螺旋管焊接工藝

文章來源：http://m.isinai.cn 發布時間：2023-03-11 09:22:00 瀏覽次數：52

螺旋管焊接工藝

螺旋管焊接工藝是一種將鋼帶通過螺旋成型機成型為螺旋管后進行焊接的工藝。通常采用雙面埋弧自動焊接工藝，主要包括以下步驟：

1. 切割：將大卷鋼帶按照規定的長度切割成單根鋼管。

2. 螺旋成型：將鋼帶通過螺旋成型機成型為螺旋管。

3. 預校直：對成型后的螺旋管進行預校直，使其形成一定的圓度和直度。

4. 焊接準備：對螺旋管兩端進行坡口加工，并對焊接區域進行清潔和除銹處理。

5. 焊接：采用雙面埋弧自動焊接工藝進行焊接，將兩端坡口對接后進行焊接。焊接過程中，控制電流、電壓、焊接速度等參數，確保焊縫質量。

6. 外觀處理：對焊接后的螺旋管進行外觀處理，去除毛刺、焊渣等。

7. 檢驗：對焊接后的螺旋管進行無損檢測、尺寸檢查、外觀檢查等，確保產品質量符合要求。

8. 包裝：對檢驗合格的螺旋管進行包裝，保證產品在運輸過程中不受損壞。

螺旋焊管的生產工藝

螺旋焊管也是焊管設備中的一種，它的強度一般比直縫焊管高，能用較窄的坯料生產管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的坯料生產管徑不同的焊管。但是與相同長度的直縫管相比，焊縫長度增加30~100%，而且生產速度較低。因此，較小口徑的焊管大都采用直縫焊，大口徑焊管則大多采用螺旋焊。螺旋鋼管生產工藝：是以帶鋼卷板為原材料,經常溫擠壓成型,以自動雙絲雙面埋弧焊工藝焊接而成的螺旋縫鋼管。1、原材料即帶鋼卷，焊絲，焊劑。在投入前都要經過嚴格的理化檢驗。2、帶鋼頭尾對接，采用單絲或雙絲埋弧焊接，在卷成鋼管后采用自動埋弧焊補焊。3、成型前，帶鋼經過矯平、剪邊、刨邊，表面清理輸送和予彎邊處理。4、采用電接點壓力表控制輸送機兩邊壓下油缸的壓力，確保了帶鋼的平穩輸送。5、采用外控或內控輥式成型。6、采用焊縫間隙控制裝置來保證焊縫間隙滿足焊接要求，管徑，錯邊量和焊縫間隙都得到嚴格的控制。7、內焊和外焊均采用美國林肯電焊機進行單絲或雙絲埋弧焊接，從而獲得穩定的焊接規范。8、焊完的焊縫均經過在線連續超聲波自動傷儀檢查，保證了100%的螺旋焊縫的無損檢測覆蓋率。若有缺陷，自動報警并噴涂標記，生產工人依此隨時調整工藝參數，及時消除缺陷。9、采用空氣等離子切割機將鋼管切成單根。10、切成單根鋼管后，每批鋼管頭三根要進行嚴格的首檢制度，檢查焊縫的力學性能，化學成份，溶合狀況，鋼管表面質量以及經過無損探傷檢驗，確保制管工藝合格后，才能正式投入生產。11、焊縫上有連續聲波探傷標記的部位，經過手動超聲波和X射線復查，如確有缺陷，經過修補后，再次經過無損檢驗，直到確認缺陷已經消除。12、帶鋼對焊焊縫及與螺旋焊縫相交的丁型接頭的所在管，全部經過X射線電視或拍片檢查。13、每根鋼管經過靜水壓試驗，壓力采用徑向密封。試驗壓力和時間都由鋼管水壓微機檢測裝置嚴格控制。試驗參數自動打印記錄。14、管端機械加工，使端面垂直度，坡口角和鈍邊得到準確控制。防腐螺旋焊管技術由于螺旋焊管的個體質量比較大，所以必須要堆放在室外，但是這就難避會被日曬雨淋，所以生銹的問題一直困擾著螺旋焊管的儲藏時間和條件。所以我們有必要進行關于螺旋焊管的防銹知識的全面解答。主要使用鋼絲刷等工具對鋼材表面進行打磨，螺旋焊管的清洗和預熱可以去除松動或翹起的氧化皮、鐵銹、焊渣等。手動工具除銹能達到Sa2級，動力工具除銹可達到Sa3級，若鋼材表面附著牢固的氧化鐵皮，工具除銹效果不理想，達不到防腐施工要求的錨紋深度。酸洗利用溶劑、乳劑清洗低壓流體輸送用焊接鋼管(焊管)表面，以達到去除油、油脂、灰塵、潤滑劑和類似的有機物，但它不能去除鋼材表面的銹、氧化皮、焊藥等，因此在防腐生產中只作為輔助手段。一般用化學和電解兩種方法做酸洗處理，管道防腐只采用化學酸洗，可以去除氧化皮、鐵銹、舊涂層，有時可用其作為噴砂除銹后的再處理。化學清洗雖然能使表面達到一定的清潔度和粗糙度，但其錨紋淺，而且易對螺旋焊管堆碼環境造成污染。合理使用手段對生銹管件進行清理時保證管件長時間的服務于生產，創造更多的生產效益。

