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如何制造高質(zhì)量不銹鋼直縫鋼管

時(shí)間:2020-06-24    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:42

無錫不銹鋼管專業(yè)生產(chǎn)廠家無錫漢能不銹鋼2020年6月24日訊 鋼管生產(chǎn)是現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)中的一個(gè)重要分支,它可分為有縫管和無縫管兩類。不銹鋼焊管具有較高的抗彎強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及在氧化環(huán)境下良好的耐腐蝕性能和耐熱性能;在折彎、抗扭強(qiáng)度相同時(shí),其質(zhì)量較輕、壁值偏差小、成本低,被廣泛應(yīng)用于我國重工業(yè)、輕工業(yè)及建筑裝飾等行業(yè)。因此,研究開發(fā)不銹鋼焊管產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝,提高焊接管質(zhì)量具有重大意義。


高質(zhì)量不銹鋼直縫焊管制造流程原材料—開卷—管坯成型—連續(xù)焊接—焊縫整平—在線熱處理—定徑精整—在線探傷—定尺切割—矯直—壓力測試—清洗干燥—成品檢查—包裝

工序制造技術(shù)詳細(xì)設(shè)計(jì)

(一)原材料

高質(zhì)量不銹鋼無縫焊管使用的原材料為冷軋不銹鋼帶材,要求表面質(zhì)量狀態(tài)達(dá)到BA級別。鋼帶邊緣整齊,不能有毛刺,鐮刀灣、波浪等影響焊機(jī)質(zhì)量的缺陷。鋼帶內(nèi)部不能有結(jié)疤、分層、雜質(zhì)等缺陷,鋼帶需在氫氣保護(hù)氣氛下進(jìn)行光良退火處理,表面不能存在氧化現(xiàn)象。鋼帶物理性能、化學(xué)成份必須滿足要求。

鋼帶入廠使用前,必須對鋼帶進(jìn)行詳細(xì)的檢驗(yàn)。檢驗(yàn)項(xiàng)目包括:帶剛厚度、帶剛寬度、帶剛邊緣質(zhì)量狀態(tài)、外觀。物理性能檢驗(yàn)包括:拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率,必要時(shí),要對帶剛的晶粒度進(jìn)行檢查。檢驗(yàn)合格后才可以用于焊管生產(chǎn)。

(二)開卷鋼帶在進(jìn)行進(jìn)入焊管機(jī)組前,需要使用鋼帶開卷機(jī)展開鋼帶,比較后的鋼帶,需要增加矯平機(jī)構(gòu)對鋼帶進(jìn)行矯平處理,確保在鋼帶在平直狀態(tài)下進(jìn)入焊管機(jī)組的成型部位,順利完成鋼帶的彎曲成型。


(三)管坯成型使用連續(xù)輥彎成型設(shè)備,對鋼帶進(jìn)行連續(xù)輥彎變形,制成開口管坯。鋼帶需通過焊管機(jī)組的導(dǎo)入模塊、粗軋模塊、閉合模塊幾個(gè)功能模塊的共同作用,每個(gè)模塊分別使用不同類型的軋輥實(shí)現(xiàn)對鋼帶不同部位的彎曲成型,最終將鋼帶由平面逐漸彎曲,形成開口管坯,做好焊接成管的準(zhǔn)備。連續(xù)輥彎成型設(shè)備一般是由9組平輥,平輥中間間隔8組立輥組成,前面的4平輥和4立輥為粗軋道次,主事對鋼帶進(jìn)行彎曲,剩余的屬于閉合道次,完成鋼帶的閉合形成管狀。軋輥的設(shè)計(jì)目前已經(jīng)可以使用專用的軋輥設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行精確設(shè)計(jì),其中使用比較廣泛的,功能比齊全的設(shè)計(jì)軟件是德國DATA M軟件公司開發(fā)出的軋管機(jī)輥型設(shè)計(jì)軟件。該軟件以 Auto Cad為基礎(chǔ),通過對每個(gè)輥彎成型軋輥的精確設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)精確的成型控制,并且通過該軟件自帶的變形分析功能,通過模擬鋼帶的變形過程,在設(shè)計(jì)過程中消除潛在的引起焊接缺陷的變形問題,提前進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。


