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直缝钢管的焊接技术与优点

发布日期:2019-02-25 点击:

由于直缝钢管生产的核心工序就是焊接,尤其是的石油天然气钢管,质量要求高,焊接量大,因此要求在确保焊接质量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、质量小、存在时间短、结晶冷却速度快,在一定的焊接规范下,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速度快而产生焊接缺陷,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。焊接质量好,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,生产效率高。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质量要求,焊接过程主要靠设备能力和工艺保证,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。

我国无缝钢管较落后的机组生产能力占总能力的52%;要淘汰不完整的机组能力占18%。从技术层面上来看,改造的重点是自动轧管机组,用连轧管机组取代周期性轧管机组和自动轧管机组已大势所趋。有所淘汰就有所新建,新建无缝钢管机组的原则是什么呢,就是根据市场的现实需求与潜在需求来选择项目,要有所为,有所不为,即要避开焊接钢管的优势领域又要以生产专用管为主。展开来说,焊管的优势领域是D/S>25-30的薄壁钢管。外径ф426mm-610mm以上大口径钢管,对钢外形尺寸、壁厚有较高精度要求的钢管,石油天然气输送钢管、城市燃气输送用钢管,一般机械用管、网架、构用钢管、汽车传动轴管、皮带机托辊管、煤井排风管、输水管,以及部分低压锅炉管、热力管、低强度油井管等这些领域的直缝焊管能取代无缝管。无缝管发展方向应当是发挥自身的优势,以生产高附加值和高技术含量的专用管为主,即在对强度、温度、压力、韧性、耐磨性、耐腐蚀性要求较高的领域,例如高压锅炉管,某些特殊用途的化工用管,深井用油井管(高抗挤毁、高抗腐蚀、抗高温高压的高性能、特殊螺纹用石油管等)。

我国螺旋焊管生产机组由于设备和技术水平参差不齐,各个企业的螺旋焊管质量相差很大,因此,螺旋焊管在用途上不可一概而论。一般来说,国外在输送石油天然气以及城市燃气是不采用螺旋焊管的,例如加拿大的螺旋焊管在制作工艺上是参照直缝埋弧焊管工艺,才使螺旋焊管的质量成型过程和应力消除等方面达到了一个新的水平。目前国内螺旋焊管用途方面的范围已达成共识,在输送天然气的长输管线上只能用于山区、荒漠等人烟稀少地区。

前几年由于一些信息的误导,以为螺旋焊管是发展方向,短时间内从新疆到东海上了20多条螺旋焊管生产线。其实,在我国不宜大量发展螺旋焊管,而技术改造应当是重点。在用途上非重点业产的螺旋焊管一般用于输水、打桩用管等领域。关于ERW高频直缝焊管机组,小于ф114mm的很多,大多数是生产水、煤气管,是属于淘汰产品,所以,这种厂要么关停,要么发展新产品。公司ф89mm焊管机组采用“高频焊接、炉式退火、张力减径”工艺生产低压锅炉管产品,是一个正确的方向。从世界来看,市场对焊接钢管产品品种、质量要求在不断提高,直缝埋弧焊管正符合这种市场趋势。


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