大口徑螺旋鋼管的埋弧焊接過程

螺旋鋼管焊接方式為埋弧焊；成型工藝，前擺式斷續生產；機組速度，0.5--3m/min；焊接速度，0.5--3m/min。機組由開卷機、矯正機、對中裝置、液壓剪、銑焊機、圓盤剪、銑邊機、板面清掃設備、遞送機、板邊預彎設備、成型機、內焊、外焊、飛邊、撥出、倒渣、補焊、平頭倒棱、水壓檢驗、成品檢驗、除油收集組成。螺旋鋼管的埋弧焊接全過程如下：　　螺旋鋼管-埋弧焊的原理：埋弧焊是利用電弧熱能進行焊接的，與手工焊條電弧焊不同的是：埋弧焊的焊絲是裸露的，上面沒有涂料，埋弧焊的確焊劑是預先鋪在待焊處的，埋弧焊焊絲伸入焊劑中，電弧是在焊劑下燃燒的。焊絲與工件接觸，按下啟動按動鈕后，焊絲與工件通電的瞬間，焊絲回抽，電弧引燃，焊接小車向前進，焊絲連續下向輸送，維持電弧在焊劑層下燃燒，在電弧下方形成焊接熔池。在電弧周圍，焊劑熔化形成一個空洞，。這個空洞和熔池不斷前進，而熔池后方的金屬凝固，形成連續的焊縫。這個過程由于是在焊劑下進行的，因此，我們用肉眼是看不到的。借助于X射線攝影可以看到。　　由于螺旋鋼管采用埋弧自動焊的焊接技術，除了此種的生產效率高；生產輔助時間少，節省了換焊條的時間；焊接條件干凈無飛濺，節省了清理的時間；焊縫質量高。也為螺旋鋼管廠的交貨提供了必要的條件，使得量大的螺旋鋼管生產時間得到保證，因此還是被廣泛采用著。螺旋縫埋弧焊鋼管是將帶鋼按螺旋形彎曲成形，用埋弧自動焊進行內縫和外縫的焊接制成螺旋縫鋼管。由于以下原因它能廣泛地應用于大口徑鋼管的生產中：　　1）只要改變成形角度，就可以用同一寬度的帶鋼生產各種口徑的鋼管；　　2）因為是連續彎曲成形，所以鋼管的定尺長度不受限制；　　3）焊縫螺旋形均勻地分布在整個鋼管圓周上，所以鋼管的尺寸精度高，強度也較高；　　4）設備費用便宜，易于變更尺寸，適合于小批量、多品種鋼管的生產。

