CN104999277A - 外径108～660.4mm耐腐、耐磨不锈钢HFW焊管生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种外径108～660.4mm耐腐、耐磨不锈钢HFW焊管生产方法，该方法通过调整成型和定径四辊刚性机架设备对焊管进行成型、定径，焊管的椭圆精度达到±0.2mm，直度达到0.2mm/m；在焊管高频焊接过程中通过氩气对焊接点进行保护；焊管的焊缝的热处理温度控制范围在800～900℃之间，对焊缝及热影响区部位进行正火热处理，保温时间为30～60s；空冷时在焊缝两侧的管体位置采用循环水冷却，将温度传递到焊管管体的焊缝位置，防止焊缝在进入水冷段前的温度过高，造成组织转变影响焊缝质量。有益效果是采用该方法生产焊管具有良好的耐腐蚀性能和导磁特性，使焊管的直度和椭圆度提高了30％。设备故障率由3％下降到0.3％，寿命增加了1倍，单机传送带长度由3000m提高到6000m。

Description

外径108～660.4mm耐腐、耐磨不锈钢HFW焊管生产方法

技术领域

本发明涉及一种焊接钢管生产方法，特别是一种外径108～660.4mm耐腐、耐磨不锈钢HFW焊管生产方法。

背景技术

目前国内皮带传送托辊及矿山通风管道多采用碳素钢材质的钢管，要求钢管尺寸精度高、焊缝性能好、表面质量美观。

国内煤矿企业用的瓦斯排气管，用于井下作业，环境差且腐蚀严重，需要薄壁不锈钢管。

普通碳素钢管存在着易腐蚀、易生锈外形不美观、使用寿命短等缺点。400系不锈钢具有马氏体结构和铁元素，具有正常的磁特性、很强的抗高温氧化能力，而且与碳钢相比，其物理特性和机械特性都有进一步的改善，所以说碳素钢管在市场上的运用，将逐步被不锈管代替。预示着4003系不锈钢焊管在皮带传送及矿山通风管道等领域有着广阔的市场前景。

发明内容

针对普通碳素钢管存在着易腐蚀、易生锈、使用寿命短之不足，本发明的目的是提供一种外径108～660.4mm耐腐、耐磨的不锈钢焊接钢管生产方法，以利于解决碳钢着易腐蚀、易生锈、使用寿命短之不足等问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种外径108～660.4mm耐腐、耐磨不锈钢HFW焊管生产方法，该生产方法是将卷板经过成型机成型后，利用高频电流的集肤效应和邻近效应，使管坯边缘加热熔化，在挤压辊的作用下进行挤压焊接生产焊管，该生产工艺流程为：

①钢卷纵剪--②开卷--③剪切对焊--④螺旋式活套---⑤铣边--⑥成型--⑦高频焊接---⑧中频热处理--⑨空冷/水冷--⑩定径--⑾飞锯--⑿理化试验；该生产方法在⑥成型--⑦高频焊接--⑧中频热处理--⑨空冷/水冷--⑩定径的工序中步骤如下：

⑥/⑩成型、定径：

通过调整成型和定径四辊刚性机架设备对焊管进行成型、定径，焊管的椭圆精度达到±0.2mm，直度达到0.2mm/m。

⑦高频焊接：

在焊管高频焊接过程中通过氩气保护装置将焊接点与空气隔绝，对焊接点进行保护；高频直缝焊管管内水幕氩气综合焊接保护装置，该装置包括有刀杆、第一道水幕保护进水口、刀杆阻抗器上部熔渣清除水管、氩气入口、第二道高温绵保护、第一道水幕保护、内毛刺刮刀、内毛刺芯棒；在所述刀杆上通过螺丝固定内毛刺芯棒，所述第一道水幕保护进水口、刀杆阻抗器上部熔渣清除水管、氩气入口、第一道水幕保护分别紧固在内毛刺刮刀前100至500mm处，在内毛刺芯棒的外周通过密封胶紧固有第二道高温绵保护，通过第二道高温绵保护进一步固定第一道水幕保护进水口、刀杆阻抗器上部熔渣清除水管、氩气入口，第一道水幕保护与第一道水幕保护进水口通过螺栓紧固连接，内毛刺刮刀设置在刀杆前端内毛刺刀座上；所述氩气保护装置被安置在焊管的内，所述导气管位于焊管焊接点的下方，将氩气保护气体引入到焊接点位置，对焊接点起到保护作用。

