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| 無縫鋼管專欄 |
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| 國產(chǎn)鋼管制造技術(shù)的新突破 |
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發(fā)布者：www.longtongdq.com 發(fā)布時間：2014/8/28 閱讀：2740次 【字體：大 中 小】 |
各加工工序制造技術(shù)的進步 坡口加工中厚壁鋼管可以高效率切削，兩臺UOE鋼管軋機從刨邊式變?yōu)殂娺吺�。在高強度鋼管和厚壁鋼管制造中，C形壓力機對提高橢圓度起到重要作用。日本國內(nèi)也有增強C形壓力機能力的軋機。
U、O形壓力機的方式和能力沒有變化，新日鐵君津廠進行高強度鋼管制造工程改造，進一步提高了成形精度和橢圓度。也有運用FEA優(yōu)化高強度鋼管和超厚壁鋼管成形條件的報告。也有為了預(yù)測壓潰壓力，為了預(yù)測制管后的力學(xué)性能、殘余應(yīng)力和形狀，運用FEA的例子。U形壓力機的滑塊式和側(cè)氣缸式比較，側(cè)氣缸式的成形范圍大，無論是厚壁還是薄壁的成形能力都良好。連桿式處于這些之間。
開發(fā)了可以高質(zhì)量化、高速化進行定位焊接的焊接技術(shù)、焊接裝置及焊接材料，從間歇定位轉(zhuǎn)向連續(xù)定位，有定位線從二條集約到一條的鋼管軋機，這樣有助于高效率操作和省力化。UOE鋼管內(nèi)外面用一道SAW制造，為了提高生產(chǎn)率實現(xiàn)多電極化，內(nèi)面焊接3-4個電極；外面焊接4個電極是主流。
即使是相同的設(shè)備，由于各電極的電流配備、焊劑的改良，提高了焊接速度，于是減少了焊接線的數(shù)量。此外，還實施自動化節(jié)省了人力。為制造高強度鋼管和超厚壁鋼管，要求擴管工序有強力的擴管器，也有引進高能力擴管器的軋機。
管縫焊接材料
管縫焊接的接頭強度必須是母材強度同等以上，隨著鋼管的高強度化，要求高強度的焊接金屬。越增加合金量，焊接金屬的強度也越高，與Pcm值有良好的相關(guān)性。一般情況下，隨著高強度化，韌性降低，抗拉強度從1000MPa以上韌性快速下降。1000MPa的組織是上貝氏體；1150MPa是條狀馬氏體主體的組織，可見組織形態(tài)的影響之大。X65級的焊接金屬廣泛使用由焊劑添加B，抑制焊接金屬的晶間鐵素體生成，提高低溫韌性技術(shù)�？估瓘姸�800MPa以下時，使用了添加B焊劑的30ppm B的焊接金屬抑制晶間鐵素體，比B＜15ppm的低B焊接金屬韌性高。但是，抗拉強度800MPa以上，反而是低B韌性高。這說明低B焊接金屬組織在1000MPa含有針狀馬氏體。此外，為了達到高強度、高韌性，添加Ni是有效的方法，如果Ni含量達到3%以上高溫裂紋敏感性提高。
自動化
鋼管直徑、壁厚、橢圓度等自動尺寸測定有了進步。鋼管坡口、焊道形狀的測定、自動標記技術(shù)、利用圖像識別的部件跟蹤技術(shù)獲得發(fā)展，可以對每根鋼管從上游工序直到出庫進行全過程數(shù)據(jù)管理。近年來，與客戶在網(wǎng)上電子化的數(shù)據(jù)共享，可以時時掌握制管的進展、出庫試驗結(jié)果等。
JCOE鋼管制造技術(shù)的進步
LSAW大口徑鋼管的制造方法以UOE法為主，直徑和壁厚超過UOE制造范圍時，用三輥彎曲法和壓力彎曲法制造。20世紀90年代中期以德國、印度、俄羅斯和中國為中心建設(shè)了JCOE法的大口徑鋼管廠，是與UOE法詳細比較的時期。
JCOE鋼管的制造工序
JCOE法是德國SMS Meer公司開發(fā)的。其工序是：①軋邊；②預(yù)彎邊；③采用壓力機彎曲一端彎曲成J形狀，另一端同樣成J形，成形為C形，最后成形為管縫打開的O形；④管縫焊接；⑤擴管。與UOE法比較，UO部分置換為③壓力機彎曲。最大可制造范圍是直徑60in.，長度18m，使用普通工具鋼管壁厚是40mm，使用特殊工具最大可達到65mm。40mm壁厚時，12.2m長度的壓力機負荷是65MN，18.3m長度的壓力機負荷是100MN。
