CN114789204B - 一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法、系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法、系统，涉及螺旋钢管加工技术领域，包括：计算每卷钢带能够卷制的钢管长度，并获取上一卷钢带对接板距前管端的实际距离；基于每卷钢带能够卷制的钢管长度、上一卷钢带对接板距前管端的实际距离得到下一卷钢带对接板距管端位置计算值；如所述计算值在标准位置范围内，则对接板位置符合标准要求；如所述计算值不在标准位置范围内，则进行对接板避让。本发明通过计算确定对接板的位置，使对接板位置始终控制在标准范围之内，降低成本，提高钢带成材率。

Description

一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法、系统

技术领域

本发明涉及螺旋钢管加工技术领域，尤其涉及一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法、系统。

背景技术

螺旋钢管是以钢带或钢板为原材料通过螺旋机组的卷至成型再通过焊接、水压检测、X射线检测或超声波检测，修补及平头倒棱等工序形成的管材。钢带对头焊缝如果位于管端会直接影响钢管的外径控制(外径偏差较大或出现扁平情况)；钢管现场连接的过程中将严重影响对口及焊接的效率与质量。因此在标准中针对钢带对头焊缝有严格的位置尺寸要求，即螺旋缝埋弧焊钢管上允许存在钢带对头焊缝，钢带对头焊缝与管端的距离不应小于300mm。

在实际生产过程中每卷钢带的重量是波动的，而且一般每批次钢管的生产过程中都会使用大量钢带，每卷钢带都会存在对头焊缝，而且对头焊缝的位置随着管材的生产是变化的；特别是一些口径特别大的管材几乎每根管材上都有一道对头焊缝(一般特大口径管材一根就需要大于一卷钢带的量)。

如果发现钢带对头焊缝的位置不符合标准的要求，行业内常规的做法为：若对头焊缝位置位于钢管前头且距前管端小于300mm则将整个对头焊缝的钢管进行切割掉，切割后的管头为废品，一般管头的长度要大于板宽(一般大口径管材使用的板宽为1500mm)；若对头焊缝位置位于钢管后头，且距后管端小于300mm,则在保证管材定尺长度的前提下，需要将前端没有对头焊缝的管材进行截取，使后端对接焊缝远离后管端，一般截取短接长度在300mm。该种方式不仅会造成大量浪费情况，而且严重影响大口径管材的生产成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法、系统，通过计算确定对接板的位置，使对接板位置始终控制在标准范围之内，降低成本，提高钢带成材率。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法，包括：

计算每卷钢带能够卷制的钢管长度，并获取上一卷钢带对接板距前管端的实际距离；

基于每卷钢带能够卷制的钢管长度、上一卷钢带对接板距前管端的实际距离得到下一卷钢带对接板距管端位置计算值；

如所述计算值在标准位置范围内，则对接板位置符合标准要求；如所述计算值不在标准位置范围内，则进行对接板避让。

作为进一步的实现方式，通过更换不同重量的钢卷错开对接板位置，以实现对接板避让；若钢卷重量差无法错开对接板位置，则生产时至钢卷设定长度位置进行换卷。

作为进一步的实现方式，每卷钢带能够卷制的钢管长度根据钢卷与卷制后的钢管面积相等的原理确定。

作为进一步的实现方式，所述每卷钢带能够卷制的钢管长度，通过每卷钢带总长度和板宽的乘积与钢管外径设定倍数的比值得到。

作为进一步的实现方式，每卷钢带总长度需要去掉调型管重量、板头切割长度和板尾切割长度。

作为进一步的实现方式，钢卷重量和调型管重量的差值与钢带米重的比值去掉板头切割长度、板尾切割长度即为每卷钢带总长度。

作为进一步的实现方式，所述标准位置范围大于调型管重量与设定参数的乘积，小于需要卷制的钢管定尺长度与设定参数、板宽的差值。

作为进一步的实现方式，第一卷钢带计算对接板位置的过程为：计算每卷钢带能够卷制的钢管长度，根据每卷钢带能够卷制的钢管长度得到对接板距管端位置，判断对接板距管端位置是否在标准位置范围内。

作为进一步的实现方式，对接板距管端位置不在标准位置范围内时，通过在板尾处截取部分钢带长度的方式进行避让。

第二方面，本发明的实施例还提供了一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让系统，包括：

钢管长度计算模块，被配置为：计算每卷钢带能够卷制的钢管长度；

对接板实际距离获取模块，被配置为：获取上一卷钢带对接板距前管端的实际距离；

计算值获取模块，被配置为：基于每卷钢带能够卷制的钢管长度、上一卷钢带对接板距前管端的实际距离得到下一卷钢带对接板距管端位置计算值；

对接板位置判断模块，被配置为：如所述计算值在标准位置范围内，则对接板位置符合标准要求；如所述计算值不在标准位置范围内，则通过更换不同重量的钢卷错开对接板位置。

本发明的有益效果如下：

本发明通过提前计算确定下一卷钢带对接板的位置，若不符合标准则通过更换不同重量的钢卷差错开对接板的位置(钢卷与钢卷存在重量差)，使对接板位置始终控制在标准范围之内，能够解决因避让钢带对接板而造成的切割废品管的问题，节约生产成本，提高钢带成材率。

