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直缝钢管多丝埋弧焊技术及无缝化方式

2018-02-05 11:18:17

由于直缝钢管生产的核心工序就是焊接,尤其是的石油气钢管,要求高,焊接量大,因此要求在焊接的同时尽可能地提高焊接效率。而直直缝钢管焊缝长度大(通常单支长度为12m左右)且焊缝处于水平位置,从而催生了多丝埋弧焊的应用和发展。目前在制管行业丝数已发展到4~5丝。与传统的单丝埋弧焊相比,具有如下优点:

单丝埋弧焊由于焊接熔池体积小、小、存在时间短、结晶冷却,在的焊接规范下,焊速受到限制,一般为300~600mm/min,过快的焊速极易导致熔池冷却结晶而产生焊接缺陷,过慢的速度又导致热输入过大、热影响区增宽而使接头性能下降、生产效率低。而多丝埋弧焊大都是多丝纵向串列,在焊接过程中形成一个共用熔池,三丝焊时熔池长度即可达到80~100mm以上,熔池存在时间长、冶金反应充分,有充裕的时间供气体和杂质浮出。焊接好,只要工艺和规范控制的好,焊接缺陷很少。焊速可达到1.0~2m/min以上,生产。比单丝埋弧焊高3~5倍。30mm以下产品内外焊各一道即可完成。同时通过采用合理的坡口形式、匹配高韧性焊丝和高韧性高速烧结焊剂和合理的焊接工艺规范参数,能满足焊管对接头的要求,焊接过程主要靠设备能力和工艺,对焊工技能水平要求不高,便于实现机械化流水线生产。

多丝埋弧焊机组焊接装置:内焊装置由机械系统、电气控制系统、焊接系统、焊剂供给及回收系统、摄像监视系统五部分组成。其中机械系统主要包括:焊接机头、悬臂梁、悬臂梁支撑机构、焊缝跟踪调节系统、机座及地线升降架等。

外焊装置比内焊相对简单一些,省略摄像监视系统、悬臂梁支撑机构、焊剂供给和回收机构也较简单,其余与内焊基本相同。

焊接及电气控制系统:

焊接系统主要由焊接电源、送丝控制装置和送丝机、地线导电刷等组成,基本配置一般为:前丝为林肯DC-1500一台,后续各丝为林肯AC-1200N台。送丝机控制装置:DC配NA-3S、AC配NA-4,送丝机型号为NA-3SF。

电气控制系统主要由主控制柜、操作台(含PLC、变频器、焊接参数采集系统、人机界面等)、摄像监视系统(摄像头、显示器)组成。

直缝焊管无缝化方式

直缝焊管无缝化是通过对直缝焊管的一些深加工工序改造使直缝焊管的管体与焊缝在几何尺寸、使其部分或等同于无缝管目前成熟应用的无缝化方式有四种,即正火(或常化)热处理焊缝热处理冷拔热处理与张力减径热轧应用早的正火热处理始于四、五十年代,其余始于六十年代以后就无缝化而言张力减径热轧好,焊缝热处理差,就应用量而言,焊缝热处理的多,张力减径热轧的次之。

张力减径热轧

张力减径热乳方式(以下称张减法)由冶金部钢铁研究总院制管工程部成功,是全冶金行业“九五”推广的121项高中的钢管项目,后又列为火炬计划早于1976年与1986年就两度开展这项工作,1977年曾列冶金部技措计划,1992年列省项目建成延边钢管厂,1996年列火炬计划建成津满钢管厂,此外还在溧阳建成与另几处同样设计的钢管厂。

张减法只需直缝焊管机组焊接一个产量高、好的大规格直缝焊管,用计算机控制焊接温度及同步内毛刺与进行焊缝探伤,随机作压扁试验合格直缝焊管按热轧倍尺要求切成30m左右一根进燃气式直通加热炉,边旋转前进边加热至950°C以上边出炉,去除很轻微的氧化铁皮再进张力减径机经十几个机架大变形量轧制成所要求的产品长达30-90m的钢管切成定尺,在螺旋冷床上边滚动边均匀冷却。随后矫直、吹灰、检验并根根打压至0.7,保持7s合格方出厂。用这种无缝化方式生产的各种钢管均通过相应的省部级鉴定取证,并锅炉检验中心与石油管检测中心的好评,已有几万吨产品成功地应用于化工、锅炉与油田管线等方面,较之同类无缝管,在节能节材的同时还提高了使用的技术性能与经济指标以天津津满钢管厂生产48*3mm的低中压锅炉管为例,用厚为3.5mm的20号钢卷板生产114*3.5mm的直缝焊管能耗1.03,加热为1.006,张减为1.02,精整等1.015,每吨产品总计钢耗1.073,总计电耗150度,煤耗120kg,包括生产、折旧、利息在内的各项支出总成本为3508元,比热轧无缝管约低800元已投产的几个厂家包括114mm或165mm直缝焊管机组与张力减径热轧整个作业线全厂厂房、设备、安装调试实际总投资为2200-2600万元,年产钢管4-6万t表1为张力减径钢管的切头、切尾量。

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