CN100458253C - 钢管的构造方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种钢管的构造方法。所述钢管的构造方法能够实现钢管更容易的构造并且最小化构造时间，以此种方式，相邻的钢管被粗略排列在构造地点，并且使用一个塑形器夹持相邻钢管端部以径向方向向外施压，从而获得一个完整的(perfect)圆形，且接着所述钢管以直线形式进行排列，所述钢管的端部被排列为彼此相邻，或者相互锲入，从而焊接钢管的内外表面的连接部分。

Description

钢管的构造方法

技术领域

本发明涉及一种直径超过600mm的钢管的构造方法，并且特别是相邻钢管都粗略排列的钢管的构造方法，且一个塑形器被安装到钢管的端部，因此形成一个完整的(perfect)圆形，并且完整圆形的端部被排列得相互毗连，或相互锲入，从而焊接内或外表面的毗连部分。

背景技术

一般说来，钢管被用在直线管道，输油管道和输水管道等地方，并且有超过600mm的直径，在钢管的制作方法上，有轧辊弯曲方法和螺旋方法。在轧辊弯曲方法中，钢管被多个辊子的圆形截面弯曲，并且在中心线方向焊接钢管的连接端。在螺旋的方法中，使用一个钢带以螺旋形式卷曲钢管，并将其焊接，同时扭曲同一钢管。

钢管制造方法的螺旋方法具有薄钢板材料，大规模的生产变得容易。然而如果钢管厚，在制造过程中会降低精确度。因此，通常使用轧辊弯曲技术。

即便基于轧辊弯曲方法制造钢管，由于制造方法，也非常难于形成完整的圆形钢管。从而制造了不完整的圆形钢管。按照KS标准，允许的圆形周长的误差范围是0.5％，当圆形管的直径增加，误差也随之增加。例如：对于600mm的钢管，允许的误差范围是597-603mm，所以至少有6mm的误差发生，除了上述误差之外，由于累积的误差，钢管上部分的误差随之增加，所以在基于套接的连接方法和压制方法上有许多问题出现。

由于下面的原因出现了上面的问题，也就是，当用在钢管构造地点采用套接形式构造钢管时，需要将邻近钢管的一端部锲入钢管另一端部的套筒，因而，由于钢管圆形截面变形，不可能实现合适的锲入。

在钢管的传统锲入方法中，当邻近钢管的另一端部悬停在钢管一端部的套筒上并被冲压时，在此状况下，一个锲子被锲入一个由于变形不能够被锲入的部分，形成一个完整的圆形。按照另一个方法，丝扣或者一个链动滑轮(chain block)锲入钢管的内表面从而实行一个锲入操作。

由于上面的钢管在地下被安装，地面顺着直线被挖凿，钢管掩埋其中。钢管的锲入构造在被粗略排列于挖凿部分的状况下进行安装。因此，在这种情况下，工作变差了，并且拖延了构造时间，可能发生安全事故。

特别的是，毗邻两个钢管的连接部分的地面需要开凿的更深，并且更宽。由于工人必须在其上面部分进行钢管的连接工作，构造时间被耽搁，并且被延期，且可能引发安全事故。

发明内容

因此，当前发明的一个目标是克服上面所述的问题。

当前发明的另外一个目标是提供一种能够实现钢管的更易构造且能够最小化构造时间的钢管的构造方法，以此种方法，相邻的钢管在构造地点粗略排列，并且相邻钢管的端部用塑形器夹持并以径向在外部加压，从而获得一个完整的圆形(perfect circle)。并且接着钢管被以直线形式排列，钢管的端部被安排相互靠紧，或者相互锲入，从而焊接钢管的内或者外表面的连接部分。

本发明的另一个目标是提供一种能够防止安全事故的钢管的构造方法，所述安全事故发生在形成完整圆形或者在塑形器上以径向方向设置多个液压缸，且在钢管内或外表面的连接部分准备一焊接机器的形式下。