本发明通过用不同重量的钢带偏差错开对接板的位置，若钢卷重量差无法错开对接板的位置，则生产时至钢卷设定位置进行换卷，以保证错开对接板的位置。

本发明对于第一卷钢带，计算每卷钢带能够卷制的钢管长度，根据每卷钢带能够卷制的钢管长度得到对接板距管端位置，判断对接板距管端位置是否在标准位置范围内；当对接板距管端位置不在标准位置范围内时，通过在板尾处截取部分钢带长度的方式进行避让。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的流程图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的计算结果示例。

具体实施方式

实施例一：

本实施例提供了一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法，如图1所示，包括：

计算每卷钢带能够卷制的钢管长度，并获取上一卷钢带对接板距前管端的实际距离；

基于每卷钢带能够卷制的钢管长度、上一卷钢带对接板距前管端的实际距离得到下一卷钢带对接板距管端位置计算值；

如所述计算值在标准位置范围内，则对接板位置符合标准要求；如所述计算值不在标准位置范围内，则进行对接板避让。

具体的，通过螺旋焊接钢管的成型原理及质量守恒定律进行结合可以将对接板位置通过计算进行确定。

实际生产过程中每卷钢带的质量不一样(卷与卷之间重量的最大偏差在1吨左右)，但钢卷的重量都是经过称重测量，为确定值，将钢卷的重量用M表示；在实际生产时钢带板宽、实际壁厚、需卷制的钢管外径、需要卷制的钢管定尺长度也是确定的，板宽用B表示，实际壁厚用d表示，卷制的钢管外径用D表示，需要卷制的钢管定尺长度用L表示。

另外，板头切割长度用L1表示，板尾切割长度用L2表示，对接板距管端的位置用S表示。

对接板位置确定的计算需要分两种的情况：一种是首次开机时计算对接板位置的情况，首次开机存在调型管的重量，用m表示；另一种是生产过程中计算对接板的位置，需要测量对接板距前管端的实际距离，用L3表示。

一、针对首次开机时第一卷钢带计算对接板位置的步骤如下：

1)计算钢带的米重，m1＝B*d*7.85/1000，其中钢带的密度是7.85kg/cm³。

2)计算每卷钢带总长度，L5＝(M-m)/m1-L1-L2，其中总长度值去掉调型管及板头、板尾后的长度。

3)计算每卷钢带能够卷制的钢管长度，根据钢带与卷制后的钢管面积相等的原理进行确定，如下：

L4＝L5*B/(3.14*D)。

4)计算对接板距管端位置，S＝(L4/L-INT(L4/L))*L，其中INT表示取整。

5)判断对接板位置是否符合标准位置范围，其中0.3m＜S＜(L-0.3-B)m，根据理论计算，若S在这个范围之内则对接板的位置符合标准要求。

以上为理论计算数据与实际生产数据存在一定的偏差，这种偏差与钢带宽度、厚度及钢管外径、定尺长度等均有关联，但主要影响因素来源于钢带的壁厚偏差，一般情况下钢带的正常偏差为0-+0.2mm；通过实际生产验证，将钢带实际壁厚d+0.1mm，则计算得对接板位置S能够保持与实际位置偏差精确到0.5米的范围；因此计算的对接板位置数据与标准要求数据之差的绝对值分别为：|S-0.3|＞0.5或|S-(L-0.3-B)|＞0.5；如果对接板计算位置在这个范围之内，则对接板位置符合标准要求，不需要进行避让；否则需要进行避让对接板。避让可以通过截取在板尾处多截取部分钢带长度的方式进行避让。

二、生产过程中计算对接板位置方法的步骤如下：

1)计算钢带米重，m1＝B*d*7.85/1000，其中钢带的密度是7.85kg/cm³。

2)计算每卷钢带总长度，L5＝(M-m)/m1-L1-L2，其中总长度值去掉调型管及板头、板尾后的长度。

3)根据钢卷与卷制后的钢管面积相等的原理计算每卷钢带能够卷制的钢管长度，每卷钢带能够卷制的钢管长度，通过每卷钢带总长度和板宽的乘积与钢管外径设定倍数的比值得到，即：L4＝L5*B/(3.14*D)。