(四)連續(xù)焊接鋼帶經(jīng)過連續(xù)輥彎成型機(jī)組后,制成開口管坯。使用TIG焊接設(shè)備,進(jìn)行連續(xù)焊接,制成圓管。TIG焊接的最大優(yōu)點(diǎn)是焊道平整,沒有飛邊和毛刺。焊接過程中使用氬氣作為保護(hù)性氣體,防止焊縫凝固冷卻前與氧氣接觸發(fā)生氧化。將氬氣通入管內(nèi)部起到保護(hù)內(nèi)部焊縫的作用,通入焊槍的氬氣用于保護(hù)鎢極。在熔池周圍形成氬氣保護(hù)層,保護(hù)熔池和焊縫不發(fā)生氧化。焊接過程要求必須焊透,不能存在虛焊、偏焊、咬邊、結(jié)疤等焊接缺陷,這些焊接缺陷在管材承受高壓時(shí)會(huì)發(fā)生泄露風(fēng)險(xiǎn)。焊接過程屬于自熔焊,沒有填料,在焊縫處會(huì)發(fā)生減薄現(xiàn)象,焊縫處壁厚減薄量不能超過管材壁厚的10%,否則會(huì)降低焊縫處的強(qiáng)度。


(五)焊縫整平由于焊接電流的沖擊力和重力的影響,造成管內(nèi)部焊縫出現(xiàn)突出,外部焊縫也會(huì)出現(xiàn)凹陷,這些問題如果使用在普通低壓流體環(huán)境中,不會(huì)產(chǎn)生影響。如果使用在高溫、高壓、高速流體環(huán)境中,會(huì)引起使用問題。必須使用專用焊縫整平設(shè)備消除此缺陷。焊縫整平設(shè)備的工作原理是:在焊管內(nèi)設(shè)置一根比管內(nèi)徑小0.20mm的芯棒,芯棒通過鋼絲繩與氣缸連接。通過氣缸的動(dòng)作可以將芯棒固定的特定區(qū)域內(nèi)移動(dòng)。在芯棒長度范圍內(nèi),使用一組上下軋輥,垂直于焊縫位置進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)軋制焊縫。在芯棒與軋輥的軋制壓力下,消除突起和凹陷,使焊縫處的輪廓與管輪廓平滑過渡。在進(jìn)行焊整平處理的同時(shí),焊縫內(nèi)部的粗大晶粒組織會(huì)被壓縮,還會(huì)起到增強(qiáng)焊縫組織密度,提高強(qiáng)度的作用。


(六)焊縫整平鋼帶進(jìn)行輥彎成型過程中,會(huì)產(chǎn)生加工硬化,不利于管材的后期加工,特別是進(jìn)行彎管加工。焊接過程中,焊縫處會(huì)產(chǎn)生粗大的晶粒組織,在焊縫處會(huì)存在焊接應(yīng)力,特別是在焊縫與母材連接處,由于不同的組織形態(tài),會(huì)在后期使用過程中造成開裂隱患。需要使用熱處理設(shè)備消除加工硬化、細(xì)化晶粒組織。目前常用采用的熱處理工藝為氫氣保護(hù)氣氛下的光亮固溶處理,將不銹鋼管材加熱到 1050°以上,經(jīng)過一段時(shí)間的保溫,是內(nèi)部組織形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變,形成均勻的奧氏體組織,在氫氣氣氛保護(hù)下,不發(fā)生氧化。采用的設(shè)備為在線光亮固溶( 退火) 設(shè)備。設(shè)備與輥彎成型機(jī)組連接,在焊管同時(shí)在線進(jìn)行光亮固溶處理,加熱設(shè)備采用中頻或高頻電源進(jìn)行快速加熱。通入純氫或氫氮?dú)夥者M(jìn)行保護(hù)。退火后的管材硬度控制在180±20HV既可以滿足后期加工和使用要求。


