介绍了我国输水钢管的现状和美国输水钢管的系列产品,对我国输水钢管的生产能力、设计参数、耐腐蚀性等进行了较为详细的阐述。最后指出,国外输水钢管产品系列化的成功经验对我国输水钢管的发展有较高的指导借鉴意义。     

输水钢管用Y型接口及钢管的成品化

新颁国家行业标准CJJ92-2002“城市供水管网漏损控制及评定标准”,使柔性接口在输水管线中的地位得到了肯定,拓开了成品输水钢管柔性接口发展的新空间。介绍了一种新型钢管用承口滑入式接口-Y型接口及其特点,指出钢管用Y型接口是球铁管T型接口的发展,是为钢管升级而开发的。Y型接口为核心技术的成品钢管在DN1200-DN3000范围内,其重量是球铁管的一半,单位长度重量与玻璃钢管相当,它将显示出性能高、价格低、易采用的竞争力。     

我国输水钢管同国外的差距及几点建议(一)——考察马来西亚输水钢管生产线的启示

介绍了马来西亚输水钢管生产线的生产状况及产品品质,指出在就钢管的成型、焊接、检测等设备技术方面,我国输水钢管与国外技术水平相当,与国外的差距主要是在管厚设计、接口技术、防腐措施等设计理念以及标准规范执行等以人的素质为主的方面.通过考察马来西亚以生产输水管为主要产品的钢管公司得以启示,就差距的核心问题和差距的主要方面提出几点建议:①改进工艺,生产半球接头输水钢管;②以采用国外专业标准为起点,制订出我国输水钢管的专业标准;以推动我国输水钢管的发展.     

我国输水钢管同国外的差距及几点建议(三)——输水钢管管端接口技术

分析了输水钢管爆裂事故多产生于环向焊缝处的原因.简单介绍了国外输水钢管常用的承插搭接焊接口及美国的胶圈柔性接口形式.美国输水钢管设计的壁厚较薄,钢管连接采用胶圈柔性接口,这种壁厚和连接设计的合理性、安全可靠性已经大量工程实践证明.最后,详细介绍了近年来我国输水钢管接口技术的发展,指出:输水钢管有其自己的连接特性,掌握多种接口技术并给以发展,是输水钢管发展的必由之路.     

承插式柔性接口钢管在市政给排水领域的应用

结合我国承插式柔性接口钢管管道技术规程对钢管柔性承插口的要求，介绍了国内目前主流的几种承插式柔性接口形式和特点。承插式柔性接口的允许转角在产品标准、设计标准、施工控制中依次减小，接口具有较高的安全度。现场水利试验结果表明，长距离输水管道的水头损失以沿程水头损失为主，承插式柔性接口引起的局部水头损失可以忽略；钢管采用内环氧防腐的管壁光滑程度与塑料管相近。承插式柔性接口钢管技术可靠、先进，适合在市政给水和排水工程中推广应用。     

日本关于钢管钎压焊新技术的研发进展

自2000年以来,为取代螺纹-法兰连接与电弧焊这两种传统的现场钢管对接工艺,日本开发了一种名为钎压焊(BPW:Braze Pressure Welding)的钢管压力对焊现场安装新技术.BPW新工艺以熔点较高并能显著溶解母材的钎料为中间层,利用感应电源加热并施加较大的压力,挤出液态中间层及氧化膜等形成的夹杂物,最终在焊接面周边形成圆滑过渡的钎角,同时,在界面处实现洁净母材之间直接接触的固相压力焊接合.BPW工艺的主要优点:①无火灾危险及焊工操作技能引起的接头性能波动;②对接面错边处所形成的钎角,降低了错边引起的应力集中,增大了接合面积;③液态中间层溶解、剥离母材表面氧化膜以及氧化膜自身的球化,使液态中间层对母材表面氧化膜有自清洁作用;④与固态焊接相比,降低了所需的焊接压力与变形.BPW尤为适于在狭窄空间或易燃、易爆环境下的现场钢管对接.     

钢管管端尺寸综合测量装置设计与应用

为了解决成品钢管管端尺寸手工测量带来的偏差,提出了一种钢管综合测量装置的技术方案。该装置在称重测长工位两端的行走小车上配置一级滑台、转台和二级滑台,在二级滑台上安装检测传感器及支架。工作时转台带动二级滑台上的测量传感器沿钢管管壁旋转一周,获得钢管管端轮廓原始数据,然后应用最小二乘矩阵法得到钢管管端的实际圆心和半径,进一步计算得到周长、椭圆度和壁厚等数据,并通过钢管不同截面的轮廓数据,修正由于钢管摆放不正导致的切斜测量误差。测量装置在现场应用中实现了钢管质量、长度、管端周长、椭圆度、壁厚和切斜等数据的自动测量,测量精度及效率满足生产要求。     

水泥砂浆衬里在输水钢管内壁防腐中的应用

结合工程实例,阐述了在输水水质腐蚀性不大的情况下,输水钢管的内壁防腐采用水泥砂浆衬里的必要性和优点,并介绍了设计要点和安装施工注意事项。     

小口径钢管全位置脉冲TIG焊的成形控制及组织调控

采用德国ORBIMATIC管-管自动焊机对小口径薄壁钢管环缝在全位置对接焊时的成形控制和组织调控进行了研究。结果表明小口径薄壁钢管环缝的全位置对接焊分两步走较好，第一步控制成形，运用全位置脉冲，TIG焊及单面焊双面成形技术，通过在各分段区间合理选择焊接工艺参数，获得内外成形美观的焊接接头；第二步进行组织调控，在第一步完成后，用适当电流电弧对焊缝进行回烧、热处理，有效地消除焊缝组织中的柱状晶，细化晶粒。综合以上两步，可获得成形美观、组织均匀的焊接接头。同时探讨了一些主要工艺参数对焊缝成形的影响，并通过优化试验，对小口径薄壁钢管环缝全位置焊接时的起弧位置作了研究。     

