文档介绍：直缝埋弧焊钢管生产线预弯工艺
0 前言
随着西部油田和海洋油气田的开发,水煤浆管线输送技术的突破,以及石油、天然气跨国经营模式的运行,我国管道工业未来十年将面临着高速发展的时期[1-3],在本世纪将建设多条具有国际先进水平的国内、国际长输管线。这些长输管线向大口径、高强度、高韧性方向发展[4-5]。其中穿越工业交通密集地区、河流地段、大落差地段或经过地震区用管以及海底管线等都要求采用直缝埋弧焊钢管,因此,直缝埋弧焊钢管的需求量将会越来越大。
从1998年开始,我国先后从国外引进了几条先进的直缝埋弧焊钢管生产线,并从
2002年6月开始,生产的直缝埋弧焊钢管已成功应用于西气东输、陕京二线、沿江管线等重要管线工程中[6],国产直缝埋弧焊钢管已接近或达到进口水平。
1 钢板预弯工序的目的和预弯质量
预弯是直缝埋弧焊钢管生产线的主要工序之一,其目的是完成钢板两边的预弯曲变形,使钢板两边的弯曲半径达到或接近所生产钢管规格的半径,从而保证钢管焊缝区域的几何形状和尺寸精度[7]。实践表明,如果没有预弯,在UOE成型中,即使在O型压力机成型时有1%左右的过压缩率,钢板的边缘部位仍然会出现平直段,导致成型后的管筒呈尖嘴“桃形”[8],给后续的预焊合缝带来麻烦,易引起错边或焊接烧穿,即使进行扩径,也无法将其
消除,并且还会损害扩径头。在JCO成型(含PFP成型)方法中,如果没有预弯工艺,钢管“桃形”更严重。
预弯质量就是钢板的两边弯曲变形质量,主要包括:①预弯后板边的弯曲半径达到钢管的半径;②两边的弯曲宽度相等,弯曲程度一致,对称平行,平行度在规定范围内;③预弯后每点的曲率半径在规定的范围内,且沿板边方向各处一致;④预弯后的板边不存在急弯,也不存在波浪形状,直线度在规定范围内。
2 辊式预弯和模压式预弯的特点
钢板的预弯分为辊式预弯和模压式预弯两种,辊式预弯机和模压式预弯机结构示意如图1所示。
在早期的直缝埋弧焊钢管生产中没有预弯工序,如1951年在美国的麦基波特(Mc Keesport)厂建成的世界第一台工业性生产的UOE焊管机组中,就没有预弯机。1955~1967年间建设了第二代UOE焊管机组,在这期间世界上共新建的18套和改造的1套机组中,部分机组开始采用辊式预弯机。到了UOE焊管机组发展到第三代的1968~1979年间,世界上共建设了16套UOE机组,同时改造了2套,预弯工艺得到了极大的重视和发展,将辊式预弯技术变为压力式预弯技术,也就是模压式预弯技术[9-10]。20世纪90年代以来,世界各地建成了十多条大直径JCO(含PFP)成型和辊式RB成型生产线,其中JCO成型中都采用了模压式预弯;辊式RB成型中虽没有预弯工艺,但采用了后弯工艺。从预弯技术的发展可以看出,辊式预弯属于早期的预弯技术,一般用于较薄的钢板,对高强度厚板的板边预弯效果不理想,容易造成板边纵向延伸。模压式预弯属于后来发展的较先进技术,可用于厚板
的弯曲成型,它采用两台数千吨压力机,通过几米长的模具对钢板两边边缘同时上顶,进行步进式预弯。该工艺可得到十分理想的板边形状,有效地防止了焊缝“噘嘴”和扩径时开裂。
3 模压式预弯工艺
现代预弯技术中,普遍采用了Profibus总线控制技术,通过PLC对其各系统进行控制
[11]。整个预弯过程是全自动