螺旋管的生產工藝

（1）原材料即帶鋼卷，焊絲，焊劑。在投入前都要經過嚴格的理化檢驗。（2）帶鋼頭尾對接，采用單絲或雙絲埋弧焊接，在卷成鋼管后采用自動埋弧焊補焊。（3）成型前，帶鋼經過矯平、剪邊、刨邊，表面清理輸送和予彎邊處理。（4）采用電接點壓力表控制輸送機兩邊壓下油缸的壓力，確保了帶鋼的平穩輸送。（5）采用外控或內控輥式成型。（6）采用焊縫間隙控制裝置來保證焊縫間隙滿足焊接要求，管徑，錯邊量和焊縫間隙都得到嚴格的控制。（7）內焊和外焊均采用美國林肯電焊機進行單絲或雙絲埋弧焊接，從而獲得穩定的焊接規范。（8）焊完的焊縫均經過在線連續超聲波自動傷儀檢查，保證了100%的螺旋焊縫的無損檢測覆蓋率。若有缺陷，自動報警并噴涂標記，生產工人依此隨時調整工藝參數，及時消除缺陷。（9）采用空氣等離子切割機將鋼管切成單根。（10）切成單根鋼管后，每批鋼管都要進行嚴格的首檢制度，檢查焊縫的力學性能，化學成份，溶合狀況，鋼管表面質量以及經過無損探傷檢驗，確保制管工藝合格后，才能正式投入生產。（11）焊縫上有連續聲波探傷標記的部位，經過手動超聲波和X射線復查，如確有缺陷，經過修補后，再次經過無損檢驗，直到確認缺陷已經消除。（12）帶鋼對焊焊縫及與螺旋焊縫相交的丁型接頭的所在管，全部經過X射線電視或拍片檢查。（13）每根鋼管經過靜水壓試驗，壓力采用徑向密封。試驗壓力和時間都由鋼管水壓微機檢測裝置嚴格控制。試驗參數自動打印記錄。（14）管端機械加工，使端面垂直度，坡口角和鈍邊得到準確控制。表面處理方法：1、清洗應用溶劑、乳劑清洗鋼材外表，以到達去除油、油脂、塵土、光滑劑和相似的有機物，但它不能去除鋼材外表的銹、氧化皮、焊藥等，因而在防腐出產中只作為輔佐伎倆。2、工具除銹首要運用鋼絲刷等工具對鋼材外表進行打磨，可以去除松動或翹起的氧化皮、鐵銹、焊渣等。手工工具除銹能到達Sa2級，動力工具除銹可到達Sa3級，若鋼材外表附著結實的氧化鐵皮，工具除銹結果不理想，達不到防腐施工要求的錨紋深度。3、酸洗普通用化學和電解兩種辦法做酸洗處置，管道防腐只采用化學酸洗，可以去除氧化皮、鐵銹、舊涂層，有時可用其作為噴砂除銹后的再處置。化學清洗固然能使外表到達必然的潔凈度和粗拙度，但其錨紋淺，并且易對情況形成污染。4、噴(拋)射除銹噴(拋)射除銹是經過大功率電機帶動噴(拋)射葉片高速扭轉，使鋼砂、鋼丸、鐵絲段、礦物質等磨料在離心力效果下對鋼管外表進行噴(拋)射處置，不只可以徹底肅清鐵銹、氧化物和污物，并且鋼管在磨料兇猛沖擊和磨擦力的效果下，還能到達所需求的平均粗拙度。噴(拋)射除銹后，不只可以擴展管子外表的物理吸附效果，并且可以加強防腐層與管子外表的機械黏附效果。因而，噴(拋)射除銹是管道防腐的理想除銹方法。一般來說，噴丸(砂)除銹首要用于管子內外表處置，拋丸(砂)除銹首要用于管子表面面處置。怎么增加螺旋管的穩定性能一、中小型型鋼、盤條、鋼筋、中口徑鋼管、鋼絲及鋼絲繩等，可在通風良好的料棚內存放，但必須上苫下墊。二、一些小型鋼材、薄鋼板、鋼帶、硅鋼片、小口徑或薄壁鋼管、各種冷軋、冷拔鋼材以及價格高、易腐蝕的金屬制品，可存放入庫。三、保管螺旋鋼管產品的場地或倉庫，應選擇在清潔干凈、排水通暢的地方，遠離產生有害氣體或粉塵的廠礦。在場地上要清除雜草及一切雜物，保持鋼材干凈。四、大型型鋼、鋼軌、辱鋼板、大口徑鋼管、鍛件等可以露天堆放。五、在倉庫里不得與酸、堿、鹽、水泥等對鋼材有侵蝕性的材料堆放在一起。不同品種的鋼材應分別堆放，防止混淆，防止接觸腐蝕。

