CN102218642B - 用于建筑结构的小径厚比厚壁钢管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢管制造方法，具体涉及一种用于建筑结构的小径厚比厚壁钢管的制造方法。该制造方法采用Q345GJ-B级钢板作为母板，经过下料、加热、卷圆、焊接、矫形、热处理等步骤制造得到小径厚比的厚壁钢管。该钢管不仅符合建筑结构抗震工程的要求，而且生产成本也较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢管制造方法，具体涉及一种用于建筑结构的小径厚比厚壁钢管的制造方法。
背景技术
在建筑结构工程，特别是在大跨度的空间建筑结构工程中，经常用小径厚比的厚壁钢管（即钢管内直径d与钢管壁厚度t的比值较小的钢管）作为结构构件。但是目前国内冷卷、热轧、热卷或热压成型等常规钢管制造方法无法生产出符合建筑结构抗震工程要求且价格合理的小径厚比的厚壁钢管。
例如热轧方式一般只能生产中小直径的薄壁钢管，热成型可生产薄壁或中等厚度（壁厚不大于40mm）的建筑钢管，冷卷工艺无法提供径厚比数值较小的厚壁建筑钢管（壁厚大于40mm）。对于冷卷成型获得的钢管，其延性、韧性显著下降，甚至在冷加工过程中钢板出现裂纹现象，不符合建筑结构工程标准。虽然国外采用热轧工艺生产的小径厚比厚壁钢管能够符合建筑结构抗震工程的要求，但其价格昂贵且订货周期长，不利于国内建筑工程的推广使用。
此外，国内机械、水电等行业依照其行业标准，虽然可以生产小径厚比的厚壁钢管，但其性能指标并不能满足建筑结构抗震工程要求。
因此提供一种可以满足建筑结构的抗震工程要求并且生产成本较低的用于建筑结构的小径厚比厚壁钢管及其制造方法是一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种可以满足建筑结构的抗震工程要求并且生产成本较低的用于建筑结构的小径厚比厚壁钢管的制造方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种用于建筑结构的小径厚比厚壁钢管的制造方法，该钢管的内直径d与钢管的壁厚t的比值满足10≤ d/t≤20，且钢管的壁厚60mm≤t≤100mm，该方法包括以下步骤：
S10：选材，根据钢管的设计厚度，选择合适相应厚度的Q345GJ-B级钢板作为母板；
S20：下料，根据钢管的设计直径，计算出所需的钢板宽度后切割下料；
S30：加热，钢板进行弯曲加工前，进行预热；
S40：卷圆，用卷板机将钢板热卷成圆形，或用半圆形钢模具将钢板热压成半圆形；
S50：焊接，将圆形钢材焊接成钢管，将两个半圆形钢材焊接成钢管；
S60：焊缝检测，按照建筑结构焊缝质量要求，对钢管的焊缝进行外观以及内部质量的检测；
S70：矫形，对于椭圆度不满足要求的钢管进行外形调整；
S80：热处理，对钢管进行热处理，消除焊接应力。
改进之一：在所述步骤S30中，对钢板进行预热的温度为930-980℃，保温时间为2小时。
改进之二：在所述步骤S40中，始卷工件温度为920-960℃，终卷工件温度为800-860℃。
改进之三：在所述步骤S80中，对钢管进行热处理的温度为500-600℃，保温时间为4小时。
与现有技术相比，有益效果是：本发明的采用近年来国内新开发生产的建筑结构用钢板Q345GJ-B作为母材，利用机械、水电行业的钢管加工设备，针对建筑结构抗震工程用钢的性能要求制造出完全适用于抗震工程且生产成本较低的小径厚比厚壁钢管。
附图说明
图1是实施例一的原理示意图；
图2是实施例二的原理示意图；
上图中，上棍1、下棍2、钢板3，专用压头4，专用底座5，钢板6。
