鋼管及其制造工藝

介紹

軋機技術(shù)的出現(xiàn)及其在19世紀上半葉的發(fā)展也預(yù)示著管材和管材的工業(yè)生產(chǎn)。最初，通過漏斗裝置或輥將軋制的薄板條制成圓形橫截面，然后在相同的熱量下對接或搭接焊接（鍛造焊接工藝）。

到本世紀末，無縫鋼管的制造已采用了各種工藝，在相對較短的時間內(nèi)產(chǎn)量迅速增加。盡管應(yīng)用了其他焊接工藝，但無縫技術(shù)的不斷發(fā)展和進一步完善導(dǎo)致焊接管幾乎完全退出了市場，結(jié)果直到第二次世界大戰(zhàn)之前，無縫管一直占據(jù)主導(dǎo)地位。

在隨后的時期中，焊接技術(shù)的研究結(jié)果導(dǎo)致了焊接管的發(fā)展，隨之而來的是蓬勃發(fā)展的開發(fā)工作，以及眾多管材焊接工藝的廣泛傳播。目前，全球約三分之二的鋼管生產(chǎn)是通過焊接工藝進行的。然而，在該圖中，大約四分之一采用所謂的大直徑管線管的形式，其尺寸范圍超出了無縫管和管材制造中經(jīng)濟可行的范圍。

無縫管

主要的無縫管制造工藝是在19世紀末出現(xiàn)的。隨著專利和所有權(quán)的過期，最初追求的各種并行開發(fā)變得越來越不明顯，并且它們各自的形成階段被合并到新的過程中。今天，最先進的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到優(yōu)先考慮以下現(xiàn)代高性能工藝的地步：

連續(xù)的心軸軋制過程和推料臺過程的尺寸范圍約為 外徑為21至178毫米。

帶有受控（受約束）浮動心軸棒的多機架塞磨機（MPM），其塞磨過程的尺寸范圍大約為。外徑140至406毫米。

交叉輥穿孔和皮爾格軋制工藝的尺寸范圍約為 外徑為250至660毫米。

芯棒磨工藝

在芯棒磨機工藝中，使用實心圓（坯料）。將其在旋轉(zhuǎn)爐床加熱爐中加熱，然后用穿孔機刺穿。用心軸軋機軋制穿孔的坯料或空心殼，以減小外徑和壁厚，從而形成多長度的母管。母管被重新加熱，并通過減徑器進一步減小到指定的尺寸。然后將管冷卻，切割，拉直并在出廠前進行精加工和檢查過程。

*注意：帶星號標記的過程是進行的規(guī)格和/或客戶要求

曼內(nèi)斯曼棒磨機工藝

塞磨工藝，使用實心圓（坯）。在旋轉(zhuǎn)式爐底加熱爐中將其均勻加熱，然后用曼內(nèi)斯曼（Mannesmann）穿孔機穿孔。穿孔的坯料或空心殼的外徑和壁厚減小。軋管同時通過卷取機在內(nèi)部和外部打磨。然后通過定徑機將帶卷的管定尺寸為指定的尺寸。從這一步開始，管子穿過矯直機。該過程完成了管的熱加工。經(jīng)過精加工和檢查的管（稱為母管）成為成品。

焊接管

自從有可能制造帶材和板材以來，人們就一直在嘗試彎曲材料并連接其邊緣以制造管材。這導(dǎo)致了最古老的焊接工藝的發(fā)展，即鍛造焊接的歷史可以追溯到150年前。

1825年，英國鐵器商人詹姆斯·懷特豪斯（James Whitehouse）被授予制造焊接管的專利。該過程包括以下步驟：在心軸上鍛造單個金屬板，以生產(chǎn)裸露的接縫管，然后加熱裸露接縫的配合邊緣，并通過在拉絲機中將它們機械擠壓在一起進行焊接。

該技術(shù)發(fā)展到可以在焊接爐中一次成型并焊接帶材的地步。這種對接焊接概念的發(fā)展最終于1931年在美國人J. Moon和他的德國同事Fretz共同設(shè)計的Fretz-Moon工藝中達到頂峰。

如今，采用這種工藝的焊接生產(chǎn)線仍然可以成功地用于制造外徑最大為10mm的鋼管。114毫米 除了這種將鋼帶在爐中加熱至焊接溫度的熱壓焊接技術(shù)外，美國E. Thomson在1886年至1890年之間還設(shè)計了其他幾種工藝，使金屬可以電焊。這樣做的基礎(chǔ)是詹姆斯·P·焦耳（James P. Joule）所發(fā)現(xiàn)的特性，通過該特性，電流通過導(dǎo)體會由于其電阻而發(fā)熱。

1898年，美國標準工具公司（Standard Tool Company）獲得了一項專利，該專利涵蓋了電阻焊在管材制造中的應(yīng)用。在美國，隨后在德國，隨著建立連續(xù)熱軋帶鋼軋機以生產(chǎn)大規(guī)模生產(chǎn)所必需的散裝原材料的方法，電阻焊管和管材的生產(chǎn)獲得了可觀的增長。在第二次世界大戰(zhàn)期間，又一次在美國發(fā)明了氬弧焊工藝，這使飛機構(gòu)造中的鎂有效焊接。

由于這一發(fā)展，開發(fā)了各種氣體保護焊接工藝，主要用于不銹鋼管的生產(chǎn)。在過去30年中，能源領(lǐng)域發(fā)生了深遠的發(fā)展，隨之而來的大型建筑容量大的長距離管道，埋弧焊工藝在直徑大于約10mm的管線管的焊接中占據(jù)了主導(dǎo)地位。500毫米

電焊管廠

卷材中的鋼條已從寬條切成所需的寬度，然后通過一系列成形輥將其成形為多段長度的外殼。縱向邊緣通過高頻電阻/感應(yīng)焊接連續(xù)地連接。
然后，對多段殼體的焊縫進行電頭處理，并通過飛剪機將其定尺寸并切割成指定的長度。切下的管道在兩端拉直并成直角。
這些操作之后是超聲波檢查或靜水壓測試。

參考：