螺旋焊管的檢驗工藝

原材料檢驗——校平檢驗——對接焊檢驗——成型檢驗——內焊檢驗——外焊檢驗——切管檢驗——超聲波檢驗——坡口檢驗——外形尺寸檢驗——X射線檢驗——水壓試驗——最終檢驗為保證產品質量，我們制定了完善的質量計劃，現場工作程序及檢驗、試驗計劃。 本項目的防腐要求與國內其它項目相比有較大不同，其主要區別在于：·內防腐材料國內一般采用水泥砂漿，本項目采用無毒環氧涂料(厚度0.4mm)。·外防腐涂層電火花試驗電壓國內一般為3000伏，最高不超過5000伏，本項目為10千伏。針對以上要求，我們著重抓好以下二方面的工作：·嚴格打砂工作程序以保證除銹質量，并在1小時內完成內外底漆的噴涂，這是保證防腐質量的根本。·在制定防腐工藝時我們特別要求玻璃絲布首先浸透環氧煤瀝青涂劑，半機械滾纏，并對玻璃絲布由人工用滾筒推平的方法操作，以保證外涂層的均勻細密。·內外防腐的管子，放在露天堆場達4個月檢驗，內涂層沒有黃色麻點等不良現象，外防腐層電火花試驗仍可達10千伏的要求。 下面，我把螺旋焊管與直縫焊管技術特性做一個簡單的比較：·材料的冶金性能直縫埋弧焊管是用鋼板生產的，而螺旋焊管是用熱軋卷板生產的。熱軋帶鋼機組軋制工藝具有一系列的優點，具有獲得生產優質管線鋼的冶金工藝能力。例如，在輸出臺架上裝有水冷卻系統以加速冷卻，這就允許使用低合金成分來達到特殊的強度等級和低溫韌性，從而改進鋼材的可焊性。但這一系統在鋼板生產廠基本沒有。卷板的合金含量(碳當量)往往低于相似等級的鋼板，這也提高了螺旋焊管的可焊性。更需要說明的是，由于螺旋焊管的卷板軋制方向不是垂直鋼管軸線方向(其夾解取決于鋼管的螺旋角)，而直縫鋼管的鋼板軋制方向垂直于鋼管軸線方向，因而，螺旋焊管材料的抗裂性能優于直縫鋼管。·焊接工藝從焊接工藝而言，螺旋焊管與直縫鋼管的焊接方法一致，但直縫焊管不可避免地會有很多的丁字焊縫，因此存在焊接缺陷的機率也大大提高，而且丁字焊縫處的焊接殘余應力較大，焊縫金屬往往處于三向應力狀態，增加了產生裂紋的可能性。而且，根據埋弧焊的工藝規定，每條焊縫均應有引弧處和熄弧處，但每根直縫焊管在焊接環縫時，無法達到該條件，由此在熄弧處可能有較多的焊接缺陷。·強度特點管子在承受內壓時，通常在管壁上產生兩種主要應力，即徑向應力δY和軸向應力δX。焊縫處合成應力δ=δY(l/4sin2α+cos2α)1/2，其中，α為螺旋焊管焊縫的螺旋角。螺旋焊管焊縫的螺旋角一般為50-75度，因此螺旋焊縫處合成應力是直縫焊管主應力的60-85%。在相同工作壓力下，同一管徑的螺旋焊管比直縫焊管壁厚可減小。根據以上特點可知：A?螺旋焊管發生爆破時，由于焊縫所受正應力與合成應力比較小，爆破口一般不會起源于螺旋焊縫處，其安全性比直縫焊管高。B.當螺旋焊縫附近存在與之相平行的缺陷時，由于螺旋焊縫受力較小，故其擴展的危險性不如直焊縫大。C.由于徑向應力是存在于鋼管上的最大應力，所以焊縫處于垂直應力這一方向時承受最大載荷。即直縫承受的載荷最大，環向焊縫承受的載荷最小，螺旋縫介于二者之間。·靜壓爆破強度經有關對比試驗，驗證了螺旋焊管與直縫焊管的屈服壓力與爆破壓力實測值和理論值基本吻合，偏差接近。