⑧中频热处理：

焊管的焊缝的热处理温度控制范围在800～900℃之间，对焊缝及热影响区部位进行正火热处理，保温时间为30～60s。

⑨空冷/水冷：空冷段采用焊缝预冷工艺，在焊缝两侧的管体位置采用循环水冷却，将温度传递到焊管管体的焊缝位置，防止焊缝在进入水冷段前的温度过高，造成组织转变影响焊缝质量。

本发明的效果是采用该方法生产的不锈钢焊接钢管具有良好的耐腐蚀性能，同时具有导磁特性、可以使用高频加热进行焊接，该不锈钢焊接钢管物理特性见表1。利用HFW生产工艺成功生产出焊缝及母材具有较高综合性能的4003不锈钢焊管，使钢管的直度和椭圆度提高了30％。该产品在腐蚀服役环境中有很大的应用前景，现在已经成功应用在煤矿传送机上，代替原有的碳素钢管。此类不锈钢管在使用过程中，以159*3.5mm规格为例，设备故障率由3％下降到0.3％，单机传送带长度由3000m提高到6000m，使用寿命增加了1倍，节约成本近50万元。

表1. 4003不锈钢的物理特性

附图说明

图1为本发明的高频直缝焊管管内水幕氩气综合焊接保护装置示意图。

图中：

1、第一道水幕保护进水口  2、刀杆阻抗器上部熔渣清除水管

3、氩气入口  4、第二道高温绵保护  5、第一道水幕保护

6、钢管      7、内毛刺刮刀        8、内毛刺芯棒

具体实施方式

本发明的外径108～660.4mm耐腐、耐磨不锈钢HFW焊管生产方法是在普通碳素钢的生产工艺基础上，控制定径设备，成型过程参数、高频焊接和中频热处理温度，同时在钢管焊接时通过高频直缝焊管管内水幕氩气综合焊接保护装置引入保护气体对焊接点进行保护，提高了焊接质量。又将钢管的几何尺寸精度提高，外径精度达到±0.2mm，直度达到0.2mm/m。通过改进深入管体中间部位的内毛刺刀杆工具，将保护气体带入管腔中，起到保护焊接点的作用，完成不锈钢管的焊接。

本发明的外径108～660.4mm耐腐、耐磨不锈钢HFW焊管生产方法，该生产方法是将卷板经过成型机成型后，利用高频电流的集肤效应和邻近效应，使管坯边缘加热熔化，在挤压辊的作用下进行挤压焊接生产焊管，该生产工艺流程为：

①钢卷纵剪--②开卷--③剪切对焊--④螺旋式活套---⑤铣边--⑥成型--⑦高频焊接---⑧中频热处理--⑨空冷/水冷--⑩定径--⑾飞锯--⑿理化试验；该生产方法在⑥成型--⑦高频焊接--⑧中频热处理--⑨空冷/水冷--⑩定径的工序中步骤如下：

⑥/⑩成型、定径：

通过调整成型和定径四辊刚性机架设备对焊管进行成型、定径，焊管的椭圆精度达到±0.2mm，直度达到0.2mm/m。

⑦高频焊接：

如图1所示，在焊管高频焊接过程中通过高频直缝焊管管内水幕氩气综合焊接保护装置将焊接点与空气隔绝，对焊接点进行保护。该装置包括有刀杆、第一道水幕保护进水口1、刀杆阻抗器上部熔渣清除水管2、氩气入口3、第二道高温绵保护4、第一道水幕保护5、内毛刺刮刀7、内毛刺芯棒8；在所述刀杆上通过螺丝固定内毛刺芯棒8，所述第一道水幕保护进水口1、刀杆阻抗器上部熔渣清除水管2、氩气入口3、第一道水幕保护5分别紧固在内毛刺刮刀7前100至500mm处，在内毛刺芯棒8的外周通过密封胶紧固有第二道高温绵保护4，通过第二道高温绵保护4进一步固定第一道水幕保护进水口1、刀杆阻抗器上部熔渣清除水管2、氩气入口3，第一道水幕保护5与第一道水幕保护进水口1通过螺栓紧固连接，内毛刺刮刀7设置在刀杆前端内毛刺刀座上。所述氩气保护装置被安置在焊管的内，所述导气管位于焊管焊接点的下方，将氩气保护气体引入到焊接点位置，对焊接点起到保护作用。

