CN107081346A - 一种用两块不等壁厚弧形板制作大直径钢管的方法 - Google Patents

Abstract

一种用两块不等壁厚弧形板制作大直径钢管的方法，钢管主体由两块不同板厚的弧形板构成，分别以两块钢板的弧形中心线为基准展开放样下料，切割准备直板薄钢板和直板厚钢板，然后将直板薄钢板和直板厚钢板全熔透焊接为一块整体直板，进行预压弧度处理，使用三辊卷板机从薄钢板的端头位置开始卷制圆管，逐渐实现薄钢板和厚钢板对接位置的弧度成型，然后继续卷制厚钢板弧度至完成，使拼接的整体直板形成具有待焊口的圆管；钢管卷制完成后，对即将合拢的纵缝厚钢板端头、薄钢板端头使用手动葫芦分别进行纠偏矫正并点焊；对合拢的卷管厚钢板和薄钢板对接纵缝进行全熔透焊接，形成大直径钢管。本发明方法工序较为简单，对接焊接难度较小，校圆难度小。

Description

一种用两块不等壁厚弧形板制作大直径钢管的方法

技术领域

本发明涉及大直径钢管加工制作技术领域。

背景技术

由两块不等壁厚弧形板组成的大直径钢管多用于风电塔筒筒体椭圆门框安装位置，以往都是采用等厚钢板卷制。近年来，为了节约成本，这种大直径钢管多设计成不等壁厚钢管，钢管的大部分采用薄钢板，只有在安装门框的部位使用厚钢板。

现有用两块不等壁厚弧形板制作大直径钢管的方法是根据不等壁厚钢管的直径及不等厚壁的位置确定待焊接的薄侧钢板和厚侧钢板的宽度和长度，并选择一块与薄侧钢板长度和宽度相同的第三钢板，该第三钢板的厚度为薄侧钢板和厚侧钢板的厚度差，将第三钢板固定在薄侧钢板内侧上，弥补厚度差，形成全长厚度一致的拼焊板，然后再使用辊轮卷板机卷制；另一种方法是将两块厚度不同的钢板进行单独卷制，卷制完成后配合模具再焊接到一起形成不等厚筒体。这两种方法都存在工序复杂、对接焊接难度大、浪费材料、校圆难度大等问题。

发明内容

本发明的目的是在于解决现有技术的问题，提供一种工序较为简单、对接焊接难度较小、校圆难度小的用两块不等壁厚弧形板制作大直径钢管的方法，以得到外径相同而壁厚不等的大直径钢管，用于风电塔筒筒体椭圆门框安装位置。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用两块不等壁厚弧形板制作大直径钢管的方法，钢管主体由两块不同板厚的弧形板构成，制作方法步骤如下：

a)根据准备用于制作大直径钢管的两块不等壁厚的薄弧形钢板和厚弧形钢板的截面，分别以薄弧形钢板和厚弧形钢板的弧形中心线为基准进行展开放样下料，切割准备直板薄钢板和直板厚钢板；

b)将直板薄钢板和直板厚钢板全熔透焊接为一块整体直板，两块板的对接焊缝成为钢管的一条纵缝，直板薄钢板和直板厚钢板对接的坡口形式为K型坡口，直板薄钢板和直板厚钢板对接后的底平面在同一平面上；

c)使用三辊卷板机在拼焊的整体直板的直板薄钢板和直板厚钢板的外端分别进行预压弧度处理，通过三辊卷板机的下辊轮和上辊轮的往复卷压，使拼焊的整体直板的两端头向上翘曲；

d)预卷压完成后，使用三辊卷板机从薄钢板的端头位置开始卷制圆管，当薄钢板卷制到接近厚钢板过渡位置时，调节三辊卷板机的下辊轮的横向位移和上辊轮的竖向位移，进行过渡段弧度区域压制，压制过程中配合使用第一内弧样板、第二内弧样板进行卷制弧度检测比对，第一内弧样板用于板厚不变区域的卷制弧度检测比对，第二内弧样板用于薄钢板和厚钢板拼接段即板厚变化过渡区的卷制弧度检测比对；逐渐实现薄钢板和厚钢板对接位置的弧度成型，然后继续卷制厚钢板弧度至完成，使拼接的整体直板形成具有待焊口的圆管；

