Ⅰ 大型洞内压力钢管自动化工艺研究
下面是中达咨询给大家带来关于大型洞内压力钢管自动化工艺的相关内容,以供参考。
摘要:在水电站安装工程中,压力钢管的设计制造安装始终是工程控制的关键环节之一,本文着重于钢管洞内施工的现代机械自动化工艺研究,为水电站的规划设计和施工组织设计的优化提供技术支持。
一、前言
继十三陵、二滩等国内已建工程和三峡、龙滩在建的重大水电工程之后,大型电站输水压力钢管和钢衬(以下简称钢管)的结构等变化十分明显,第一:尺寸巨大,长江三峡大坝的管钢直径为12.4m,乌江彭水水电站管钢最大直径为14m,超过了国内外已有的大型压力钢管尺寸;第二:管壁钢板强度等级高,500MPa级应用广泛,600MPa级调质钢得到了较大范围的推广。第三:工程数量大而建设工期短,制造安装生产强度高。为了适应这样的形势变化,钢管制造安装技术在传统的技术基础上得到了大的发展,自动焊接技术在压力钢管制造中得到了较为广泛的运用,大型专用施工设备在坝内钢管安装中发挥了重要的作用,相对而言,由于施工空间的限制,大型钢管在洞内埋管方面受到限制,通常的运输吊装设备不能发挥作用,特别对于地处高山峡谷地带的大型水电工程,钢管在工地运输和安装时存在较大困难,目前的施工方法还过多地依赖于传统的土法运输和手工焊接,这些问题将导致施工工期较长并可能在支洞开挖等方面多花费数以百万计的费用。因此,针对近期即将大规模开发建设的水电站(如瀑布沟、溪洛渡、向家坝、锦屏等)大型洞内钢管工程的共同特点,结合现代工程的先进技术,研究与之相适应的洞内钢管制造安装工艺是十分必要的。
二、国内外相关行业发展状态
为提高生产效率,降低工人劳动强度,国外焊接生产机械化、自动化已达到很高的程度。工业发达国家焊接机械化、自动化程度已达到熔敷金属量的65%以上。气体保护焊作为高效优质节能节材的焊接方法在国外已得到广泛应用,日本在1998年已达到熔敷金属量的77.6%.国外大型造船厂开始应用的门架式钢板纵缝拼焊机技术,采用多丝高速埋弧焊工艺,配真空吸盘平台或电磁平台,其最大焊接行程达12m,一次行程可焊板厚最大为40mm.一些高效优质的焊接方法如电子束焊、激光焊、等离子焊、焊接机器人工作站、焊接柔性生产系统、窄间隙焊接技术、双丝高效气体保护焊技术等在国内已经得到运用,但我国焊接自动化率为熔敷金属量的约30%-50%,应用的广度和水平与工业发达国家相比尚有一定的差距。
目前,国际上技术先进的重型焊接滚轮架最大的承载重量达1600T,自动防窜滚轮架的最大承载重量达800T,采用PLC和高精度位移传感器控制,防窜精度为±0.5mm.变位机的最大的承载重量达400T,转矩可达450KNm.框架式焊接翻转机和头尾架翻转机的最大承载重量达160T.焊接回转平台的最大承载重量达500T.立柱横梁操作机和门架式的操作机的最大行程达12m.龙门架操作机的最大规格为8m×8m.我国已能生产6m×6m以上大型立柱—横梁埋弧焊或窄间隙埋弧焊操作机,500T重型滚轮架及重型、轻型自动防窜滚轮架,防窜精度为±1.5mm,100T大型变位机和大、中型翻转机等。批量生产H型钢和箱形梁焊接生产线以及各种类型的按用户需要定制的专用成套焊接设备,并大量采用交流电机变频调整技术,PLC控制技术和伺服驱动及数控系统,焊接装备的自动化程度有了很大的提高,某些操作机还配备了焊缝自动跟踪系统和工业电视监控系统。近年来,在厚壁管道生产中,窄间隙MAG焊、窄间隙热丝TIG焊等工艺的应用范围日趋扩大,因此为窄间隙设备发展提供了有利的条件。从600MW锅炉开始采用了8000吨油压机压制汽包筒体瓦瓣片和窄间隙埋弧自动焊工艺焊接筒体纵缝,实现了厚壁长筒节(单节最大长度7000mm,最大厚度250mm)压制工艺自动化和焊接工艺高效率化。新型燃气加热器和电加热设备得到广泛的应用,例如,红外燃气加热器,引射式液化气加热器等比传统的燃气加热器提高热效率30%以上,而且更加安全和方便。
自动控制技术在制造业中的广泛应用正在彻底改变传统制造业的面貌,其中焊接生产过程的全自动化已成为一种迫切的需求,它不仅可大大提高焊接生产率,更重要的是可确保焊接质量,改善操作环境。随着整个制造业水平的提高,企业的经营理念发生了很大的变化,高产量已让位于高质量、劳动密集型已逐步被知识密集型所取代。大量采用自动化焊接专机,生产线和柔性制造系统已成为一种不可阻挡的趋势,这同样也是水电金属结构专业发展的大方向。
三、大型钢管结构及现有工艺分析
大型洞内钢管的结构型式由设计根据发电枢纽结构要求及岩土力学条件,结合施工要求确定,一般为单管单机布置,基本的结构有四种:
一、水平管,包括水平或接近水平的直管、锥管(渐变段),二、弯管,分上弯管和下弯管。三、斜井直管。四、竖井直管。实际钢管结构多为水平管与其它结构的组合,形成“?N”型、单梯度或多梯度型式布置,也有完全以水平管布置的。不难理解,对于施工而言采用水平管是最有利的,电站输水隧洞工程的优化方案多采用此种结构,而多梯度型式的施工较为困难。隧洞结构要求每个钢管的内径是渐变的,但主要部分的公称尺寸相同且变化幅度不大,说明每个工程的钢管结构的单一性,其直径相对最大有约30%的变化,事实上每个大型钢管工程都是由数百以至上千个结构尺寸相近的瓦片组成。
在现有工艺方面,以龙滩为例,典型的大型洞内钢管的整个制造安装工艺流程是:
①材料采购;②钢材运输;③钢管下料;④坡口加工;⑤卷板:1/3(或1/4圆弧);⑥钢管组圆;⑦纵缝焊接;⑧矫形;⑨加劲环安装焊接;⑩内支撑安装;11焊接检验;12厂内防腐;13出厂验收;14凹心台车公路立运(钢管轴线与汽车轴线平行,高度大于宽度,故名)运输;15交通支洞运输(台车平运);16主洞运输(台车立运);17安装就位;18安装环缝焊接;19安装检验;20钢管砼回填后安装防腐。其中,①~②由业主方直接负责,③~12由制造承包方在现场钢管厂完成,14~20由安装承包商实施。部分工程(例如三峡、天生桥等)在现场钢管厂内进行管节大组和环缝焊接。
根据钢管的施工时间顺序和工作状况可以整个制造安装过程分为五个方面:
(1)材料采购供应,(2)运输,(3)制造,(4)安装,(5)防腐,以下分别进行针对性的工艺分析。
(1)材料采购供应
通常在正式的施工设计图具备后,即具备采购条件。钢板的长度和宽度尺寸应当由制造安装工艺确定。可以计算,钢管焊缝总长度为管壁的纵缝环缝与加劲环环缝之和,即
F=mLπDL/B2πDn(1)
m为钢管制造分瓦片数量,L为钢管长度,D为钢管直径,B为钢管板宽,
n为钢管加劲环数量
大型钢管的瓦片数量为2个到5个,钢板的长度尺寸为1/3或1/4周长,这对材料运输和保证卷板速度更为有利。当钢管直径长度加劲环等结构尺寸确定后,焊接工作量的大小与板宽成正比。以往,我国工业基础较差,钢板轧制、卷板等配套设备能力不足,大多采用了2m左右宽度的钢板。现在,不仅我国水电、石化、冶金等行业均有现代化的数控卷板机,宽度均按3-4m宽度设计,而且市场上可以采购到国内外生产的3m以上板宽钢管用材。在设备条件许可时,钢管板宽增加自然地形成了施工效率同比例的增长,若以2m板宽为基准,板宽每增加10%,每条钢管的环缝数量可以相应减少约10%,减少比率Q
Q=(B-2)/B×100%(2)
可以节省的实际焊缝数量W
W=L×πD×(B-2)/B(3)
现有的情况是:我们在采购钢板时可能少花费10%的费用,却增加了30%的制造安装成本及50%的施工时间。这是目前的一个盲点,站在社会经济宏观价值角度考虑,我们可以制定相应的行业技术标准,从一个方面提高我国节能降耗水平。可以认为,钢管宽度的确定只是受到了钢铁厂生产能力和陆路运输的限制(例如汽车、火车),综合分析,对于大多数钢管工程2.5m-3.2m板宽是一个适合的宽度选择范围。
(2)钢管制造
最常用的制作程序是:划线、切割、刨边、卷板、对圆、纵缝焊接、纵缝矫正、探伤、调圆、装加劲环、焊加组环、除锈、涂装、大节组装、环缝焊接、出厂检验。
钢管厂规划方式的不同形成不同的生产工艺,主要有两种,一种是钢管全部在现场加工的模式,另一种为全部瓦片在水工厂卷制的模式。龚嘴、隔河岩等水电站的实践证明,将划线到卷板的程序放在工厂完成,是一种很有特点的做法,特别是在现有技术和市场条件下更据优势,原因在于:
一、瓦片制作工艺简单,质量易于保证,为提高钢管的拼装质量和自动焊接工艺提供有利条件;
二、在工厂易于实现规模化生产,大型的卷板机、数控切割机和刨边机等设备利用率可以大大增加,工效高成本低,一台大型的数控卷板机年产量可以达到20000吨左右,而目前一般只有20%的利用率;
三、氧气乙炔等主要消耗性材料可就近采购;
四、临建工程量投入减少,施工人员减少,工程建设期征地相应减少。有利于钢管生产的节能降耗和施工环保,对所有在高山峡谷地区电站的施工规划有重要的借鉴意义。
钢管的对圆传统上采用了平组(管口向上)的方式,其投入小,可同时多位焊接、矫形、安装加劲环内支撑容易等,其适应尺寸范围大,应用非常普遍。但我们也不应忽略实现钢管立组(轴线水平)后可能带来的优点,管壁的纵缝和环缝均为平焊,在立组状态下可容易地实现更高效的自动焊接,钢管在对圆中逐步用纵向操作的全自动焊机完成纵缝焊接以及矫正,并完成加劲环的安装和焊接,可以在钢管制造阶段形成机械化,所有的纵缝和环缝实现自动化焊接,可以有效地减小翻身等吊装工作。它的另一个优点是占地面积小,以直径10m的钢管为例,立组时每个平台的面积为120m2,而平组只需要50m2,即使在隧洞狭小的作业空间内也能够方便地组装钢管,这为大型洞内钢管工艺改进提供了必要的条件。当然,实现钢管立组的关键在于设计制造一种大型专业的立式回转平台,要求其结构稳定,操作方便,外形尺寸紧凑,具有旋转驱动机构,设备自身运输安装拆卸方便,配备专用的活动内支撑、装夹工具和多台自动焊接设备后,具备完成钢管对圆、纵缝焊接、纵缝矫正、探伤、调圆、安装加劲环焊接的工作条件。
