CN102665952A - 用于制造具有优化的管几何形状的焊接的螺旋焊管的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造具有优化的管几何形状的焊接的螺旋焊管(10)的方法。在此，借助一个变形单元(11)将一条金属带材(1)螺旋线形地成型为一个焊管坯并且将汇合的带材边缘焊接到一起，将一个在焊接的管上测定的实际直径与一个给定的额定直径进行比较并且将可能位于公差范围之外的偏差用于校正实际管直径，其中，在一个两级步骤中进行带材边缘的完全焊接，该两级步骤包括一个直接在成型为焊管坯之后的作为第一步骤的定位点焊和一个随后的作为第二步骤的最终焊接。根据本发明，在完全成型为焊管坯之后且在最终焊接之前对管直径进行测量。为此直径测量装置(8)这样设置，以致或是测量完全成型的焊管坯或是测量仅定位点焊的管。

Description

用于制造具有优化的管几何形状的焊接的螺旋焊管的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于制造具有优化的管几何形状的焊接的螺旋焊管的方法。此外，本发明还涉及一种根据权利要求9所述的用于实施该方法的装置。
背景技术
为了输送水、油和气体，常常使用一些埋弧焊接的螺旋焊管，也称为螺旋管，它们优选由热轧宽带材(带卷)或由钢板制成。
由手册“螺旋焊接的大直径管-产品信息-”(SalzgitterMannesmann Groβrohr3/08)已知，热轧带材在一个成型装置中螺旋线形地成型为一个焊管坯并且在一个两级方法中焊接为一个管。
为此将热轧带材在管成型机的变形单元中成型为管。该变形单元包括一个具有一个外侧支承辊保持架和所谓的位移辊(Versatzrolle)的三辊梁弯曲系统(3-Rollenbalken-Biegesystem)。利用高度可调的位移辊可以补偿焊管坯的可能的带材边缘位移。
管直径受带材进入变形单元的入口角和所使用的原材料的带材宽度的影响。借助高度可调的位移辊也可以影响管的直径。
在这种作为“HTS方法”已知的生产工艺中，在第一方法步骤中，借助一种保护气体定位点焊在直至15m/min的高焊接速度情况下焊接焊管坯的带材边缘，其中带材边缘在此仅部分地相互连接。
接着在第二步骤中，在一些分开的焊接地点借助埋弧焊进行最终焊接，在最终焊接中带材边缘以内缝和外缝完全焊接。
与传统的单级方法相比优点在于，通过在定位点焊时高的速度实现管成型机的高效率，在单级方法中，埋弧焊缝也直接在管成型机中构成并且管因此在一个步骤中完成焊接。
此外，通过UP(埋弧)焊接工艺不会对在管成型机中的形成管几何形状产生不利影响，继而对给定的公差值的维持得以改善。
对待维持的直径公差的不断提高的要求导致了用于精确测定管直径和必要时对有影响的参数进行必要校正的高成本。
例如通过带材宽度的偏差和/或所使用的材料的强度和延伸率的偏差可能导致管直径偏离给定的公差。这些变化对成型过程继而对管的几何形状产生影响。
为了能够影响焊接的管的直径，例如由JP 56105816A和JP61180613A已知，对完成焊接的管的直径进行测量并且将测量值用于管直径的校正。在所述已知的方法中，所述管以传统方式在一个单级工艺步骤中进行焊接，也就是说，管在带材成型为焊管坯之之后直接完成焊接。
为了测定完成焊接的管的直径，已知使用例如激光三角测量法或超声波。但也常常使用卷尺测量管的周长并由此测定直径。
接着将测定的测量值用于改变带材的成型角(Einformwinkel)或焊接的管的出口角(JP 61180613)或通过调整位移辊(JP 56105816A)来影响焊接的管的直径。
所有已知的方法的缺点在于，只在管的最终焊接之后才测量直径并且才有可能进行上述校正。结果，直至直径的校正所完成的可能很长的管必须或是以高昂的成本进行修整或是完全报废。
发明内容
本发明的任务是如下地改进用于制造由钢制成的焊接的螺旋焊管的方法，以致可以尽可能早地识别所要求的管直径的偏差并且根据需要提早进行校正干预。
该任务从权利要求1的前序部分出发结合其特征部分的特征得以解决。有利的扩展方案是从属权利要求的组成部分。
根据本发明的教导，使用一种用于制造具有优化的管几何形状的焊接的螺旋焊管的方法，其中，借助一个变形单元将一条金属带材螺旋线形地成型为一个焊管坯并且将汇合的带材边缘焊接到一起。在此，将一个在焊接的管上测定的实际直径与一个给定的额定直径进行比较并且将可能位于公差范围之外的偏差用于校正实际直径。在此，在一个两级步骤中进行带材边缘的完全焊接，该两级步骤包括一个直接在成型为焊管坯之后作为第一步骤的定位点焊和一个随后的作为第二步骤的最终焊接，其中，在完全成型为焊管坯之后且在最终焊接之前进行管直径进行测量。
所建议的操作方法的优点在于，相对于在其中只对完成焊接的管进行测量的已知方法，在根据本发明的方法中，已在一个很早的制造阶段就可以校正干预所述管的生产工艺并且因此可以将可能的废品降低到最小程度。
有利的是，管直径的测量直接在成型为焊管坯之后在一个围绕定位点焊的有限的区域内进行，从而可以直接在成型之后识别管直径中可能必然的变化并进行校正。
有利的是，在生产期间在一个连续的过程中对管直径进行测定，从而可以连续地进行再控制或再调节。有利的是，可无接触地例如借助激光三角测量法或超声波来测量直径，但也可设想其他的测量方法。在偏离公差给定值时，可以通过改变带材的入口角、位移辊的高度标定或焊接的管的出口角来影响或校正管直径。
附图说明
本发明的其他特征、优点和细节由下述说明给出。其中：
图1焊接的螺旋焊管的两级制造方法的示意图，
图2a与图1一样，但作为根据本发明的用于直径测量的装置的细节图，
图2b图2a的管成型的示意图的细节的横截面图，
图3管直径与带材的入口角和宽度的几何关系的示意图，
图4定位点焊的横截面的示意图。
具体实施方式
图1示出焊接的螺旋焊管的两级制造方法的示意图。
示出一个从带卷退绕下来的金属带材1，它经由一些驱动和矫直辊2或3到达变形单元4。在成型为一个焊管坯和随后在一个焊接单元7(参见图2b)中进行定位点焊后，紧接着借助一个分割装置13按顾客所要求的长度将这样制造的管10切断并且在此之后所述管到达一些单独的焊接站11、11′、11″，在这些焊接站中所述管10完成焊接。
图2a以图1的细节图示出根据本发明的用于直径测量的装置，其中，相同的部件使用相同的附图标记。金属带材1以一个角α进入变形单元4中并且在那里成型为一个具有直径D的管10。就在将金属带材1成型为焊管坯之后，设置一个直径测量装置8，它或是测量焊管坯或是测量直接在定位点焊位置之后的管10。
在图2b中以示意图详细示出了图2a的具有直径测量装置8的变形单元4。变形单元4包括一个具有外侧支承辊保持架6的三辊梁弯曲系统5、用于定位点焊的焊接单元7和直径测量装置8。在图4中示出了在所述管10上的一个定位点焊12的示意图。
根据本发明，直径测量装置8设置在完全成型为一个焊管坯的管10的区域内。利用一个设置在三辊梁弯曲系统5的区域内的高度可调的位移辊9可以直接在定位点焊之前补偿焊管坯的带材边缘的位移。借助位移辊9还可以在一定限度内改变管直径。
图3示出管直径D与进入的金属带材1的入口角α和宽度的几何关系的示意图。
在此，在进入的金属带材1与成型的管10之间的角α在相同的带材宽度下直接决定管10的直径D。通过改变所述角α，可以在制造期间在偏离额定直径时进行校正。这可以通过调整带材入口角或通过改变焊接的管的出口角实现。
利用根据本发明将直径测量装置8设置在变形单元4的定位点焊的区域内，在尽可能早的时刻测定所述管10的直径，其中，在偏离管10的直径D的额定值的情况下，可以经由一个在此未示出的控制或调节单元直接进行再调整。
附图标记列表
序号名称
1                 金属带材
2、3              驱动或矫直辊
4                 变形单元
5                 三辊梁弯曲系统
6                 支承辊保持架
7                 用于定位点焊的焊接单元
8                 直径测量装置
9                 位移辊
10                定位点焊的管
11、11′、11″    最终焊接站
12                定位点焊
13                分割装置
D                 管直径
α                入口角
B                 金属带材的宽度

