任菱
番禺珠江钢管（珠海）有限公司 广东省 珠海市 519055
摘要：目前，大口径直缝埋弧焊管成套设备被广泛应用到陆地、海洋油气、天然气、供水等介质的输送和电站、铁路、造纸、化工等结构用管的制造。特别适合我国所建设的“西气东输”等工程，也可用在出口或者替代进口。基于此，本文将从几个方面来深入分析大口径直缝埋弧焊管制造技术的相关问题。
关键词：大口径；直缝埋弧焊管；制造
一、大口径直缝埋弧焊管市场需求
长期以来，我国的大口径直缝埋弧焊管一直依赖于进口，属高新技术产品，每年花去大量外汇。而我国在大口径直缝埋弧焊管制造领域一直处于空白，几乎没有一家成套的制管生产线， 随着“西气东输”、“南水北调”等大型项目的启动，对大口径直缝埋弧焊管的需求量日益迫切。2002年，“西气东输”一线工程全长4000公里，主管道敷设总量在800万吨以上，多数采用进口，同时，也给我国制管业带来了发展机遇。2009年，随着“西气东输”二线工程西起新疆霍尔果斯口岸，南至广州，东达上海，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、湖北、江西、湖南、广东、广西、浙江、上海、江苏、安徽等14个省区市，管道主干线和八条支干线全长9102公里的启动，主干线和八条支干线工程年需求量在1500万吨以上。另外， 中石油集团公司近期签订的中俄原油管道的建设运营和油源，以及与中哈天然气及管道方面的合作，将进一步扩大直缝埋弧焊管的需求。据权威部门预测，伴随国内能源结构的调整和管道运输业的迅猛发展，我国管线建设将再一次得到提升。
二、大口径直缝埋弧焊管成型工艺方法
1.UOE成形法
宽厚钢板经刨边或铣边后（铣边前焊好引弧板），在预弯机上对边部进行预弯曲，在U型压力机上将它压成U型，再在0型压力机上将它压制成O型变成圆管筒，经预焊后，圆管筒送到几条焊接线上，对内外两面坡口进行焊接，形成钢管，再在扩管机上对钢管进行扩管定径， 并提高尺寸精度，焊缝经各种检查合格后，在内外表面涂上防腐层。UOE工艺设备选择钢板铣边机、预弯边机、U型压力机、0型压力机、预焊机、内外焊机、扩管机、无损探伤设备、 水压试验机和钢管内外涂层设备等。
2.JCOE成形法
钢板经预弯机进行端头预弯后，在制管压力机先从一边将一半逐步压成J型，再从一边将一半逐步压成C型，经中间压制后形成O型开口管坯，经钢管合缝预焊机合缝，再经自动埋弧内外焊机焊接成为钢管。
3.CFE排辊成形法
排辊成形机，由预成形机架、平辊机架、边缘弯曲辊及小排辊机架组成，因其设置了许多一样的小排辊，使得其在成形期间钢板边缘的轨迹基本上是靠近直线的，从而防止出现边缘拉伸这种现象。CFE法成形质量比较好，它的产品质量和UOF法并没有任何区别，该方法的使用原料是热辊带钢卷，这一环节和其它成形法都不相同，它主要使用在大批量、单一品种钢管的生产，很难生产出高强度的厚壁钢管和大口径钢管。
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4.RBE辊弯成形法
辊弯成形是将钢板在三辊或四辊之间经多次滚压成形，此种方法生产出的焊管在使用性能和可靠性上均接近UOE焊管，RBE法投资少，建厂快，产量适中且灵活性较大，对市场适应性强，近年来该方法在一些发展中国家得到了应用。但由于该成形法成形上辊中部无支撑，受其刚度的限制，成形钢管直径不能小于508mm，降低了市场占有率，我国不少管道的直径在 508mm以下。
5.C成形法
用两台C成形机代替UOE生产线中的U压力机和O压力机，其成形过程为：经预弯边的钢板首先在第一台压力机上成形钢板的一半，接着在另一压力机上成形钢板的另一半，从而得到 O形圆管。C成形法生产的焊管尺寸合适，产量适中，生产线价格较低。
PFP法大口径直埋弧焊管主要生产设备
1.钢板铣边机
该设备主要用在钢板加工上，以确保钢板两边是平行的，同时加工出焊接坡口。整机由两台铣边机组成，两边同时进行铣削，每一边装有多个固定的铣刀，在钢板通过期间进行铣削加工。该设备的优点是加工效率高，并且所产生的铁屑很利于运输。