焊管高频焊接过程中由第一道水幕保护进水口1口通入水流，经5口喷出至钢管6内壁形成第一道水幕保护。由氩气入口3口通入一定流量的氩气，氩气比重大于空气所以氩气会从钢管6上端的焊接开口处缓慢溢出，在第二道高温绵保护4与第一道水幕保护5之间形成一个半封闭氩气气腔，对半熔化钢管在焊接完成前起到保护作用。刀杆阻抗器上部熔渣清除水管2通入水流，吹除在焊接过程中掉至内毛刺芯棒8上端的熔渣。图中内毛刺刮刀7将焊接完毕后挤出的钢管6内毛刺刮除干净。

钢管6进入下道生产工序。

⑧中频热处理：

焊管的焊缝的热处理温度控制范围在800～900℃之间，对焊缝及热影响区部位进行正火热处理，保温时间为30～60s。

⑨空冷/水冷：空冷段采用焊缝预冷工艺，在焊缝两侧的管体位置采用循环水冷却，将温度传递到焊管管体的焊缝位置，防止焊缝在进入水冷段前的温度过高，造成组织转变影响焊缝质量。

本发明的外径108～660.4mm耐腐、耐磨不锈钢HFW焊管生产方法生产规格如管径159mm、壁厚3mm、钢级4003的不锈钢焊管，生产工艺参数如下：

项目	工艺参数
		铣边前宽度mm	514
延展量(精前周长减去铣后宽度)	6
		精成型前周长mm	515

精成型后/焊前周长mm	502
		焊后周长mm	500
保护气体流量L/min	22
		输出功率KW	200
焊接温度,℃	1450
		热处理温度,	850
定径后周长mm	498

Claims (1)

1.一种外径108～660.4mm耐腐、耐磨不锈钢HFW焊管生产方法，该生产方法是将卷板经过成型机成型后，利用高频电流的集肤效应和邻近效应，使管坯边缘加热熔化，在挤压辊的作用下进行挤压焊接生产焊管，该生产工艺流程为：

①钢卷纵剪--②开卷--③剪切对焊--④螺旋式活套---⑤铣边--⑥成型--⑦高频焊接---⑧中频热处理--⑨空冷/水冷--⑩定径--⑾飞锯--⑿理化试验；该生产方法在⑥成型--⑦高频焊接--⑧中频热处理--⑨空冷/水冷--⑩定径的工序中步骤如下：

⑥/⑩成型、定径：

通过调整成型和定径四辊刚性机架设备对焊管进行成型、定径，焊管的椭圆精度达到±0.2mm，直度达到0.2mm/m；

⑦高频焊接：

在焊管高频焊接过程中通过氩气保护装置将焊接点与空气隔绝，对焊接点进行保护；高频直缝焊管管内水幕氩气综合焊接保护装置，该装置包括有刀杆、第一道水幕保护进水口、刀杆阻抗器上部熔渣清除水管、氩气入口、第二道高温绵保护、第一道水幕保护、内毛刺刮刀、内毛刺芯棒；在所述刀杆上通过螺丝固定内毛刺芯棒，所述第一道水幕保护进水口、刀杆阻抗器上部熔渣清除水管、氩气入口、第一道水幕保护分别紧固在内毛刺刮刀前100至500mm处，在内毛刺芯棒的外周通过密封胶紧固有第二道高温绵保护，通过第二道高温绵保护进一步固定第一道水幕保护进水口、刀杆阻抗器上部熔渣清除水管、氩气入口，第一道水幕保护与第一道水幕保护进水口通过螺栓紧固连接，内毛刺刮刀设置在刀杆前端内毛刺刀座上；所述氩气保护装置被安置在焊管的内，所述导气管位于焊管焊接点的下方，将氩气保护气体引入到焊接点位置，对焊接点起到保护作用；

⑧中频热处理：

焊管的焊缝的热处理温度控制范围在800～900℃之间，对焊缝及热影响区部位进行正火热处理，保温时间为30～60s；

⑨空冷/水冷：空冷段采用焊缝预冷工艺，在焊缝两侧的管体位置采用循环水冷却，将温度传递到焊管管体的焊缝位置，防止焊缝在进入水冷段前的温度过高，造成组织转变影响焊缝质量。