CN116810299A - 一种压力钢管制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种压力钢管制造方法，涉及压力钢管技术领域，包括如下步骤：S1、钢管节段制作：将钢板经过坡口加工、压头、卷板、纵缝焊接工序后制成预制管，并将预制管经过校圆工序后制成钢管节段；S2、附属件装配：根据设计需求选择是否在钢管节段上装配附属件，并通过定位焊固定；S3、钢管节段组对：将多个钢管节段按预设顺序放置于胎架上；S4、钢管单元制作：将相邻两钢管节段端部之间的环缝焊接，并在所有环缝焊接完成后，将钢管节段上的附属件与对应的钢管节段满焊固定，以形成钢管单元；S5、钢管单元焊接：根据施工要求将多个钢管单元沿长度方向焊接以形成压力钢管。本发明有效地提高了压力钢管的质量。
Description
技术领域
本发明涉及压力钢管技术领域，具体而言，涉及一种压力钢管制造方法。
背景技术
在水利工程中，压力钢管作为引水的重要工具，其主要用来输送极大水压水流，由于引水路程远，进而导致压力钢管的长度较长，故在生产压力钢管时，通常会将其先分节制造，然后再根据施工需求组装焊接，然而在生产过程中，出于各种原因，常常会导致压力钢管质量欠缺，例如，钢板经过卷板工序后，压力钢管的圆度不达标；又或者，钢管节段的纵缝处焊接不牢固。
发明内容
本发明解决的问题是如何提高压力钢管的质量。
为解决上述问题，本发明提供一种压力钢管制造方法，包括如下步骤：
S1、钢管节段制作：将钢板经过坡口加工、压头、卷板、纵缝焊接工序后制成预制管，并将所述预制管经过校圆工序后制成钢管节段；
S2、附属件装配：根据设计需求选择是否在所述钢管节段上装配附属件，并通过定位焊固定，其中，所述附属件包括加劲环、支承环、止推环和阻水环中的至少一种；
S3、钢管节段组对：将多个所述钢管节段按预设顺序放置于胎架上，其中，每个所述钢管节段的纵缝与水平轴线和垂直轴线的夹角大于10度，同一所述钢管节段上相邻两纵缝的间距不小于500mm，相邻两所述钢管节段的纵缝的间距大于所述钢板厚度的5倍，且不小于300mm；
S4、钢管单元制作：将相邻两所述钢管节段端部之间的环缝焊接，并在所有所述环缝焊接完成后，将所述钢管节段上的所述附属件与对应的所述钢管节段满焊固定，以形成钢管单元；
S5、钢管单元焊接：根据施工要求将多个所述钢管单元沿长度方向焊接以形成压力钢管。
可选地，在所述钢管节段制作之前包括：
S0、钢板划线、标识：在所述钢板上画出钢板中心线、坡口角度以及切割线后，标识出钢管编号、所述钢板中心线、所述坡口角度以及所述切割线。
可选地，在所述钢板进行坡口加工工序前包括：
当所述钢管节段的钢管内径与设计水头的乘积小于或者等于50时，在所述坡口角度的预定线两侧各30mm范围内进行100％超声波检测，若所述钢板存在裂纹、分层缺欠和指示长度大于或等于50mm的线性缺失，则表明所述钢板不合格，将所述钢板进行返修，直至所述钢板合格；
当所述钢管内径与所述设计水头的乘积大于50且小于或者等于300时，在所述坡口的预定线两侧各40mm范围内进行100％超声波检测，当所述钢板存在裂纹、分层缺欠和指示长度大于等于50mm的线性缺失时，则表明所述钢板不合格，将所述钢板进行返修，直至所述钢板合格；
当所述钢管内径与所述设计水头的乘积大于300且小于1500时，在所述坡口的预定线两侧各50mm范围内进行100％超声波检测，当所述钢板存在裂纹、分层缺欠和指示长度大于等于50mm的线性缺失时，则表明所述钢板不合格，将所述钢板进行返修，直至所述钢板合格；
当所述钢管内径与所述设计水头的乘积大于或者等于1500时，在所述坡口的预定线两侧各60mm范围内进行100％超声波检测，当所述钢板存在裂纹、分层缺欠和指示长度大于等于50mm的线性缺失时，则表明所述钢板不合格，将所述钢板进行返修，直至所述钢板合格。
可选地，在所述坡口加工完毕后，立即涂刷无毒且不影响焊接性能和焊接质量的坡口防锈涂料。