无论如何,高效的自动焊接设备是优先的选择,因大多数钢管的壁厚设计在20-50mm之间,将多丝高速埋弧焊工艺应用到水电站钢管的焊接中是非常必要的,这与水电金属结构业目前流行的全自动氩弧焊工艺比较在效率和成本上存在较大的优势,而加劲环的焊接采用CO2气体保护自动焊则是既高效又经济的工艺。
(3)钢管运输
运输工作包括材料运输、管节公路运输和洞内运输,运输工具为汽车、火车或轮船,其中汽车运输是必不可少的,材料运输可以使用通用的运输工具完成,国内水电工程较多地采用了火车和汽车运输方式,部分水运条件较好的采用轮船远程运输后,汽车或火车倒运到现场,管节运输除个别工程外,都采用特制汽车拖车运输。运输的最后阶段是由平板台车完成的(垂直管例外),平板台车由卷扬机进行牵引。
实际上,钢管在现场的运输是工程规划和施工的一个关键点。绝大部分水电工程施工道路设计为二级公路,根据国家公路技术标准,其宽度在7m~9m之间,当钢管外形尺寸在9m以内时,公路具备钢管平运条件,但必须在钢管节运输时对所经过的路段实施交通管制,由专用运输车通过,特殊情况下,可以采用凹心台车的方式拖运,但由于运输时钢管重心高,钢性差,装车难,运输速度低,近年较少采用。若管径大于9m时,可能为此提高公路的设计等级,当然施工交通洞的等级也要相应地提高,钢管运输所经过的公路和隧洞将产生大量的土石扩挖和砼回填工程量,产生的直接费用是以百万计算的。与此相对应,最大程度地减小汽车运输尺寸可能产生的数以百万计的经济价值,同时可以减少交通干扰、节省施工时间,并且有利于环境保护,无疑对工程建设是十分有利的。
(4)钢管安装
大量的工程实践表明,钢管安装质量和进度的关键控制点的是其焊缝的焊接,这一点在大中型钢管中更为明显。我国在云峰电站建设中首次将埋弧自动和焊滚焊台车结合应用于钢管环缝焊接,可以将两节钢管组成大节后运输,有效地减少了安装焊缝,较好地提高了环缝焊接效率和质量,被广泛地用于在工地钢管厂钢管制造,但是由于运输尺寸和重量的限制,四十多年来滚焊台车和埋弧自动焊的工艺设备技术在水电行业中没有得到大的发展,与国内外相关行业技术发展水平形成了巨大的差异,同时也表明,在钢管安装技术上存在巨大的开发潜力。我们完全可以设想,直接将大型的滚焊台车安装施工部位,比如输水隧洞的主洞内,这样,可以进行两节或两节以上的大节组装,70%以上的环缝可以实现自动化焊接,钢管安装环缝减到更少,与此同时,钢管主洞以外的运输的尺寸可以继续减小,钢管主洞内的运输的尺寸反而可以增大,事实上,尺寸越大的钢管越有这种必要,主洞以外的运输工具通常用汽车,尺寸越小其稳定性更好,速度可以相应提高,对施工交通的干扰减少,而钢管主洞内的运输由于洞挖结构的限制只能立运,在钢管大节组装之后其宽高比成倍增加,无论在平洞还是斜洞段运输的稳定性变得更好了,有利于整个的施工安全。更一步地设想,若在滚焊台车上设置行走驱动机构,代替以往结构功能简单的运输台车,钢管水平运输的效率有望从根本上得到提高,可以达到一举多得的效果,这对以水平结构为主的钢管工程无疑是理想的施工设备。
(5)防腐
现在水电站钢管绝大部分防腐工作是分两个阶段进行:大面积的工厂防腐和钢管安装后防腐。目前我国的防腐技术标准和国外是基本一致的,国外类似工程的防腐使用寿命可以达到20~30年,而我国普遍为3-5年,差别巨大。在岩滩等工程中,钢管防腐在安装和浇筑混凝土后一次完成,质量明显较好,这与国外成功经验相同的。由于安装过程和混凝土回填施工中不可避免要伤害到工厂防腐的部位,这些部位与安装焊缝区域的防腐一样成为钢管内壁防腐的薄弱环节。用“围桶理论”的观点分析,提高安装阶段的防腐质量是提高其使用寿命的关键板。现在,越来越多的工程技术专家达成一致,应当在安装后一次性地完成防腐涂装工作,为了进一步提高我国钢管施工水平,我们不仅应当在钢管工程设计和施工规范中加以明确,而且借签国内外石油、化工等相关行业的先进技术工艺以及设备应用经验,可以研制高效、清洁的自动喷砂和自动喷涂设备,解决长期以来钢管防腐用简易的设备进行大量的手工操作产生的高污染、低效率局面,满足防腐质量要求和工程的进度要求。
四、现代大型钢管工程的基本要求
1、满足工程设计工期和质量的要求
针对目前钢管制造安装量在和质量要求高的趋势,应当尽可能选用技术成熟、自动化程度高的工艺和设备。无论是在材料采购,还是在钢管制造、安装、焊接、防腐及相应的检测过程都应当体现。