4)通过米尺测量上一卷钢带对接板距前管端的实际距离L3。

5)下一卷钢带对接板距管端位置计算值S＝((L4+L3)/L-INT(L4+L3)))*L，其中INT表示取整。

6)判断对接板的位置是否符合标准位置范围，其中，标准位置范围为0.3m＜S＜(L-0.3-B)m。根据理论计算，若S在这个范围之内则对接板的位置符合标准要求。

以上为理论计算数据与实际生产数据存在一定的偏差，这种偏差与钢带宽度、厚度及钢管外径、定尺长度等均有关联，但主要影响因素来源于钢带的壁厚偏差，一般情况下钢带的正常偏差为0-+0.2mm；通过实际生产验证，将钢带实际壁厚d+0.1mm，则计算得对接板位置S能够保持与实际位置偏差精确到0.5米的范围；因此计算的对接板位置数据与标准要求数据之差的绝对值分别为：|S-0.3|＞0.5或|S-(L-0.3-B)|＞0.5；如果对接板计算位置在这个范围之内，则对接板位置符合标准要求，不需要进行避让；否则需要进行避让对接板。

基于本实施例的方法，通过输入已知的数据参数，能够得到对接板位置数据，例如图2所示的参数表。

本实施例计算预测下一卷钢带的对接板位置，若计算的位置需要避让对接板，则可以将重量相差较大的钢卷重量再次计算，符合要求则使用该钢卷进行卷制；该方式的目的是通过用不同重量的钢带偏差错开对接板的位置。若钢卷重量差无法错开对接板的位置，则生产时至钢卷一半位置进行换卷，以保证错开对接板的位置。

由于是针对大口径管材生产，本实施例能够大量节约因避让钢带对接板而造成的切割废品管的问题；节约生产成本，提高钢带成材率；避免浪费。

实施例二：

本实施例提供了一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让系统，包括：

钢管长度计算模块，被配置为：计算每卷钢带能够卷制的钢管长度；

对接板实际距离获取模块，被配置为：获取上一卷钢带对接板距前管端的实际距离；

计算值获取模块，被配置为：基于每卷钢带能够卷制的钢管长度、上一卷钢带对接板距前管端的实际距离得到下一卷钢带对接板距管端位置计算值；

对接板位置判断模块，被配置为：如所述计算值在标准位置范围内，则对接板位置符合标准要求；如所述计算值不在标准位置范围内，则通过更换不同重量的钢卷错开对接板位置。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法，其特征在于，包括：

计算每卷钢带能够卷制的钢管长度，并获取上一卷钢带对接板距前管端的实际距离；

基于每卷钢带能够卷制的钢管长度、上一卷钢带对接板距前管端的实际距离得到下一卷钢带对接板距前管端位置计算值；S=（(L4+L3）/L-INT(L4+L3））*L，其中INT表示取整，对接板位置用S表示，需要卷制的钢管定尺长度用L表示，上一卷钢带对接板距前管端的实际距离用L3表示，每卷钢带能够卷制的钢管长度用L4表示；

如所述计算值在标准位置范围内，0.3m＜S＜（L-0.3-B）m，板宽用B表示，则对接板位置符合标准要求；如所述计算值不在标准位置范围内，则进行对接板避让；

第一卷钢带计算对接板距前管端位置的过程为：计算每卷钢带能够卷制的钢管长度，根据每卷钢带能够卷制的钢管长度得到对接板距前管端位置，判断对接板距前管端位置是否在标准位置范围内；S=(L4/L-INT（L4/L）)*L。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法，其特征在于，通过更换不同重量的钢卷错开对接板位置，以实现对接板避让；若钢卷重量差无法错开对接板位置，则生产时至钢卷设定长度位置进行换卷。

3.根据权利要求1所述的一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法，其特征在于，每卷钢带能够卷制的钢管长度根据钢卷与卷制后的钢管面积相等的原理确定。

4.根据权利要求3所述的一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法，其特征在于，所述每卷钢带能够卷制的钢管长度，通过每卷钢带总长度和板宽的乘积与钢管外径设定倍数的比值得到。

5.根据权利要求3或4所述的一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法，其特征在于，每卷钢带总长度需要去掉调型管重量、板头切割长度和板尾切割长度。

6.根据权利要求5所述的一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法，其特征在于，钢卷重量和调型管重量的差值与钢带米重的比值去掉板头切割长度、板尾切割长度即为每卷钢带总长度。

7.根据权利要求1所述的一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法，其特征在于，对接板距前管端位置不在标准位置范围内时，通过在板尾处截取部分钢带长度的方式进行避让。

8.根据权利要求1所述的一种螺旋焊管生产过程对接板位置确定及避让方法的系统，其特征在于，包括：

钢管长度计算模块，被配置为：计算每卷钢带能够卷制的钢管长度；

对接板实际距离获取模块，被配置为：获取上一卷钢带对接板距前管端的实际距离；

计算值获取模块，被配置为：基于每卷钢带能够卷制的钢管长度、上一卷钢带对接板距前管端的实际距离得到下一卷钢带对接板距前管端位置计算值；

对接板位置判断模块，被配置为：如所述计算值在标准位置范围内，则对接板位置符合标准要求；如所述计算值不在标准位置范围内，则通过更换不同重量的钢卷错开对接板位置。