但無論是屈服壓力還是爆破壓力，螺旋焊管均低于直縫焊管。爆破試驗還顯示出螺旋焊管爆破口的環向變形率明顯大于直縫焊管。由此證實，螺旋焊管的塑性變形能力優于直縫焊管，爆破口一般只局限于一個螺距內，這是螺旋焊縫對裂口的擴展起了有力的約束作用所致。·韌性和疲勞強度管道發展的趨勢是大口徑、高強度。隨著鋼管直徑的加大、所用鋼級的提高，產生韌性斷裂尖穩擴展的趨勢越大。根據美國有關研究機構的試驗表明，螺旋焊管與直縫焊管雖然同為一個級別，但螺旋焊管具有較高的沖擊韌性。輸送管線由于輸量的變化，在實際操作過程中，鋼管是承受隨機交變載荷的作用。了解鋼管的低循環疲勞強度，對判斷管線的使用壽命具有重要的意義。按測定結果，螺旋焊管的疲勞強度與無縫管和電阻焊管相同，試驗的數據與無縫管和電阻管分布在同一區內，而比一般的埋弧直縫焊管要高。·現場可焊性現場的可焊性主要是由鋼管的材質和端口配合尺寸公差決定的。考慮到鋼管安裝施工的要求，鋼管加工生產的連續性的和外形幾何尺寸的一致性尤為重要。螺旋焊管的生產是基本上在同一工況條件下穩定的連續流程：而直縫焊管制作工序是分段的，包括整板/壓頭/預卷/點焊/焊接/精整/組對等多道工序過程。這是螺旋焊管生產區別于直縫焊管生產的重要特征。穩定的生產工況非常便于焊接質量的控制和幾何尺寸的保證。由于螺旋焊管管型規整、焊縫均勻分布，相對于直縫焊管，螺旋鋼管有非常好的管口橢圓度和端面垂直度，保證了現場鋼管焊接組對時的組對精度。·對輸送介質流動特性的影響輸送管線中的壓降和管子的長度、流體粘滯系數、流體速度、流體阻力系數都成正比，而和管子的內徑成反比。而流體阻力系數既與雷諾數有關，又與管子內壁表面的粗糙度有關。經測定，管子內壁表面的粗糙度所起的影響要比局部隆起的面積(如螺旋形的焊縫或縱長的焊縫、甚至包括內環形焊縫)所起的影響大十倍。·生產與管理螺旋焊縫鋼管的生產能體現出優質高效的優勢。一臺螺旋焊管機組的生產量相當于5-8臺直縫焊管設備，如何使多臺卷管設備生產線都能夠達到同一制作標準，即按統一的生產工藝規范和質量保證體系生產以滿足焊接質量要求與管道制造等級將是一項繁重的工作。多頭生產勢比增加工程管理與質量監督的工程量。多臺直縫卷管機組及相應的焊接設備，其操作人員的操作技能、質量意識、分布的點和控制程序的差異將帶來生產管理、計劃進度、檢查驗收、交付協調等方面的諸多困難，極易造成管理與協調上的忙亂和生產廠家與施工單位的質量推諉。·質量保證按照螺旋焊管生產標準的規定，螺旋焊縫鋼管的主要檢驗/控制項目包括：外形尺寸：鋼管外徑、壁厚、橢圓度、彎曲度、管端垂直度、長度外觀質量：焊縫余高、錯邊、鋼管表面、分層、夾雜、焊縫缺陷判定化學成分焊接接頭拉伸試驗靜水壓試驗酸蝕檢驗無損檢驗而直縫焊管沒有相應的生產標準。一般螺旋焊管機組均采用在線連續檢驗方式來保證焊縫的的焊接質量，這是螺旋焊管生產區別于直縫焊管生產的另一重要特征。連續檢驗有利于焊接缺陷的監控、焊接質量的穩定、焊接等級的保證。由于生產工藝的限制，直縫焊管極難實現連續不間斷檢驗。這將使焊接隱患與質量問題的出現機率增加，甚至影響將來管線運行的整體工作可靠性。·生產資質螺旋焊管生產廠家應持有國家頒發的工業產品生產許可證。