Claims (12)

1.用于制造具有优化的管几何形状的焊接的螺旋焊管的方法，其中，借助一个变形单元将一条金属带材螺旋线形地成型为一个焊管坯并且将汇合的带材边缘焊接到一起，并且将一个在焊接的管上测定的实际直径与一个给定的额定直径进行比较并且将可能位于公差范围之外的偏差用于校正实际管直径，其中，在一个两级步骤中进行带材边缘的完全焊接，该两级步骤包括一个直接在成型为焊管坯之后的作为第一步骤的定位点焊和一个随后的作为第二步骤的最终焊接，其中，在完全成型为焊管坯之后且在最终焊接之前对管直径进行测量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在定位点焊的位置之前、在定位点焊的位置的区域中或沿生产方向看在定位点焊的位置之后进行直径测量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，无接触地进行测量。
4.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，连续地进行测量。
5.根据权利要求2和3所述的方法，其特征在于，借助激光三角测量法进行测量。
6.根据权利要求2和3所述的方法，其特征在于，借助超声波进行测量。
7.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，将测定的测量值用作用于控制或调节管直径的调整参数。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过改变带材的入口角和/或定位点焊的管的出口角和/或位移辊的高度标定，控制或调节管直径。
9.用于实施根据权利要求1至8之一所述的方法的装置，具有一个在其中一条金属带材(1)被成型为一个焊管坯的变形单元(4)和一个用于定位点焊所述管(10)的焊接单元(7)、一个用于最终焊接所述管(10)的最终焊接站(11、11′、11″)以及一个用于测量所述管(10)的直径D的装置(8)，其中，所述直径测量装置(8)这样设置，以致或是测量完全成型的焊管坯或是测量仅定位点焊的管(10)。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述直径测量装置(8)是激光器。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述直径测量装置(8)是超声波仪器。
12.根据权利要求9至11所述的装置，其特征在于，所述直径测量装置(8)与一个用于再调整管(10)的直径D的控制或调节单元连接。
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