在我国大规模开发大中型水电站的背景下,为符合钢管工程结构的单一性、高强度和质量要求,研制大型钢管制造的自动化焊接单机十分必要,借鉴国内外的先进焊机技术,采用多丝高速埋弧焊工艺,完全可以从根本上解决大型钢管工程的焊接效率和质量控制难题。
2、降低工程总造价
根据洞内钢管工程的特点,其成本包括材料采购和制造安装等直接费用,同时应计算为此工程产生的临时工程投入的大小,并尽可能减少后期运行管理成本。
3、生产系统具有柔性,可以适应结构和尺寸相近的钢管需要
由具有自适应焊缝跟踪系统功能的单台或多台焊接操作机与工件装夹,机械组合而成的加工中心适用于产品规格多变的小批量生产。大型自动化焊接装备或生产线的一次投资额相对较高,在设计这种焊接装备时必须考虑柔性化,形成柔性制造系统,以充分发挥装备的效能,满足同一工程或类似工程不同的生产需要。
4、减少交叉作业,避免施工互相干扰:
这一点在洞内施工时尤为关键,不合理的工艺线路设计不仅影响到钢管的安装安全和质量,而且极可能影响到整个隧洞工程的施工进度。
5、实现均衡生产,避免劳动力、施工设备等资源使用出现大的波动,工程施工易于实现过程控制,可以有效地降低施工管理难度。
6、创造有利的施工环境,这既符合国家相关法律(《劳动法》《环境保护法》等),又是现代企业以人为本的文化价值观的直接体现。
五、大型洞内钢管新型自动化工艺及其特点
在以上的工艺分析的基础上,结合现代技术的原则,我们可以确定这样一个新的大型洞内钢管的自动化工艺,它分为三个阶段:
1、钢板加工卷制;2、钢管组圆焊接及安装;3、钢管防腐。
1、钢板加工卷制
一钢管下料、切割刨边:钢板宽度在3m左右较为合理;
二钢管卷板(根据情况制作成1/2、1/3或1/4圆弧);
三加劲环制造:可以数控切割;
四圆弧钢板运输,包括长途运输到施工洞内,或仓储后二次运输到施工洞内。
2、钢管组圆焊接及安装
一洞内组圆及纵缝焊接:组圆采用大型的立式组圆回转平台,焊接方法为全自动埋弧焊接或气体保护焊接;
二钢管矫圆,采用可移动的半自动液压校形机;
三安装钢管活动内支撑;
四两个或多个管节组圆及环缝焊接:在大型滚焊台车上进行全自动埋弧焊接或气体保护焊接;
五钢管加劲环安装及焊接;
六台车运输到安装部位,调正,焊接,检验。
「这是新工艺最关键的部分,采用了洞内立组的方法,结合立式回转平台、大型或超大型滚焊台车和高效的自动焊接设备,将形成一套移动的钢管拼装焊接生产线,代替现有工地钢管厂的功能,同时调整现有的安装工艺,拼装和焊接的自动化程度大大地提高了,大量复杂的钢管大件运输吊装以及翻身换位工作没有了,起重、安装、焊接及其探伤的劳动强度降低了,施工安全和质量可靠性增加,钢管制造安装的强度易于提高。此项工艺突破了现有技术的限制,将促使水电站压力钢管制造安装实现量变到质变的飞跃发展,更能体现我国大型水电站建设规划中高技术高质量高效率低投入少(施工)人员的现代设计理念。」
3、钢管防腐:回填管壁外混凝土及灌浆后,内壁防腐,采用高效、清洁的自动喷砂、喷涂设备。
新型钢管工艺的特点是:
1.钢管初步加工可由设备完善的机械厂或钢结构制造厂完成,将切割划线、下料、刨边、卷板形成流水线作业。大型钢管专用的弧形钢板形成集中工厂加工的方式,促进钢管制造向标准化、专业化和规模化方向发展。可能形成一个工厂对多个中小工程或多个工厂对一个大工程的市场网格状态的分布,实现市场资源的合理配制。
2.现场的钢管制造和安装由专业化的机械设备进行组圆,焊接和防腐工作自动化程度大大提高,既能保证施工质量,又可以加快总体施工进度。
3.施工安全性提高,钢管运输只在主洞内进行,大件的运输和吊装工作量大为减少,运输效率易于提高,完全避免了现有工程中通常存在的大型钢管运输造成施工交通受阻的现象。
4.节省了现场钢管厂的建造,与此相关的公路、施工支洞等可以按普通标准设计施工等级降低,此方面可以节省大量前期投入。不仅如此,还将节省了工地钢管厂的建设费用和数控切割机、刨边机、数控卷板机等大型设备的一次性投入。目前一个中等规模的工地钢管厂的临时建设费用在300万以上,相应的设备投入约1000万,占地总面积在10000m2以上。
5.专用设备投入增加,需要设计制造大型钢管立式旋转组装平台,选择适合大型钢管的滚焊台车,并开发钢管内壁防腐专用的自动化设备,但这些在技术上没有大的难题,而且相关设备费用可由多个工程分摊,总体设备投入与现有工艺相当或适当降低。
6.工作环境改善,劳动强度降低,现场施工人员减少,主要表现为焊接和起重技术工人数量减少,通常一个中型规模的工地钢管厂需要200人左右,而按照此工艺只需要50-60人左右,施工人员劳动生产率将提高2-4倍,管理工作量相应减少。