2.板料端头预弯机
主要用于对需要折制成圆管的钢板两端进行预弯处理。整机由两台端头预弯机相对安装在两个底座上，由一台电动机及双伸轴减速器同时带动安装在机器底部的左右旋转丝杠旋转，使两台端头预弯机接近或远离，从而对不同宽度钢板两端头同时进行预弯。主机前后配有进出料辊道，可将预弯成型的工件送入下一道工序。主机为C形床身，有三个主油缸和两个活塞同步油缸，以保证滑块工作时的同步。机床的预弯模具由相应的管径参数决定，由于对钢板的端头预弯是分段进行的，因此上下模具均有过渡段，即圆弧半径逐渐变大，且圆心的位置也随着变化，避免了分段预弯造成钢板的撕裂等缺陷。
3.合缝预焊机
用于对已压制成型的开口管桶由上下模使其边部合拢，并进行预焊，以保持钢管的形状，为下步工序的内焊和外焊提供条件。机器工作时，管筒由卡紧装置定位，通过链条输送装置将钢管送入合缝机，其上有前后压头与高低压头，压头通过液压系统将力传递给钢管，借传动链条带动连续不断地合拢与点焊，焊接速度为2m/min。
4.钢管外焊机
钢管外焊机主要用在对内焊后的管筒所进行的外壁焊接。在外焊过程中，管筒需要平放在输送车上，输送车在焊头下方匀速移动。外焊机通过对地车驱动电机的变频调速达到焊接所需要的速度。焊机机头部配有十字滑架，在焊接时可实现水平、垂直方向的微调，从而更好的控制焊接机头和焊缝位置的对中，焊接速度为0.12m/min-1.2m/min。
5.水压试验机
用于钢管的密闭性试验，机床的总体布局类似于卧式四柱压力机，前压头靠主液压缸推动并提供压力；后压头装在一行走小车上，根据不同管长，用插销与四根拉力柱固定。试验时，钢管与前后头之间端面密封，先低压充水，后采用一增压器高压充水，直至焊管内水压达到试验要求的压力。另一端主液压缸内的油压同时上升，达到某一值后和水压压力保持一动态平衡，保压约10s，检测焊管有无泄漏。
6.平头倒角机
用于钢管两端的铣削定长和倒角。该机布局采用两套铣削机构（滑台及刀盘装置）由两端对面布置，钢管进入两铣削机构中间后托起，两铣削机构同时完成趋近、夹紧、加工等工作。 该机除滑台趋近运动采用电机减速后利用齿轮齿条传动副运动外，其余动作全部采用液压电气驱动，自动化程度高，效率高。
7.龙门移动式钢管校直机
该机在固定式工作台上布置有3组可升降的纵向输送辊道，2组可升降的旋转辊道，2组可改变位置的V型下模。带有主压头和主液压站的龙门式框架可沿工作台长度方向机动移动和定位，并配有精确微动装置，在微动状态下，每按一次按钮，压头下降—个恒定的微小行程，以保证达到最佳校直效果。压头可沿钢管全长进行移动校直，可对钢管360°圆周上任意需要校直位置进行校直，使被校直钢管满足使用要求。辅液压系统位于工作台—端，控制3组纵向输送辊道、2组旋转辊道的升降，满足托起钢管进行纵向进给和360°旋转需要。
结语：综上所述，大口径直缝埋弧焊管制造业是最近几年才发展起来的一种高新技术产业。在我国综合国力的不断增强下，大口径直缝埋弧焊管制造业会随着经济的快速发展而不断壮大。同时，随着大口径直缝埋弧焊管产能和装备水平的进一步升级，会促进我国冶金工业和机械制造业的可持续发展，从而给我国的装备制造业做出极大的贡献。
参考文献：
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[2]施俊杰，耿亮，王占理，徐钢，刘增强，李建忠.直缝埋弧焊管生产线焊接车输送系统的改进[J].焊管，2014（09）.
[3]程敦华.板卷连续成型制造直缝埋弧干管工艺介绍[J].焊管，2012（05）.
论文作者:任菱
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/26
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