管线钢管现场焊缝宏观检验方法

为了解决管线钢管现场焊缝宏观检验传统方法存在的成品管浪费量大、耗时长、试样修磨精度不高造成腐蚀时间延长以及环境污染等问题，提出了一种基于投影原理的现场焊缝快速检验方法。该方法可快速完成试样制备以及现场焊缝焊偏量、重合量和宏观质量的快速检测。相比传统检测方法，该方法不会造成成品管浪费，腐蚀操作安全环保，检测效率能提高十几倍甚至数十倍。采用手机软件可进行图像采集、数据处理以及焊偏量和重合量的测量，检测精度和宏观照片清晰度等同实验室焊缝金相宏观检验水平，远高于现场酸蚀法焊缝宏观检验。     

高频焊缝组织及缺陷分析

本文结合生产实际论述了ＥＲＷ焊接时输入热量、挤压力、焊接速度对熔合线宽度热影响区宽度、流线上升角的影响机理。对焊缝缺陷脆性断口、灰斑、夹杂物提出了见解。另外介绍了母材缺陷分层、夹杂物、带状组织对ＥＲＷ焊缝的危害性。     

直缝埋弧焊钢管焊缝点状缺陷原因分析及改进

为了解决壁厚23 mm直缝埋弧焊管出现的焊缝点状缺陷问题,通过超声波探伤和宏观金相检测对实际生产过程中出现的焊缝点状缺陷不合格试样进行了分析,对铣边坡口形状、焊接工艺参数、焊接材料、焊接设备及焊件清理等方面给出了相应的优化改进措施。现场应用效果表明:这些措施的实施有效控制了此类直缝埋弧焊管焊缝中的点状缺陷,保证了直缝埋弧焊管焊缝形貌及各项力学性能指标,提高了焊接质量。     

HFW焊管焊缝点状缺陷产生原因及预防措施

某HFW焊管在机组生产过程中,超声波检测出钢管焊缝存在不规则分布的点状缺陷,通过对点状缺陷位置的焊缝形貌和金相组织观察,以及生产过程的工艺控制情况分析了点状缺陷产生的原因。结果显示,原材料钢板边缘的质量及其在成型过程中的状态是产生点状缺陷的主要原因;其次,生产过程中成型和焊接工艺参数匹配不合理也会造成不同程度的点状缺陷出现。为避免生产时产生点状缺陷,增加了对原材料和板边质量的预防性控制措施,优化了成型和焊接工艺参数,并结合焊接时毛刺的颜色和形状,以及在线超声波检测的波形特点,实时调整成型和焊接工艺参数的匹配。生产实践表明,通过采取上述控制措施,可以显著降低点状缺陷产生的概率,取得了良好效果。     

压力管道碳素钢与奥氏体不锈钢焊接存在的问题及防止措施

在压力管道施工过程中，碳素钢与不锈钢对接焊焊缝质量是施工的技术难点，两种不同材质的钢管对接时会产生焊缝金属稀释，熔合区出现脆性过渡层，存在碳的扩散迁移等，造成接头熔合区发生脆性断裂以及热疲劳等焊接质量问题。提出在碳素钢母材金属侧用含高铬镍焊条堆焊过度层来减小稀释和碳的迁移；采用U型坡口、小电流、高电压、快速焊和多层焊的焊接工艺来提高熔合比，减小稀释，提高焊接韧性，通过焊前预热和焊缝缓冷充分消除热应力等一系列防止措施。     

HFW厚壁钢管生产线对头焊接设备的改造

为了解决HFW厚壁钢管生产过程中卷板对头焊接处容易出现开裂断开的问题,分析了HFW钢管生产线剪切对焊的要求,以及CO2气体保护焊在卷板对头焊中的应用现状,采用双丝埋弧焊接工艺对HFW钢管生产线对头焊接设备进行了改造。结果表明,改造后的焊接设备完成一个对头焊的时间减少了约20 min,焊缝抗拉强度达到600 MPa,弯曲至180°焊缝无明显开裂。改造后设备的焊接效率和焊接质量得到提高,能够满足厚壁高钢级HFW钢管的生产要求。     

低中压锅炉用电阻焊钢管的研制

随着我国热轧卷板质量及ERW制管水平的提高,生产低中压锅炉用电阻焊钢管的条件已经成熟,介绍了采用ERW钢管再经中频感应全管体热处理生产低中压锅炉用电阻焊钢管的工艺,研制的焊接锅炉钢管具有良好的机械性能、冷作工艺性能、焊缝质量优于钢管母材,几何尺寸精度高,实物质量指标完全符合低中压锅炉用钢管的要求。     

中频压辊装置的改进设计及应用

在HFW焊管制造过程中,为了避免中频加热时磁力作用导致的钢管管体抖动,减少启动生产线到中频稳定输出之间的调整时间,提高生产效率,对现有压辊装置进行了改进,设计了一种框式压辊装置。该装置可安装在两中频机架之间,并可以根据钢管不同规格进行上下调节。实际使用结果表明,该中频压辊装置适合Φ219～Φ610 mm所有规格HFW焊管的生产,可有效对中频区域的钢管进行限位,既提高了效率,又保证了焊缝质量。     

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。