可选地，所述钢板通过三辊卷板机进行卷板，在进行卷板工序时，多次调整所述三辊卷板机的上轴辊向下移动，在每一次调整所述上轴辊下移时，通过样板检查所述钢板的圆弧曲率的大小，直至所述钢板的圆弧曲率达到预设范围。
可选地，在所述预制管进行校圆工序时，所述预制管的管口平面度小于或者等于2mm，所述预制管的圆度不大于30mm。
可选地，在所述附属件装配前，在所述钢管节段外圆侧划装配位置线。
可选地，所述加劲环以多段扇形料拼接的方式装配于所述钢管节段上，所述加劲环的拼接焊缝与所述钢管节段的纵缝错开至少200mm以上。
可选地，在所述附属件装配完成后，将所述钢管节段撑圆固定并转运至所述胎架上。
可选地，在所述钢管单元制成后，对所述钢管单元进行防腐剂涂刷施工。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
在施工压力钢管时，先经过钢管节段制作、附属件装配、钢管节段组对、钢管单元制作四个步骤制成多个钢管单元、然后再经过钢管单元焊接步骤形成压力钢管；其中，在钢管节段制作过程中，先将钢板经过坡口加工、压头、卷板、纵缝焊接工序后制成预制管，再将预制管经过校圆工序后制成钢管节段，其能够保证单个钢管节段的圆度，从而便于附属件的预定位；在附属件装配过程中，需要根据设计需求选择是否在钢管节段上装配附属件，并通过定位焊固定，从而实现附属件的定位，避免在移动钢管节段时造成附属件移位；在钢管节段组对过程中，需要将多个钢管节段按预设顺序放置于胎架上，其中，每个钢管节段的纵缝与水平轴线和垂直轴线的夹角大于10度，同一钢管节段上相邻两纵缝的间距不小于500mm，相邻两钢管节段的纵缝的间距大于钢板厚度的5倍，且不小于300mm，这样，不仅便于焊接牢固，而且避免纵缝集中导致强度降低；在钢管单元制作过程中，将相邻两钢管节段端部之间的环缝焊接，并在所有环缝焊接完成后，将钢管节段上的附属件与对应的钢管节段满焊固定，以形成钢管单元，以便堆放、运输。综上所述，本申请的压力钢管制造方法能够有效地提高压力钢管的质量。
附图说明
图1为本发明实施例的压力钢管制造方法的流程示意图一；
图2为本发明实施例的压力钢管制造方法的流程示意图二。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本发明中，压力钢管包括多个焊接的钢管单元，每个钢管单元包括附属件以及多个焊接的钢管节段。至少一个钢管节段上安装有附属件。
如图1所示，本发明的实施例提供一种压力钢管制造方法，包括如下步骤：
S1、钢管节段制作：将钢板经过坡口加工、压头、卷板、纵缝焊接工序后制成预制管，并将预制管经过校圆工序后制成钢管节段；
S2、附属件装配：根据设计需求选择是否在钢管节段上装配附属件，并通过定位焊固定，其中，附属件包括加劲环、支承环、止推环和阻水环中的至少一种；
S3、钢管节段组对：将多个钢管节段按预设顺序放置于胎架上，其中，每个钢管节段的纵缝与水平轴线和垂直轴线的夹角大于10度，同一钢管节段上相邻两纵缝的间距不小于500mm，相邻两钢管节段的纵缝的间距大于钢板厚度的5倍，且不小于300mm；
S4、钢管单元制作：将相邻两钢管节段端部之间的环缝焊接，并在所有环缝焊接完成后，将钢管节段上的附属件与对应的钢管节段满焊固定，以形成钢管单元；
S5、钢管单元焊接：根据施工要求将多个钢管单元沿长度方向焊接以形成压力钢管。
在施工压力钢管时，先经过钢管节段制作、附属件装配、钢管节段组对、钢管单元制作四个步骤制成多个钢管单元、然后再经过钢管单元焊接步骤形成压力钢管；其中，在钢管节段制作过程中，先将钢板经过坡口加工、压头、卷板、纵缝焊接工序后制成预制管，再将预制管经过校圆工序后制成钢管节段，其能够保证单个钢管节段的圆度，从而便于附属件的预定位；在附属件装配过程中，需要根据设计需求选择是否在钢管节段上装配附属件，并通过定位焊固定，从而实现附属件的定位，避免在移动钢管节段时造成附属件移位；在钢管节段组对过程中，需要将多个钢管节段按预设顺序放置于胎架上，其中，每个钢管节段的纵缝与水平轴线和垂直轴线的夹角大于10度，同一钢管节段上相邻两纵缝的间距不小于500mm，相邻两钢管节段的纵缝的间距大于钢板厚度的5倍，且不小于300mm，这样，不仅便于焊接牢固，而且避免纵缝集中导致强度降低；在钢管单元制作过程中，将相邻两钢管节段端部之间的环缝焊接，并在所有环缝焊接完成后，将钢管节段上的附属件与对应的钢管节段满焊固定，以形成钢管单元，以便堆放、运输。综上，本申请的压力钢管制造方法能够有效提高压力钢管的质量。