7.与此相关的土建工程开挖量和临时建筑减少,相应地减少了对施工区域自然环境的影响。
8.随着整个施工过程机械化自动化程度的提高,特别是手工焊条电弧焊只在少量环缝和加劲环接头等局部使用,焊接自动化程度将达到熔敷金属量的70%以上,生产能耗相对降低,使钢管制造安装工艺技术得到大的提升,达到甚至超过发达国家的先进水平。
9.既适用于交通运输或场地条件有限的水电站大型钢管工程,也非常适用于钢管直径大数量不多的水电站中小型钢管工程。
六、结束语
水电站钢管工程是一个系统的工程,涉及到水电站建设的规划、设计和施工等多个环节,其发展与现代冶金、机械制造、交通运输以及水电建筑等基础工业的发展密切相关,钢管的新型自动化工艺是一个既符合我国大规模水电站开发建设的高质量快速施工原则,又能大幅提升钢管制造安装水平的现代化施工工艺,它可以综合钢板机械加工、数控卷板与全自动焊接等多项国内外成熟的工程技术,可以应用先进的大型数控卷板机、大型钢管滚焊台车、多丝高速埋弧焊焊接工艺及设备等,同时提出了大型钢管立式组圆回转平台、大型钢管内壁自动喷砂、自动喷涂设备研发的新课题。
水电站洞内钢管的新工艺十分适应我国目前日益发展的工业化水平和市场经济要求,符合改革开放条件下的中国现代水电建设管理思想,通过进一步的技术开发利用,不仅可以为水电建设的优化方案提供技术支持,有利于节约电站投资,有利于改善施工环境,有利于提高工效,有利于工程质量控制,有利于提高施工管理效率,而且,在大规模推广应用之后,能充分利用市场资源,提高能源利用效率,展示我国水电站建设现代化水平,使我国水电站钢管制造安装的技术达到国际领先水平。
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Ⅱ 如何制作钢管车
依照图纸,对钢管进行焊接,设计成自己想要的样子。
1、首先,也是很重要的一步,一定要了解一辆钢管车的基本配置,了解它必须具备那些部件。有一个初步的估计。
2、画好图纸,初步的估算所需要的材料的数量,进行下一步的准备工作。
3、依照图纸,对钢管进行焊接,设计成自己想要的样子,作为外框
4、对底盘进行操作,底盘也可以用钢管进行焊接。在上面安置座椅以及其他部件,在其后安置发动机
5、将外框与底盘焊接在一起,安装方向盘以及制动设备,安装轮胎。最后处理其他细节,基本的设想是这样的,实践以后来补充
(2)如何制作钢管自动上料机扩展阅读
1、汽车差速器能够使左、右(或前、后)驱动轮实现以不同转速转动的机构。主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。
2、功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时,使左右车轮以不同转速滚动,即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。
3、差速器是为了调整左右轮的转速差而装置的。在四轮驱动时,为了驱动四个车轮,必须将所有的车轮连接起来
4、如果将四个车轮机械连接在一起,汽车在曲线行驶的时候就不能以相同的速度旋转,为了能让汽车曲线行驶旋转速度基本一致性,这时需要加入中间差速器用以调整前后轮的转速差。
Ⅲ 不锈钢管的生产流程是怎样的
不锈钢管生产的全过程:
一、压延、退火
将工件加热到预定温度,保温一定的时间后缓慢冷却的金属热处理工艺。退火的目的在于:
①改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力,防止工件变形、开裂。
②软化工件以便进行切削加工。
③细化晶粒,改善组织以提高工件的机械性能。④为最终热处理和制管作好组织准备
二、分条
不锈钢板卷的分条是将不锈钢板卷,剪裁成相应的宽度,从而进行进一步的深加工和制管,分条的过程需注意分条刀对板卷的刮伤,分条的宽度和误差,另外分条关系到制管工艺,分条的披风和毛刺对于制管工艺至关重要。
三、焊接
不锈钢管最重要的一道工艺,不锈钢主要采用氩弧焊接和等离子焊接,氩弧焊接保护气体是纯氩气,主要焊接3mm以下的不锈钢管,等离子焊接有着较强的穿透力,主要焊接5-8mm的不锈钢管。
四、焊道打磨
不锈钢管焊接的过程中,需要对外表的焊道就行相应的抛光和水冷却处理,对于焊道先进行水冷却后,直接用水磨机打磨焊道至平整,一般视不锈钢管的厚度添加3-5组水磨机,进行焊道的打磨和修整。
五、整形
不锈钢焊管的工艺叫挤压式生产,所有的方管和矩形管,最初都是由圆管而来,通过生产周长相同的圆管然后再挤压成相应的方管和矩形管,最后用模具整形和调直。
六、切割