許可證制度要求螺旋焊管的生產廠家首先應通過國家認定的權威檢定機構的審查考核，具備相應的生產手段、檢驗設備，質量保證體系運行良好有效，產品應符合國家標準的等級和質量規范的要求，經國家工業產品生產許可證辦公室確認后發證。所以螺旋焊管生產廠家均有較為完善的質量保證體系和質量控制的運作程序。直縫焊管生產廠家沒有工業產品生產許可證的要求。·價格分析由于熱軋卷板的材質技術性能和生產技術工藝要求較高，故一方面國內符合標準的生產廠家比鋼板生產廠家要少，另一方面其生產工藝和品質等級決定其市場價位亦高于熱軋鋼板。這是螺旋焊管的市場售價高于直縫焊管的主要原因。對于鋼管銷售價格的組成，材料價格是主導甚至是決定性因素。認真考察螺旋焊管與直縫焊管的價格差異，螺旋焊管的價位略高于直縫焊管是由于生產主材的價格差異所致。然而鋼管制作僅只是項目工程的一部份，若考慮到工程整體質量、項目綜合造價等因素，螺旋焊管仍具有整體優勢。定尺長度與價格生產定尺長度管比通常長度管的成材率下降幅度較大，生產企業提出加價要求是合理的。加價幅度各企業不盡一致，一般為基價基礎上加價10%左右。定尺長度應在通常長度范圍內，是合同中要求的某一固定長度尺寸。但實際操作中都切出絕對定尺長度是不大可能的，因此標準中對定尺長度規定了允許的正偏差值。若標準中無倍尺長度偏差及切割余量規定時，應由供需雙方協商并在合同中注明。倍長尺度同定尺長度一樣，會給生產企業帶來成材率大幅度降低，因此生產企業提出加價是合理的，其加價幅度同定尺長度加價幅度基本相同。等離子切割煙塵等離子在切割工件過程中會產生大量的化金屬蒸氣、臭氧、氮氧化物煙塵，會嚴重污染周圍環境。解決煙塵問題的關鍵是如何把等離子煙塵全部吸入到除塵設備中，從而防止空氣污染。而對于螺旋焊管等離子切割，除塵的難點是：1、等離子槍的噴嘴在切割時空氣同時向兩個反方向吹出，從而使煙塵從螺旋鋼管的兩端冒出，而安裝在螺旋鋼管的一個方向的吸氣口是很難將煙塵很好回收。2、吸入口外圍冷空氣從機器空隙外進入吸入口且風量很大，使螺旋鋼管內煙塵和冷空氣的總量大于除塵器吸入的有效風量，從而切割煙塵徹底吸收變得不可能完成。3、由于切割部位距離除塵吸入口較遠，到達吸入口處的風力難以抽動煙塵。為此，吸塵罩的設計原則是：1、除塵器吸入的風量要大于等離子切割所產生的煙塵和管道內部空氣的總量，應該是在螺旋鋼管內部形成一定量的負壓腔，而且盡量不讓外界的空氣大量進入螺旋鋼管，才能有效地將煙塵吸進除塵器。2、在螺旋鋼管切割點以后的位置將煙塵堵住，吸入口處盡量避免冷空氣進入螺旋鋼管內部，在螺旋鋼管內部空間形成一個負壓將煙塵擋板安裝在螺旋鋼管內部隨行小車上并置于等離子槍切割點大約500mm處，在螺旋鋼管切斷后停留一下，達到將煙塵全部吸收。注意煙塵擋板需準確定位在切斷后的位置。此外為使支撐煙塵擋板的隨行小車與螺旋鋼管轉動相互吻合，必須讓隨行小車的走輪角度與內輥角度保持一致。對于直徑大約800mm的大口徑螺旋焊管等離子切割，可以采用該方法;對于直徑小于800mm，管徑小煙塵不能從出管方向冒出，不必安裝內部擋板。但在成型器煙塵吸入口處，必須有遮擋冷空氣進入的外部擋板。