具体实施方式
本发明的用于建筑结构的小径厚比厚壁钢管的制造方法，制得钢管的径厚比10≤ d/t≤20，钢管的壁厚60mm≤t≤100mm，不经可以满足建筑结构抗震工程的要求，而且。
实施例1
本实施例钢管的外直径为1400mm，厚度t=80mm，内直径d=1240mm，径厚比d/t为15.5。
S10：选材，根据钢管的厚度，选择厚度为80mm的Q345GJ-B级钢板作为母板；
S20：下料，根据钢管的直径，计算出所需的钢板宽度后切割下料；
S30：加热，钢板进行弯曲加工前，进行预热，预热的温度为950±10℃，保温时间为2小时；
S40：卷圆，如图1所示，用三棍卷板机将钢板热卷成圆形，始卷工件温度为920℃，终卷工件温度为820℃；
S50：焊接，将圆形钢材焊接成钢管；
S60：焊缝检测，按照建筑结构焊缝质量要求，对钢管的焊缝进行外观以及内部质量的检测；
S70：矫形，对于椭圆度不满足要求的钢管进行外形调整；
S80：热处理，对钢管进行热处理，消除焊接应力，热处理温度为510±10℃，保温时间4小时。
实施例2
本实施例钢管的外直径为1200mm，厚度t=100mm，内直径d=1000mm，径厚比为10。
S10：选材，根据钢管的厚度，选择厚度为100mm的Q345GJ-B级钢板作为母板；
S20：下料，根据钢管的直径，计算出所需的钢板宽度后切割下料；
S30：加热，钢板进行弯曲加工前进行预热，预热的温度为955±10℃，保温时间为2小时；
S40：卷圆，如图2所示用，用半圆形钢模具将钢板热压成半圆形，始压工件温度928℃，终压工件温度845℃；
S50：焊接，将两个半圆形钢材焊接成钢管；
S60：焊缝检测，按照建筑结构焊缝质量要求，对钢管的焊缝进行外观以及内部质量的检测；
S70：矫形，对于椭圆度不满足要求的钢管进行外形调整；
S80：热处理，对钢管进行热处理，消除焊接应力，热处理的温度为560±10℃，保温时间为4小时。
本发明通过设定热成型工艺预热、后热的温度范围值，利用相关的技术处理手段，生产出完全适用于抗震工程性能要求且生产成本较低的小径厚比的厚壁钢管。上述两个实施例钢管的性能如下表所示：
可以看出上述两个实施例制得钢管的性能完全符合建筑结构抗震工程的要求，且制造过程中并未使用到昂贵的设备和原材料，因此生产成本也较低。
此外，径厚比10≤d/t≤15的钢管，热卷制造会比较困难，而热压则会相对比较容易，但是热压造价要大于热卷。因此对于径厚比15≤d/t≤20的钢管，可以采用热卷工艺制造；而径厚比10≤d/t≤15的钢管，则优先采用热压工艺制造。
Claims (1)
1.一种用于建筑结构的小径厚比厚壁钢管的制造方法，该钢管的内直径d与钢管的壁厚t的比值满足10≤d/t≤20，且钢管的壁厚60 mm≤t≤100 mm，其特征在于该方法包括以下步骤：
S10：根据钢管的设计厚度，选择合适相应厚度的Q345GJ-B级钢板作为母板；
S20：根据钢管的设计直径，计算出所需的钢板宽度后切割下料；
S30：在钢板进行弯曲加工前，进行预热，预热的温度为930-980℃，保温时间为2小时；
S40：用卷板机将钢板热卷成圆形，始卷温度为920-960℃，终卷温度为800-860℃；
S50：将圆形钢材焊接成钢管；
S60：按照建筑结构焊缝质量要求，对钢管的焊缝进行外观及内部质量的检测；
S70：对椭圆度不满足要求的钢管进行外形调整；
S80：对钢管进行热处理，消除焊接应力，其中热处理温度为500-600℃，保温时间为4小时。
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