提供了一种为了实现上面的目标的钢管的构造方法，其中包括一个对准步骤，其中钢管排列使得邻近的钢管P最靠近，并在钢管构造的位置上排成线形；形成完整的圆形的步骤，其中一个塑形器10被安装在在对准步骤中被对准的各钢管P的一端部的外表面，并且使用塑形器10从所述钢管的外部向中心以放射状冲压钢管P端部，从而调整并且保持完整的圆形；一个装配步骤，其中钢管P端部的圆周表面紧挨并且以钢管P在形成完整圆形步骤后保持直线形的情况下锲入套筒PS；和一个焊接步骤，其中在装配步骤时被装配的相邻钢管P的内或外表面的连接部分被焊接。

装配步骤中的拉部件可以和塑形器结为一体并且可以独立于上面的塑形器设置在钢管端部的外表面，并且可由液压缸，或者其两个端部与塑形器整体连接的螺丝扣组成。

使用一个焊接机器或者一个轨道移动焊接机器焊接钢管内表面的连接部分，其中，当所述轨道移动焊接机器沿着钢管内部纵轴(中心)方向移动和停止时，仅仅焊接装置被转动，所述焊接机器能够以此方法进行焊接。

使用一个单独设置在钢管端部外表面的焊接机器以及一个设置于被安装用于成形钢管端部的塑形器上的焊接机器，能够焊接钢管外表面的连接部分。

附图说明

参照附图说明本发明的优选实施例。

图1是一个示意图，其说明了一个反向铲和一个塑形器安装在反向铲的一个机械臂上，从而实现本发明的钢管构造方法。

图2是示出图1塑形器部分的前视图。

图3是图2的侧视图。

图4是透视图，其说明了根据当前发明的用于钢管内表面的连接部分的焊接机器。

图5是根据当前发明的一种钢管构造方法的视图。

图6至11是说明了根据当前发明钢管的构造方法中的每一操作的视图。

优选实施方式

将说明用于实现根据当前的发明的钢管构造方法的设备。

图1是一个示意图，其用于说明一个反向铲，和在反向铲上的一个机械臂上安装的塑形器，从而实现根据本发明的钢管的构造方法，图2是一个前视图，其用于说明图1的塑形器的部分。图3是图2的侧视图，并且图4是透视图，其说明了根据本发明，焊接机器用于连接钢管的内表面。

正如此处所示，塑形器10被安装在反向铲(BH)的工作机械臂R的末端，并且能够在钢管P的端部形成完整的圆形，当钢管P被加工或者被转移到构造地点或者被卸载时，其端部可能会变形。塑形器10被安装在钢管P的每个端部并且被配对从而成为一个整体。一对塑形器被设计为关于钢管P中心张开或者收缩，并且被连接，以及通过一个拉装置20合成一个整体。

塑形器10绕半圆体11和12的一侧的轴13转动，并且被打开和关闭。通过打开和关闭的汽缸14，半圆体11和12被打开和关闭。

提供一个锁定装置15，用于当半圆体11和12的端部相连从而形成一个圆形时，防止体11和12被张开。在半圆体11和12上以放射状设置多个加压汽缸16，用于同时或者单独在中心方向冲压同一钢管。

以与一对安装在相邻P钢管端部的塑形器10结合为一个整体的方式提供一个拉装置20。在这种情况下，拉装置20可以由液压拉汽缸形成。拉汽缸被以对称角度安装在半圆体11和12上，因此实现同时拉伸操作，以无侧倾斜地拉伸钢管。

除此之外，焊接装置适用于焊接钢管P的内或外表面的连接部分。在当前的发明中，焊接装置可能是各种形式，不过考虑到工作效率和安全，焊接机器30a和30b可能是最优选择。特别的是，为了防止在钢管P的封闭内部空间中的窒息或者电击事故，优选地使用此焊接机器焊接钢管P内表面的连接部分。

适用于焊接钢管内表面的焊接机器30a优选地安装在钢管P的内部。正如图4，焊接机器30a包括一个驱动部分，用于沿着钢管P的纵向方向移动，以及一个设置部分能够对其进行设置和固定。特别的是，进一步提供了一个机械臂37，其在转动轴36以常规的速度转动时，可以水平或者垂直调节，和在机械臂37端部的焊接装置31。