不锈钢管制作切割的工艺相对粗糙,大部分都是用砂轮片切割,切割后会产生披风,需再进一步修整;另外以一种是带锯切割,准确度相对较好,也存在披风热处理对于特殊用途的管子,需进行光亮热处理,使管子的延展性能达到更高的水平。
七、抛光
通常的制品管和装饰管对于表面的处理有几种工艺,抛光,分为400#,600#,800#,而拉砂则分为圆砂和直砂,有180#,240#,400#,600#,800#,分别适用于不同层次客户的需求。
八、检验
检验,主要检查管子的外径和厚度是否达标,表面处理是否达标,焊接的工艺是否达标。
不锈钢管硬度检测:
不锈钢管的内径在6.0mm以上,壁厚在13mm以下的退火不锈钢管材,可以采用W-B75型韦氏硬度计,它测试非常快速、简便,适于对不锈钢管材做快速无损的合格检验。不锈钢管内径大于30mm,壁厚大于1.2mm的不锈钢管,采用洛氏硬度计,测试HRB、HRC硬度。
不锈钢管内径大于30mm,壁厚小于1.2mm的不锈钢管,采用表面洛氏硬度计,测试HRT或HRN硬度。内径小于0mm,大于4.8mm的不锈钢管,采用管材专用洛氏硬度计,测试HR15T硬度。当不锈钢管内径大于26mm时,还可以用洛氏或表面洛氏硬度计测试管材内壁的硬度。
Ⅳ 轧机、轧钢机的压轧工艺流程是什么
轧机、轧钢机的压轧工艺流程如下:
轧制过程:
一般单机架二十辊冷轧机的轧制过程可分为上料及穿带、可逆轧制;卸料及重卷3个阶
段。
二十辊轧机,特别是森吉米尔二十辊轧机,是采用大张力进行轧制的;轧制过程是从钢
带在轧机前后的卷取机/开卷机施加张力之后才开始的,这之前即是上料及穿带阶段。
上料及穿带阶段:
一般用上料小车将钢卷送到开卷机卷筒上;开卷多采用浮动开卷机,
以保证钢带始终处在轧机中央位置;浮动开卷机由光电对中装置通用液压缸来进行控制;开
卷后钢带经矫直机(三辊直头或五辊矫直机)进行矫直;部分轧机设有液压剪可以进行切头;钢带用上摆式导板台跨过机前卷取机,直接送到二十辊轧机;然后开卷机继续往前送出钢带穿过轧机一直送到机后卷取机钳口,钳口钳住钢带带头并在卷筒上缠绕2—3圈后停止送带,穿带结束。
可逆轧制阶段:
穿带结束后,首先安放好上、下工作辊(穿带时,工作辊已取下),然后调准轧制线,关闭轧机封闭门,机前压板压下,出口侧擦拭器压紧钢带,轧机工艺润滑冷却系统启动供液,轧机带钢压下,卷取机转动给钢带前张力,机前后测厚仪、测速仪进入轧制线,机组运转开始第一道次的轧制。
轧制过程中,如果发现钢带边部有缺陷将影响到高速轧制,则当缺陷部位经过轧辊时;
操作工按一下操作台上的按钮,将其缺陷位置信号输入AGC系统。轧制将结束时轧机减速,当钢带尾部到达机前卷取机位置时,机组停车,第一道次结束。测厚仪、测速仪退出轧制
线,轧机压下抬起,钢带张力解除,冷却润滑剂停止供给,压板抬起。
第二道轧制时,钢带反向运动,机前机后位置互换。第二道次工作开始时机后卷取机反
向运行将机前钢带头部送人机前卷取机卷筒钳口,钳口钳住带头后,机前卷取机转动将钢带
在卷筒上缠绕2—3圈;然后,轧机供给冷却润滑液,轧机压下,机前后卷取机传动给出后
张力,机前后测厚仪、测速仪进入轧制线,机组运转开始第二道次的轧制。
从第二道次开始,轧制就在机前后卷取机和二十辊轧机之间往返进行。当轧机的自动厚度控制(ACC)系统投入工作时可以实现全自动控制。当轧制过程中钢带有缺陷的部位过轧辊时,轧机会自动减速。轧制终了,轧机会自动停车。
一般可逆式轧机轧制奇数道次,但是在机前后卷取机为胀缩式卷筒时,可以轧制偶数道
次,即在轧机开卷机一侧也可以卸卷。
一般在成品道次轧制前,需要更换工作辊,以获得高质量的及有特殊要求的钢带表面质
量。在成品道次轧制后,轧机停车,压下拾起,测厚仪、测速仪退出轧制线,轧机停止冷却润滑液供给,卷取机的压辊压下,或者将卸卷小车升起用小车座辊顶住钢卷,避免钢卷松卷卷取机转动将钢带尾部全部卷到卷筒上。至此可逆轧制过程结束。
卸卷及重卷阶段:
对于胀缩式卷筒卷取机,卸卷比较简单。首先用捆扎带在钢卷径向捆
扎一道,卸卷小车升起顶住钢卷,卷取机卷筒收缩,钳口打开,钢卷便被卸卷小车托住,卸卷小车和卷取机的辅助推板同步移动,便将钢卷从卷取机上卸下,卸卷小车继续移动将钢卷送到钢卷存放台上。
对于轧机前后为实心卷筒的卷取机,钢卷不能够从卷筒上直接卸下,只有将钢卷重新卷
到一台胀缩式卷筒卷取机上,才能将钢卷卸下来。森吉米尔二十辊轧机、森德威二十辊轧机,采用实心卷筒卷取机时,机组一般设有重卷机构,将成品钢卷及实心卷筒一起从卷取位置转移到重卷开卷位置i然后将钢卷从开卷机往重卷机上重新卷取一次,由于重卷过程是在轧机轧制区域之外的位置进行的,所以重卷和轧制可以同时进行,互不影响。
轧制工艺:
1、压下制度:
轧机的压下制度,应根据轧机的技术参数、轧制材料的力学性能、产品的质量要求来制
定,同时还要考虑轧机生产能力要高,消耗要低。