需要说明的是，水平轴线和垂直轴线是指钢管节段横截面的水平轴线和垂直轴线，钢管节段能够绕水平轴线做圆周运动，钢管节段从顶部至底部，垂直于地面的轴线为垂直轴线；相邻两纵缝的间距以及相邻两所述钢管节段的纵缝的间距都是指沿钢管节段周向上的距离。
可选地，如图2所示，在钢管节段制作之前包括：
S0、钢板划线、标识：在钢板上画出钢板中心线、坡口角度以及切割线后，标识出钢管编号、钢板中心线、坡口角度以及切割线。
此步骤中，压力钢管的划线切割在具有足够刚度的切割平台上进行。用火焰切割后必须用角向磨光机进行坡口打磨。大于或者等于34mm的钢板需预热切割，或者通过试验后，再实施切割。这样，钢板划线、标识后，便于对钢板进行加工。
本实施例中，钢板划线时，每端放5mm至8mm加工余量(即单块长度方向总加长10mm至16mm)，以钢板较直的一个长边为基准划两端修边切割线。钢板划线后应用钢印、油漆和冲眼标识，分别标识出炉批号、钢管分段、分节、分块的编号、水流方向、水平和垂直中心线、灌浆孔位置、坡口角度以及切割线等符号。所有标识和信息应具有可追溯性。对于高强度钢板，划线时不得用锯条或凿子、钢印作标记，不得在卷板外侧表面打冲眼。
可选地，在钢板进行坡口加工工序前包括：
当钢管节段的钢管内径与设计水头的乘积小于或者等于50时，在坡口角度的预定线两侧各30mm范围内进行100％超声波检测，若钢板存在裂纹、分层缺欠和指示长度大于或等于50mm的线性缺失，则表明钢板不合格，将钢板进行返修，直至钢板合格；
当钢管内径与设计水头的乘积大于50且小于或者等于300时，在坡口的预定线两侧各40mm范围内进行100％超声波检测，当钢板存在裂纹、分层缺欠和指示长度大于等于50mm的线性缺失时，则表明钢板不合格，将钢板进行返修，直至钢板合格；
当钢管内径与设计水头的乘积大于300且小于1500时，在坡口的预定线两侧各50mm范围内进行100％超声波检测，当钢板存在裂纹、分层缺欠和指示长度大于等于50mm的线性缺失时，则表明钢板不合格，将钢板进行返修，直至钢板合格；
当钢管内径与设计水头的乘积大于或者等于1500时，在坡口的预定线两侧各60mm范围内进行100％超声波检测，当钢板存在裂纹、分层缺欠和指示长度大于等于50mm的线性缺失时，则表明钢板不合格，将钢板进行返修，直至钢板合格。
这样，根据制成的钢管节段的不同规格，对待加工坡口的部位附近进行检测，不仅避免因存在裂纹、分层缺欠和指示长度大于等于50mm的线性缺失导致坡口处强度降低，而且避免焊接质量降低。
钢板的切割质量和尺寸偏差应符合《热切割质量和几何技术规范》(JB/T10045-2017)的有关规定。切割面的氧化层、熔渣、毛刺应用砂轮磨去，切割时造成的坡口沟槽深度不大于0.5mm，否则应进行修磨。当坡口沟槽深度大于2mm时应进行焊补并修磨至规定要求。
可选地，在坡口加工完毕后，立即涂刷无毒且不影响焊接性能和焊接质量的坡口防锈涂料。这样，在坡口防锈涂料的作用下，有效地减少了坡口处生锈导致焊接质量下降的情况。
可选地，钢板通过三辊卷板机进行卷板，在进行卷板工序时，多次调整三辊卷板机的上轴辊向下移动，在每一次调整上轴辊下移时，通过样板检查钢板的圆弧曲率的大小，直至钢板的圆弧曲率达到预设范围。
本实施例中，为避免筒体纵缝接缝处形成直段，钢板卷制时需提前压头处理，压头的长度不小于300mm，压头的弧度应与钢管节段的管径相一致。压头卷板方向和钢板的压延方向一致。
钢板选用下辊可调的三辊卷板机进行卷板，可控制压头直边长度不大于3倍板厚，保证对圆质量控制在长度不小于1m样板，检查间隙不得大于2mm。