适于焊接钢管P外表面连接部分的焊接机器30b被安装在用于形成钢管P端部完整圆周的塑形器10上。焊接机器30b和一个在塑形器10的半圆体11一边的半圆导轨32结合为一体，并且一个焊接装置33被安装在导轨32上用于实行焊接操作，其在滚轮34驱动下进行移动。在焊接机器30b中，一边的塑形器10的半圆体11包括一个导轨32，在上面的说明中，描述了焊接装置33沿着导轨32移动的操作。

基于上述的设备构造，将说明根据本发明的钢管的构造方法。

1)排列过程

使用挖掘机或者一个起重设备的反向铲(BH)沿着掩埋钢管P的直线进行挖掘工作。被固定在起重机上的抓斗适于进行挖掘工作，并且分别固定在挖掘机或者反向铲的工作臂R的一端部上。钢管P被抓斗抓起并且放下。正如图6所示，排列钢管P。当排列钢管P时，为了随后更易安装塑形器，钢管P的端部相互挨在一起。

此时，在挖掘工作中，由于基于轧辊弯曲方法或者螺旋方法所制作的钢管的长度是6m，9m和12m，因为塑形器10被安装在钢管的端部，基于钢管P的长度，与钢管P端部相对应的形成的被挖掘部分更深并且更宽，并且安装一个用在钢管P外表面的连接部分的焊接装置。

2)形成完整圆形的过程

正如图7和8所示，塑形器10被安装在对准过程中被排列的钢管P的端部，并且使用塑形器10呈放射方向自钢管P的外侧对钢管P冲压，从而得到一个完整的圆形，并且保持这种形式。在钢管P端部安装塑形器10的操作中，塑形器10被安置在反向铲工作机械臂R的端部，并且然后在塑形器10的锁定设备15被打开的状态下，操作开启和关闭汽缸14。从而半圆形体11和12关于轴13张开。同时，反向铲的工作臂R被移动并且被安放在塑形器10的半圆体11和12上，从而夹持住钢管P的端部。

在这个情况下，通过操作开启和关闭汽缸14，半圆体11和12收缩形成一个圆形，并且使用锁定装置15将其锁定，并且操作以放射方向被安装在半圆体11和12上的多个加压汽缸16。全部或部分加压汽缸16能够被有选择地操作。当有选择地操作加压汽缸16时，通过仅操作位于相对于一假想的完整圆形更向外凸出的位置处的加压汽缸16，而对凸出部分进行加压，从而获得完整的圆形。

使用塑形器10将相邻的钢管P端部变形使其具有某一完整的圆形，并将其固定。

在本发明中，当钢管P端部塑形时，以从钢管P外部到中心的方向进行加压的操作，以形成一个完整的圆形。

3)装配过程

在在形成完整圆形的过程中，钢管变形从而形成一个完整的圆形之后，钢管P优选地在水平状态下装配。正如图9所示，使用拉装置拉拽钢管P，使得邻近钢管P的端部锲入钢管P的端部。

上述操作将被详细说明，操作安装在钢管P端部的塑形器10上的拉装置20，从而拉起在相邻钢管P中的钢管P的一边。同时，相邻的钢管P端部被相对拉起并且被锲入钢管P的套筒PS中。

在上面的操作中，钢管P的端部被塑形器10变形，从而形成一个完整的圆形，以实现顺利并且容易的锲入。

4)焊接过程

当相邻钢管P的端部上面的装配步骤中被锲入并且接合后，正如图10和11所示，钢管P的内或外表面的连接部分被焊接，并进行防锈和密封处理。

在钢管P内表面的连接部分的焊接操作中，如图10所示，安装在钢管P内部的焊接机器30a被安放在接近钢管P内表面的连接部分处，并被固定，并且焊接机器30a的机械臂37在水平和垂直的状态进行调控。焊接单元31被设置沿着钢管P内表面的连接部分转动，并且使用转动轴36转动焊接单元31，从而焊接钢管P内表面连接处。