用二十辊轧机轧制优质碳素钢,相对来说是非常容易的,使用二十辊轧机的目的是追求
产品的高质量,有高的尺寸精度、板形和表面质量,获得更薄的产品。
碳素钢,特别是低碳软钢,在二十辊轧机上,一个轧程的总压下率能达到95%以上,道次压下率可以达到66%。
对于可逆式冷轧机,由于各道次是在同一-架轧机上轧制,所以道次压下率分配是用等压力轧制原则来确定压下规程。一般第一道第二道的压下率最大,随着被轧钢带的加工硬
化,道次压下率逐渐减小,以使各道次的轧制压力大致相等。
为了提高轧机的生产能力,在充分利用轧机及机前后卷取机主传动功率的前提下,要尽
可能地加大道次压下率以减少轧制道次。但是,有时为了获得良好的板形及表面质量,减少
钢带纵向的厚度偏差,也可以适当地增加轧制道次,在总压下率相同的情况下,采用较多的轧制道次能使钢带的强度略有提高。成品道次的压下率对板形的影响较大,一般采用10%
左右。
2、张力制度:
冷轧钢带的一个特点是张力轧制;没有张力就无法进行钢带的冷轧。张力可以降低轧
制压力,改善板形,稳定轧制过程。张力制度对于钢带冷轧非常重要。
采用小直径工作辊轧制的二十辊轧机(及多辊轧机),轧制过程的工艺特点则是采用大
张力轧制。
必须采用大的单位张力,是由于被轧制材料具有物理—力学性能各向异性现象,或在小
变形弧长度内工作辊具有不大的歪斜,这样沿带材宽度出现压下和延伸的不均衡性。在压
下量小的区域内重新分布张力时,张力达到屈服极限,井可能使带材宽度方向的延伸均衡。
实际上,在多辊轧机上轧制时,金属的变形是依靠轧辊压下和卷取机建立的带材张力共同完
成的。
多辊轧机中采用的单位张力的大小取决于材料的物理—力学性能及冷加工硬化程度、带
材厚度及其边部质量。一般单位张力为20%一70% 。
为了实现稳定轧制过程所必须的大的单位张力及总张力,要求在多辊轧机中设置具有
大功率传动的卷取机。一般二十辊轧机卷取机电机功率达到轧机主传动功率的70%一
80%,有的甚至达到100%。
各道次张力按如下方法确定。一般来说,第一道次轧制时,由于酸洗机组的卷取张力较
小,为了避免造成钢带层间错动而擦伤表面,第一道的后张力根小,小于酸洗机组卷取张力。
为了增加第一道轧制的后张力,二十辊轧机入口侧设有压板来增加轧制后张力;前张力可以
根据工艺要求自由决定。在以后的轧制道次中,根掘轧制钢带品种、规格,或者采用前张力
大于后张力,或者后张力大于前张力。一般采用将前一道次的轧制前张力作为本道次的后
张力,单位前张力大于单位后张力。成品道次的前张力(卷取张力)有两种情况。对于胀缩式卷筒卷取机,由于在卷取机上可以直接卸卷并且钢卷直接进罩式炉进行紧卷退火,为防止在退火中产生粘结,卷取张力应减小,卷取张力小于50Mpa时,退火粘结的几率就很低了,但卷取张力低会影响轧机生产能力;对于实心卷筒卷取机,由于需要进行重卷,重卷时可以
采用较小的张力(10—40Mpa),因此轧制时能够采用大张力,可以提高轧机生产能力。
道次的张力还应根据板形随时进行调整,特别是轧制带材较薄时。当材料中部有波浪时,应减小张力防止拉裂带边或断带;当带材产生边浪时,可以适当增加张力。
3、速度制度:
轧制速度的确定,应根据设备的能力,在轧机允许使用的速度范围内尽可能采用高的轧
制速度,以提高轧机的生产能力;同时,当轧制速度增加时,轧制压力相应有所减小。
一般第一道次轧制时采用较低的轧制速度,因为第一道的压下量大,如果再用高速度轧
制,将使轧辊急剧发热,由于多辊轧机轧辊冷却条件较差,将影响轧辊寿命;另外,由于坯料纵向厚度偏差大,板形与轧辊不完全符合,第一道轧制时要对坯料进行调整,要求速度较低;同时采用高速度大压下,主电机能力也不能满足。
以后的道次,则根据压下制度和张力制度及主电机的功率决定轧制速度,使主电机的能
力得到发挥。
每道次轧制的启动和制动时,分别有一个升速和降速的过程。在轧制过程中,应尽可能
少调速,以保证轧制的稳定性,从而达到厚度偏差的均一性。
4、辊形:
由于二十辊轧机机架的刚性和零凸度设计,以及轧辊辊形的多种有效的调整手段,所以,
二十辊轧机能够全部使用没有辊形凸度的平辊进行轧制。根据需要,工作辊和第二中间辊也
可以适当地配置凸度辊;第一中间辊永远是平辊,但—头带有锥度,供轧辊轴向调整使用;支撑辊的背衬轴承不能有凸度。
Ⅳ 编写一条无缝钢管的生产工艺流程,并对每个工序加以阐述
今天我们就来系统的解答一下这个问题:
本文介绍了无缝钢管厂的生产工艺流程及设备无缝钢管为用穿孔等方法生产周边无接缝的钢管或其他金属管和合金管。无缝管的外径范围为0.1~1425mm,壁厚为0.01~200mm。除圆形管外,还有各种异形断面管和交断面管。
关键字:生产工艺,设备,轧管,穿孔机....