JCOE鋼管的特點
JCOE法的特點是設(shè)備成本低，一條生產(chǎn)線的投資額是UOE的1/8，產(chǎn)量是1/2。特別是每種尺寸U形壓力機、O形壓力機的模具與UOE法不同，工具成本低，更換時間也短，所以，適合生產(chǎn)多品種量少的鋼管。作為鋼管特性，因進行最后擴管，推測殘余應(yīng)力與UOE法差別不大。UOE法中，U形壓力機彎曲的部分，O形壓力機初期形成多角形時折彎部分變形大，圓周方向有變形分布。JCOE法中，如果仔細進行J成形，變形分布小。如何仔細進行J成形對生產(chǎn)率有直接影響，但實際操作不明確。定位焊接以后與UOE鋼管相同，擴管之后JCOE法和UOE法生產(chǎn)的鋼管品質(zhì)差異不大。
螺旋焊管制造技術(shù)的進步
從1994年以后，日本國內(nèi)就沒有新建螺旋焊管軋機，但是進行了旨在提高生產(chǎn)效率的焊接速度提高和縮短組裝時間的設(shè)備改造。在海外，采用面向管線鋼管的高品質(zhì)、高效率化的Two-step工藝。
高速焊接技術(shù)
螺旋焊管焊接位置必然是上坡焊或下坡焊接，所以，存在焊道形成控制難的問題。與1986年相比，各公司通過多電極化和調(diào)整焊接條件，提高了到傾斜焊接的極限實力。一部分先用ERW焊，然后用SAW焊的工藝已工業(yè)化，實現(xiàn)了最高5m/min的焊接速度。
兩步法生產(chǎn)工藝
在海外，定位焊接和管縫焊接工序是分開的，使兼顧高品質(zhì)和高效率的工藝工業(yè)化，現(xiàn)在用于管線鋼管的螺旋焊管軋機大多采用Two-step（兩步法）生產(chǎn)工藝。定位焊接是用二氧化碳氣體保護焊進行內(nèi)面焊接，有報告稱密封焊的速度最大達到9m/min。與原來的One-step（一步法）工藝相比，大大提高了生產(chǎn)率。定位焊后鋼管在后道工序設(shè)置的多臺焊接生產(chǎn)線上以1-2m/min的速度進行內(nèi)外面焊接。與成形同時進行焊接的一步法工藝相比，可以說不受對接部位間隙的影響，可以獲得高品質(zhì)的焊縫。焊接后，在后道工序進行焊縫的無損檢測、水壓檢查后，成為成品。
應(yīng)用領(lǐng)域
管線鋼管領(lǐng)域
以前高級管線鋼管的制造方法是UOE獨霸市場，但現(xiàn)在這種狀況正在發(fā)生很大的變化。直徑26in.以下的管道也在廣泛使用電焊鋼管。在X80級以下、壁厚20mm以下的領(lǐng)域，使用熱軋鋼板為原料軋制鋼管的項目也在增加。
UOE法的制造尺寸中，新設(shè)了JCOE法軋機，比較性投資額低，估計將有發(fā)展前景。但是，為了穩(wěn)定地生產(chǎn)高品質(zhì)的管線鋼管，應(yīng)具有煉鋼、連鑄、厚板的組織控制、成形、焊縫等全面的高端制造技術(shù)，進行嚴格的質(zhì)量管理。
土木建筑用產(chǎn)品領(lǐng)域
在建筑用途中，采用UOE和壓力機彎曲法的鋼管作為建筑結(jié)構(gòu)件的柱使用，特別是在鋼管中填充混凝土的方法有望提高構(gòu)件強度和變形性能的CFT結(jié)構(gòu)的運用已經(jīng)普及。在土木建筑用途中，采用提高與混凝土粘附性能的網(wǎng)紋熱軋帶卷的螺旋焊管和鋼管內(nèi)外面加工成突起物的螺旋焊管被用于基礎(chǔ)樁和橋墩。其間，螺旋焊管的制造技術(shù)是以低成本為目的的省力化技術(shù)和焊接速度高速化而發(fā)展起來的，提高了生產(chǎn)率�？紤]到其他環(huán)境負荷，開發(fā)了具有低排土、低噪音、低震動特征的旋轉(zhuǎn)壓入鋼管樁，并開始實際應(yīng)用。
今后，將采用開發(fā)的高強度熱板卷的鋼管樁等，通過只有聯(lián)合鋼鐵廠才能實現(xiàn)的高功能產(chǎn)品的開發(fā)，開發(fā)更省力的施工方法。
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