CN102848071A - 废旧管道摩擦焊修复工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油田集输管网中所用管道报废后的一种废旧管道摩擦焊修复工艺。主要解决现有油田废旧管道修复率低，导致资源浪费的问题。该工艺包括前序处理过程、摩擦焊接过程及后续处理过程；所述的摩擦焊接过程包括以下步骤：管道工件上料、夹紧工件、滑台快进、空心主轴旋转、顶锻及保压阶段、旋转夹具及移动夹具松开管道。该工艺以油田废旧管道为原料，具有焊接接头质量可靠、生产效率高、管道焊接修复范围大、生产成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及油田集输管网中所用管道报废后的修复方法，具体的说是一种废旧管道摩擦焊修复工艺。
背景技术
随着石油开采时间的延长，大量长期使用的集输管网中所用管道由于部分腐蚀或磨损，尽管采取一些相应的除垢及修补技术，但修复率较底。具不完全统计，全国陆地油田每年报废管道高达20多万吨，并且随着开采年限不断增加，报废管道数量仍在不断上升。为了降低生产成本，过去除少数改做其他用途，大多送到废品站，采取回炉熔炼的方法进行处理。这种处理方法，对于高强度合金材料的油管而言，既造成资源的巨大浪费，又污染环境。
发明内容
为了解决现有油田废旧管道修复率低，导致浪费资源的问题，本发明提供一种废旧管道摩擦焊修复工艺。该工艺以油田废旧管道为原料，具有焊接接头质量可靠、生产效率高、管道焊接修复范围大、生产成本低的特点。
本发明的技术方案是：一种废旧管道摩擦焊修复工艺，包括前序处理过程，摩擦焊接过程及后续处理过程；
所述的摩擦焊接过程包括以下步骤：
① 管道工件上料，即管道在支撑架的传动下进入摩擦焊机中并达到预定位置；
② 夹紧工件，即利用旋转夹具和移动夹具，对预焊接的两管道端夹紧；
③滑台快进 ，即滑台带动移动端管道快进，到达指定位置后，快进转攻进，使两管道端部接触；
④空心主轴旋转 ，即主轴带动旋转段管道高速转动，摩擦计时开始 ，依次进入一级摩擦、二级摩擦；
⑤ 顶锻及保压阶段， 即控制滑台的液压缸动作，推动移动端管道与旋转端管道带压接触，进入顶锻工序，并且保证压力持续时间；
⑥旋转夹具及移动夹具松开管道，滑台后退及系统卸荷，完成焊接过程。
本发明的有益效果是：在上述的技术方案中，通过前序处理过程，将不能正常使用的部分切割掉，使其剩余部分达到焊接要求，然后利用摩擦焊技术，将短管焊接形成可以从新使用的标准管，并保持原有油管良好的机械性能，使管道得到再生利用，降低资源浪费，同时节能环保。整个焊接过程自动控制，参数设定后容易监控，接头材质成分基本不变，焊接接头强度远大于熔焊、钎焊的强度，甚至超过母材的强度。并且此工艺焊接范围大，能够对6米内任意长度管道进行对接，总长可达到12米，极大程度提高了油田管道修复率，促进油田循环经济的建立，焊接过程不产生烟尘或有害气体，不产生飞溅，没有孤光和火花，没有放射线，环保，无污染。
附图说明
图1为本工艺所用设备的布局示意图。
图中1-旋转夹具，-2-移动夹具，3-滑台，4-管道工件，5-支撑架，6-空心主轴，7-底座。
具体实施方式
下面结合附图对发明作进一步说明：
该工艺是以油田废旧管道为原料，利用摩擦焊技术，将短管焊接形成可以从新使用的标准管，并保持原有管道良好的机械性能，具体工艺过程包括前序处理过程、摩擦焊接过程及后续处理过程；
所述的前序处理过程包括下列工序：清洗→粗选→喷砂→抛丸→矫直→探伤→拧扣→端部螺纹检验→试压 →切除磨损管体。上述的工序为摩擦焊接前序处理过程，其中，清洗、喷砂、抛丸可以有效的处理掉管道内外表面的油、锈、垢，粗选、探伤和试压可检测出管道缺陷，留出符合焊接要求的管体，端部螺纹检验工序主要是确定管道螺纹是否需要重新加工。
所述的焊接过程是在如图1所述的焊接设备上进行，其中底座7的两侧为支撑架5，支撑架5上设有滚轮，底座7 上一端为主轴箱，另一端为滑板箱，主轴箱中固定空心主轴6，空心主轴6的两端固定旋转夹具1，滑板箱上固定移动夹具2，整个焊接过程由可编程自动控制器自动控制；具体焊接过程包括下列工序 ：管道工件上料→夹紧工件→滑台快进→空心主轴旋转→顶锻及保压阶段→旋转夹具及移动夹具松开管道。上述的焊接过程中，经过前序处理过程处理后的管道工件4，在支撑架5的传动下进入摩擦焊机中，并达到预定位置；旋转夹具1和移动夹具2动作，分别将两段管道夹紧，夹具均为自定心夹具，且为液压控制，很好的保证管道焊接精度；夹紧工序完成后，滑台3带动工件快进，到达指定位置时，快进转攻进，使两管道端部接触；空心主轴6旋转，摩擦计时开始（1-5秒），进入一级摩擦及二级摩擦状态，两段管道工件相互接触摩擦生热，系统自动控制时间，既可使管道摩擦加热，又不能使温度达到管道母材熔点；然后滑台3上的液压缸动作，推动移动端管道与旋转端管道带压接触，进入顶锻工序，并且保证压力持续时间，焊接接头组织瞬间受到外力，并且保证压力持续3至5秒，接头组织形成为锻造组织，力学性能好，强度甚至大于母材强度；移动夹具1旋转夹具2松开管道，滑台后退及系统卸荷，完成焊接过程。
上述的后续处理过程包括：去除内外飞边 →焊缝淬火 →回火 →管体防腐→打标识→入成品库→验收及调拨工序，主要作用是处理摩擦焊接后在管道内外焊接处形成的飞边，以及焊接区的热处理，保证管道的机械性能。
整个焊接过程由可编程自动控制器自动控制，参数设定后容易监控，接头材质成分基本不变，焊接接头强度远大于熔焊、钎焊的强度，甚至超过母材的强度。并且此工艺焊接范围大，能够对6米内任意长度管道进行对接，总长可达到12米，极大程度提高了油田管道修复率，促进油田循环经济的建立，焊接过程不产生烟尘或有害气体，不产生飞溅，没有孤光和火花，没有放射线，环保，无污染。
Claims (1)
1.一种废旧管道摩擦焊修复工艺，包括前序处理过程、摩擦焊接过程及后续处理过程；其特征在于：所述的摩擦焊接过程包括以下步骤：
①管道工件上料：即管道在支撑架的传动下进入摩擦焊机中并达到预定位置；
②夹紧工件：即利用旋转夹具和移动夹具，对预焊接的两管道端夹紧；
③滑台快进：即滑台带动移动端管道快进，到达指定位置后，快进转攻进，使两管道端部接触；
④空心主轴旋转：即主轴带动旋转段管道高速转动，摩擦计时开始 ，依次进入一级摩擦、二级摩擦；
⑤顶锻及保压阶段：即控制滑台的液压缸动作，推动移动端管道与旋转端管道带压接触，进入顶锻工序，并且保证压力持续时间；
⑥滑台后退：旋转夹具及移动夹具松开管道，滑台后退及系统卸荷，完成焊接过程。
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