e)钢管卷制完成后，对即将合拢的纵缝厚钢板端头、薄钢板端头使用手动葫芦分别进行纠偏矫正并点焊；

f)对合拢的卷管厚钢板和薄钢板对接纵缝进行全熔透焊接，形成一个由两块不等壁厚弧形板组成的大直径钢管；

g)最后对全部纵缝焊接完成的圆管进行校圆。

本发明采用三辊卷板机设备，使用内弧样板配合，有效地完成了两块不等壁厚弧形板组成大直径钢管的制作，通过错位调节卷板机上下辊轮位置操作，实现厚薄钢板过渡弧度压制，这是其他加工方法从未采用过的方法。采用本发明方法，两块不等厚钢板焊接为一块整体直板卷制过程中，只需要三辊卷板机即可完成钢管成型，无需特殊模具辅助。相比于现有技术，本发明工序大为简化、对接焊接难度大大减小、校圆难度降低，具有节省加工制作时间、节约成本、大大提升生产效率的优势。

附图说明

图1是本发明所述的两块不等壁厚弧形板组成大直径钢管的截面示意图；

图2是两块不等壁厚弧形板组成大直径钢管的展开示意图；

图3是图2中A部位的局部放大图；

图4是拼焊直板的厚钢板和薄钢板外端分别预压弧度的示意图；

图5是薄钢板和厚钢板对接位置的过渡弧度压制成型示意图；

图6是钢板卷成管状的示意图；

图7是纵缝两端口产生错边的示意图；

图8是大直径钢管对接后两端头外圆弧度出现错边的示意图；

图9是校圆时采用的辅助垫块示意图；

图10a和图10b是圆管卷制过程中所需的第一内弧样板和第二内弧样板示意图；

图11是对两块不等壁厚弧形板组成大直径钢管的校圆示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

一种用两块不等壁厚弧形板制作大直径钢管的方法，方法步骤如下：

步骤一：首先根据准备用于制作如图1所示的大直径钢管的两块不等壁厚的薄弧形钢板1和厚弧形钢板2的截面，分别以薄弧形钢板1和厚弧形钢板2的弧形中心线1a、1b为基准进行展开放样下料，切割准备如图2所示的直板薄钢板1′和直板厚钢板2′；

步骤二：将直板薄钢板1′和直板厚钢板2′全熔透焊接为一块整体直板，两块板的对接焊缝成为钢管的一条纵缝，对接坡口形式为如图3所示的K型坡口；

步骤三：如图4所示，使用三辊卷板机在拼焊的整体直板的直板薄钢板1′和直板厚钢板2′的外端分别进行预压弧度处理，通过三辊卷板机的下辊轮3和上辊轮4的往复卷压，使拼焊的整体直板的两端头向上翘曲，预卷压后的两端弧度要符合圆管弧度要求。预卷压目的是避免或减少钢管合拢时对接纵缝位置出现直边区域，降低后期卷管制作难度；

步骤四：预卷压完成后，使用三辊卷板机从薄钢板的端头位置开始进行常规卷制，当薄钢板卷制到接近厚钢板过渡位置时，调节三辊卷板机的下辊轮3的横向位移和上辊轮4的竖向位移，进行过渡段弧度区域压制，压制过程中配合使用如图10a、图10b所示的第一内弧样板m、第二内弧样板n进行卷制弧度检测比对，第一内弧样板m用于板厚不变区域的卷制弧度检测比对，第二内弧样板n用于薄钢板和厚钢板拼接段即板厚变化过渡区的卷制弧度检测比对；然后继续卷制厚钢板弧度至完成，通过反复压制使拼接的直板形成了具有待焊口的圆管。厚钢板和薄钢板的过渡区域卷制过程如图5所示。