生产方法无缝管的生产方法很多。无缝钢管根据交货要求,可用热轧(约占80~90%)或冷轧、冷拔(约占10~20%)方法生产。热轧管用的坯料有圆形、方形或多边形的锭、轧坯或连铸管坯,管坯质量对管材质量有直接的影响。
热轧管有三个基本工序:
①在穿孔机上将锭或坯穿成空心厚壁毛管;
②在延伸机上将毛管轧薄,延伸成为接近成壁厚的荒管;
③在精轧机上轧制成所要求的成品管。轧管机组系列以生产钢管的最大外径来表示(见轧机)。
无缝钢管生产方法见表:
自动轧管机把厚壁毛管轧成薄壁荒管。一般经2~3道次,轧制到成品壁厚,总延伸率约为1.8~2.2。70年代以来,用单孔槽轧辊、双机架串列轧机、双槽跟踪轧制和球形顶头等技术,都提高了生产效率,实现了轧管机械化。
均整机结构与穿孔机相似。均整的目的在于消除内外表面缺陷和荒管的椭圆度,减少横向壁厚不均匀。近年采用三辊均整机,提高了均整机变形量和均整效率。
定径机由3~12架组成,减径机由 12~24架组成,减径率约达3~28%。50年代出现的张力减径机,在调整辊速和减径的同时,以适当的张力控制壁厚。新型张力减径机一般用三辊式,有18~28架,最大减径率达80%,减壁率达44%,出口速度达每秒18mm。张力减径机有两端增厚的缺点,可用“头尾端部突加电气控制”或微张力减径消除。
自动轧管机组常用系列有外径为100mm、140mm、250mm和400mm四种,生产外径17~426mm钢管。机组的特点是在穿孔机上实现主要变形,规格变化较灵活,生产品种范围较广。由于连续轧管技术的发展,已不再建造140mm以下的机组。
Ⅵ 薄壁不锈钢管如何切割急求!!!!!
如果你真的要求一次完成,其实没什么好工具了。大多数切割都要专发热,所以,管子属端口肯定变色。其实,变色后做下简单抛光也是很方便的,
如果你一定要避免变色,只好水刀,但是,水刀切割不锈钢并不是最理想的,因为不锈钢比较粘。好在壁厚还不算厚。
线切割不要考虑,成本 工效都划不来。
无毛刺很容易做到,垂直也没问题,这都是装夹的问题。
仅供参考。过两天还来看看,有没有更好的答案,也学学。
谢谢你提问啊。
Ⅶ 螺旋钢管的生产工艺
螺旋钢管主要工艺特点:
a. 成型过程中,钢板变形均匀,残余应力小,表面不产生划伤。加工的螺旋钢管在直径和壁厚的尺寸规格范围上有更大的灵活性,尤其在生产高钢级厚壁管,特别是中小口径厚壁管方面具有其他工艺无法比拟的优势, 可满足用户在螺旋钢管规格方面更多的要求。
b. 采用先进的双面埋弧焊的工艺,可在最佳位置实现焊接,不易出现错边、焊偏和未焊透等缺陷,容易控制焊接质量。
c. 对钢管进行100%的质量检查,使钢管生产的全过程均在有效的检测、监控之下,有效地保证了产品质量。
d. 整条生产线的全部设备具备与计算机数据采集系统联网的功能,实现数据即时传输,由中央控制室对生产过程中的技术参数。
常用材质一般有:Q235B、Q345、L245、L290、X42、X52、X60、X70、X80、0Cr13、1Cr17、00Cr19Ni11、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Nb。
常用标准一般分为:SY/T5037-2008(部标、也叫普通流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管)、GB/T9711.1-1997(国标、也叫石油天然气工业输送钢管交货技术条件第一部分:A级钢管(要求严格的有GB/T9711.2 B级钢管))、API-5L(美国石油协会、也叫管线钢管;其中分为PSL1和PSL2两个级别)、SY/T5040-92(桩用螺旋缝埋弧焊钢管)。