按照上面的方法完成焊接操作后，释放焊接机器30a的设置状态，并且焊接机器30a沿着钢管P纵向(中心线)方向被移动，并被固定在一个确定的部位。

在钢管P外表面连接部分的焊接操作过程中，焊接机器30b被安装在钢管P外表面的塑形器10的半圆体11上，也就是，安装在导轨32的滚轮34上的焊接装置33顺着轨道32从钢管P外表面连接部分的低侧向着高侧被移动，以焊接钢管P外表面的连接部分。

当焊接钢管P外表的连接部分时，如果考虑到由于塑形器10带来的焊接工作的局限，拆除塑形器10并且沿着锲入钢管P的套筒PS或另一钢管P的端部的钢管P的方向移动，并且然后使用焊接机器30b的焊接装置33进行焊接，正如图11中箭头所指，以从钢管P下侧向上侧的方向执行的焊接操作实行超过两次，从而完成焊接工作。

在上述对当前发明的说明中，说明了使用在其一端带有套筒PS的钢管P的锲入方法。在当前发明的另外一个实施例中，实行了毗邻连接方法，其中相邻钢管P的外端部被靠紧并被焊接。

工业应用

正如上面所述，在根据当前发明钢管的构造方法中，在构造地点执行开凿工作，并且相邻钢管被粗略的排列，以及夹持相邻的钢管端部并以放射状向其内部方向进行加压，从而形成并且装配成完整的圆形。之后，相邻钢管的端部被水平排列，相邻钢管的端部保持被靠紧并且锲入，从而焊接钢管内或外表面的连接部分，使得可以实现更易的钢管构造并且最小化了钢管的构造时间。

在当前的发明中，在塑形器半圆体处以放射形式提供多个汽缸，以及提供一个能够焊接钢管P内表面的连接部分的焊接机器，从而可以防止在钢管P端部的完整圆形塑形工作或者焊接工作中可能发生的安全事故。

由于当前的发明可以在不偏离发明的实质和主体特征的几个形式下进行实施，也可以理解上述的发明并不局限于上述说明的详细描述，除非特别的说明，而是应该在所附的权利要求所界定的精神和范围内广泛地解释，并且因此在权利要求的集合和范围内的所有的变化或者改动，或者所述集合和范围的等同物得到所附权利要求的支持。

Claims (5)

1.一种钢管的构造方法，包括：

一对准步骤，其中在钢管被构造的构造地点，排列所述钢管使得相邻的钢管(P)尽可能靠近，并且被排列成直线形；

一形成完整圆形的步骤，其中一塑形器(10)被安装在所述对准步骤中被对准的各所述钢管(P)端部的外表面处，并且使用所述塑形器(10)从所述钢管的外部向中心方向以放射状对所述钢管的端部加压，从而用于调整并且保持完整的圆形；

一装配步骤，其中，在所述形成完整圆形步骤后，在与相邻的钢管(P)保持成直线形的情况下，所述钢管(P)的端部圆周表面被靠近并锲入相邻的钢管的套筒(PS)中；以及

一焊接步骤，其中焊接在所述装配步骤中被装配的相邻的钢管(P)的内表面或者外表面的连接部分。

2.权利要求1所述的方法，其中在所述装配步骤中，所述钢管(P)的端部圆周表面在与相邻的钢管(P)保持直线形的情况下，利用所述钢管的可移动的其他端部所施加的力而被装配。

3.权利要求1所述的方法，其中所述焊接步骤是通过一焊接机器(30a)执行的，其方式为，焊接机器(30a)当以纵向方向移动及在所述钢管(P)内部停止时，只有焊接机器(30a)的焊接单元(31)沿所述钢管(P)的内表面的连接部分转动。

4.权利要求1所述的方法，其中所述焊接步骤是通过一独立安装在所述钢管(P)的端部的外表面的焊接机器实行的。

5.权利要求1所述的方法，其中所述焊接步骤是通过一整体安装在能够使所述钢管(P)的端部形成完整圆形的所述塑形器(10)上的一焊接机器(30b)实行的，当进行焊接时，焊接机器(30b)的焊接装置(33)沿着所述钢管(P)外表面的连接部分移动。

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