(七)定徑精整焊管的外徑尺寸,在焊接和熱處理過程中焊管會(huì)發(fā)生變形,造成外徑尺寸無法滿足使用要求,需要進(jìn)行定徑精整。通常使用的定徑精整機(jī)組由4組平輥和4組側(cè)輥組成,平輥設(shè)計(jì)成平橢圓形(或圓形),側(cè)輥設(shè)計(jì)成立橢圓(或圓形)。定徑量依據(jù)管外徑和壁厚的不同,一般情況在0.20~0.50mm范圍內(nèi)。經(jīng)過定徑精整后管外徑公差可以控制在±0.05mm以內(nèi),完全可以滿足使用精度要求。(八)在線探傷由于承受一定壓力,并且需要一定的可靠性,焊縫僅依靠壓力檢測很難檢測出焊縫內(nèi)部缺陷,焊縫質(zhì)量控制需要更高靈敏度和可靠度的焊縫檢測設(shè)備,滿足焊縫的質(zhì)量控制。目前比較成熟和普遍使用的是在線渦流探傷或者超聲波探傷,期特點(diǎn)是靈敏度高,實(shí)時(shí)在線進(jìn)行100%檢測。操作者可以根據(jù)報(bào)警信息隨時(shí)對焊接狀態(tài)進(jìn)行修正,減少不合格品的生產(chǎn),并且配合在線標(biāo)記系統(tǒng)可以對缺陷部位進(jìn)行標(biāo)記,通過使用分選系統(tǒng)還可以將缺陷產(chǎn)品自動(dòng)隔離,實(shí)現(xiàn)過程控制。


(九)定尺切割使用在線定尺切割設(shè)備,依據(jù)客戶要求的長度,進(jìn)行定尺切割,可以采用旋切( 無屑) 技術(shù),與有屑切割相比,無屑切割具有沒有切割毛刺的特點(diǎn),在后期可以不進(jìn)行端口的去毛刺,節(jié)省制造成本的同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生切屑,不會(huì)對管內(nèi)部造成污染,利于焊管的內(nèi)部清洗。在無屑切割過程中,機(jī)臺(tái)沿著生產(chǎn)線方向,與管材的速度同步。夾緊裝置夾緊管材,切割刀片以焊管為軸心旋轉(zhuǎn),同時(shí),在氣缸或者液壓缸的作用下,緩緩向徑向移動(dòng),逐漸對管壁施加壓力,直至將管壁切斷。


(十)矯直輥彎成型機(jī)組生產(chǎn)的焊管直線度還無法滿足使用要求,一般對此類焊管的直線度需要控制在0.10/100mm。需要使用矯直機(jī)對焊管進(jìn)行矯直,達(dá)到所需產(chǎn)品要求。


(十一)壓力測試使用自動(dòng)靜態(tài)水壓試驗(yàn)機(jī),對焊管進(jìn)行耐壓測試,上料、沖水、壓力測試、下料全部自動(dòng)完成,保壓一定時(shí)間后通過壓差法分選處不合格焊管。


(十二)清洗干燥焊管在完成機(jī)械加工后,需要進(jìn)行最后的清洗和干燥,清除管材內(nèi)壁或者外壁上殘留的冷卻液、油污等污染物,然后使用進(jìn)行熱風(fēng)烘干,防止運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中產(chǎn)生銹跡。


(十三)成品檢查完成所有工序后,在包裝發(fā)貨前,要對最終產(chǎn)品進(jìn)行一次質(zhì)量抽檢,抽檢的主要項(xiàng)目包括,外徑尺寸、直線度、長度、外觀,機(jī)械性能方面主要是屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、硬度,同時(shí)抽檢進(jìn)行爆破試驗(yàn),檢查管坯爆破的最低壓力值是否滿足客戶要求。


(十四)包裝對檢查合格后的產(chǎn)品進(jìn)行包裝,做好焊管的防護(hù),防止儲(chǔ)存運(yùn)輸中產(chǎn)生劃傷和碰傷,造成使用中的隱患。對管兩端進(jìn)行封口,防止塵土、砂石或者小動(dòng)物進(jìn)入管內(nèi)。隨著管材市場的用量不斷增長,特別是一些高端領(lǐng)域,對低成本和高質(zhì)量不銹鋼管材的需求更加強(qiáng)烈,使用成熟的輥彎成型機(jī)組,進(jìn)行焊管生產(chǎn),使用先進(jìn)的焊縫質(zhì)量檢測方法和設(shè)備確保質(zhì)量,生產(chǎn)出的高質(zhì)量不銹鋼直縫焊接鋼管在成本、質(zhì)量、可靠性、可靠性、節(jié)能環(huán)保等方面將會(huì)逐漸占領(lǐng)不銹鋼無縫管的領(lǐng)域,具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。