步骤五：对卷制错边进行纠偏后点焊。卷制过程中，会出现错边情况累积，最后导致卷制的圆管对接纵缝口出现错边，如图7、图8所示。出现此类情况时，在卷制完成后，使用本技术领域常用的手扳葫芦对即将合拢的纵缝5的两端口错边6进行纠偏，然后再对对接的薄钢板和厚钢板的两端头外圆弧度错边7进行纠偏，消除错边误差，之后进行点焊；

步骤六：如图6所示，对纠偏检验合格后的钢管，进行对接纵缝的全熔透焊接，形成一个由两块不等壁厚弧形板组成的大直径钢管；

步骤七：如图11所示，使用辊轮机对焊接完成后的钢管进行校圆。校圆过程中，对钢管弧度不符合的区域，采用如图9所示的钢板制作的辅助垫块8配合辊轮机校圆。当圆弧内弧度半径过小，在校圆时将辅助垫块8垫在下辊轮3与钢管外圆周表面壁中间，微调上辊轮往复回转即可矫正圆满。当圆弧内弧度半径过大，在校圆时将辅助垫块8垫在上辊轮4与钢管内圆周表面壁中间，微调上辊轮往复回转即可矫正圆满。校圆过程中，厚钢板过渡到薄钢板时，上辊轮下降，反之，上辊轮上升。校圆过程中要使用外弧样板检测钢管的外圆弧度是否符合要求，校圆完毕即完成由两块不等壁厚弧形板组成大直径钢管的加工制造。

采用本发明方法，可高效实现圆管直径2.0m～5.5m、厚钢板和薄钢板的板厚差值不超过20mm、钢板厚度8mm～60mm的大直径钢管的卷制。

Claims (1)

1.一种用两块不等壁厚弧形板制作大直径钢管的方法，其特征在于，钢管主体由两块不同板厚的弧形板构成，制作方法步骤如下：

a)根据准备用于制作大直径钢管的两块不等壁厚的薄弧形钢板(1)和厚弧形钢板(2)的截面，分别以薄弧形钢板和厚弧形钢板的弧形中心线(1a、1b)为基准进行展开放样下料，切割准备直板薄钢板(1′)和直板厚钢板(2′)；

b)将直板薄钢板(1′)和直板厚钢板(2′)全熔透焊接为一块整体直板，两块板的对接焊缝成为钢管的一条纵缝，直板薄钢板(1′)和直板厚钢板(2′)对接的坡口形式为K型坡口，直板薄钢板和直板厚钢板对接后的底平面在同一平面上；

c)使用三辊卷板机在拼焊的整体直板的直板薄钢板(1′)和直板厚钢板(2′)的外端分别进行预压弧度处理，通过三辊卷板机的下辊轮(3)和上辊轮(4)的往复卷压，使拼焊的整体直板的两端头向上翘曲；

d)预卷压完成后，使用三辊卷板机从薄钢板的端头位置开始卷制圆管，当薄钢板卷制到接近厚钢板过渡位置时，调节三辊卷板机的下辊轮(3)的横向位移和上辊轮(4)的竖向位移，进行过渡段弧度区域压制，压制过程中配合使用第一内弧样板(m)、第二内弧样板(n)进行卷制弧度检测比对，第一内弧样板用于板厚不变区域的卷制弧度检测比对，第二内弧样板用于薄钢板和厚钢板拼接段即板厚变化过渡区的卷制弧度检测比对；逐渐实现薄钢板和厚钢板对接位置的弧度成型，然后继续卷制厚钢板弧度至完成，使拼接的整体直板形成具有待焊口的圆管；

e)钢管卷制完成后，对即将合拢的纵缝厚钢板端头、薄钢板端头使用手动葫芦分别进行纠偏矫正并点焊；

f)对合拢的卷管厚钢板和薄钢板对接纵缝进行全熔透焊接，形成一个由两块不等壁厚弧形板组成的大直径钢管；

g)最后对全部纵缝焊接完成的圆管进行校圆。