需要注意的是，在钢板卷制前需开动三辊卷板机进行空车运转检查，各转动部分运转声音正常，电器开关动作灵敏，润滑好，运转正常后方可进行钢板卷制。卷板时应使钢板逐渐弯曲卷制成形。被卷钢板应放在卷板机轴辊长度方向的中间位置，钢板的对接口边缘必须与轴辊中心线平行。卷制时还应多次调整上辊向下移动，使钢板弯曲，卷制成筒体。上辊每下降一次需开动卷板机，使工件在三辊卷板机上返卷一、二次。在每一次调整三辊卷板机上轴辊下移后卷弯时，都需要用样板检查钢板的圆弧曲率的大小，以防过量，直至钢板的圆弧曲率符合要求，即符合样板与瓦片间隙要求为止。在卷制过程中，应使钢板两侧边缘与轴辊中心线垂直，应经常进行检查以防跑偏造成端面错口。并应调整卷板机的轴辊相互保持平行，以避免卷制出的管节出现锥形。在卷制过程中，钢板必须随着钢板的圆弧曲率的轴辊同时滚动，不应有滑动现象，如出现滑动应立即排除。
可选地，在预制管进行校圆工序时，预制管的管口平面度小于或者等于2mm，预制管的圆度不大于30mm。
本实施例中，预制管校圆应在平台上进行，其管口平面度小于或者等于2mm。预制管的圆度(指同端管口相互垂直两直径之差的最大值)不大于3D/1000，且最大值不大于30mm，其中，D为钢管节段的设计直径；预制管的每端管口应至少测两对直径，两次测量应错开45度。这样，保证钢管节段圆度测量的精准性。
可选地，在附属件装配前，在钢管节段外圆侧划装配位置线。这样，便于附属件的快速装配。
可选地，附属件以多段扇形料拼接的方式装配于钢管节段上，附属件的拼接焊缝与钢管节段的纵缝错开至少200mm以上。
本实施例中，附属件(加劲环、支承环、止推环和阻水环)与钢管单元环缝距离大于或者等于200mm。附属件的对接焊缝应与钢管单元纵缝错开200mm以上。加劲环、支承环与钢管管壁间的组合焊缝应按施工图纸要求进行。阻水环与管壁间的组合焊缝应为连续焊缝。附属件与钢管节段的连接焊缝，钢管节段纵缝交叉处，应在附属件的内弧侧钻设半径30mm～40mm的避缝孔。避缝孔焊缝端头应封闭焊接。附属件的内圈弧度用样板检查，其间隙应符合相关技术要求。附属件与钢管外壁的局部间隙不应大于3mm。附属件组装的垂直度极限偏差应应符合《水利工程压力钢管制造安装及验收规范》(SL432-2008)相关规定。
可选地，在附属件装配完成后，将钢管节段撑圆固定并转运至胎架上。这样，在搬运过程中减少钢管节段变形情况的出现。
可选地，在钢管单元制成后，对钢管单元进行防腐剂涂刷施工。
本实施例中，压力钢管内防腐采用无溶剂聚氨酯涂料，无溶剂聚氨酯涂料应为均匀液状，包含A、B两种组分，A组分主要为多异氰酸酯(MDI)，B组分主要为多元醇(POLYOL)，A、B两种组分经反应形成钢管内防腐涂层。压力钢管内防腐设计使用年限不小于为50年，无溶剂聚氨酯内防腐涂层一次喷涂干膜厚度不小于500μm，我公司将根据所使用材料性能确定配比及涂层厚度。
读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种压力钢管制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、钢管节段制作：将钢板经过坡口加工、压头、卷板、纵缝焊接工序后制成预制管，并将所述预制管经过校圆工序后制成钢管节段；
S2、附属件装配：根据设计需求选择是否在所述钢管节段上装配附属件，并通过定位焊固定，其中，所述附属件包括加劲环、支承环、止推环和阻水环中的至少一种；
S3、钢管节段组对：将多个所述钢管节段按预设顺序放置于胎架上，其中，每个所述钢管节段的纵缝与水平轴线和垂直轴线的夹角大于10度，同一所述钢管节段上相邻两纵缝的间距不小于500mm，相邻两所述钢管节段的纵缝的间距大于所述钢板厚度的5倍，且不小于300mm；
S4、钢管单元制作：将相邻两所述钢管节段端部之间的环缝焊接，并在所有所述环缝焊接完成后，将所述钢管节段上的所述附属件与对应的所述钢管节段满焊固定，以形成钢管单元；
S5、钢管单元焊接：根据施工要求将多个所述钢管单元沿长度方向焊接以形成压力钢管。
2.根据权利要求1所述的压力钢管制造方法，其特征在于，在所述钢管节段制作之前包括：
S0、钢板划线、标识：在所述钢板上画出钢板中心线、坡口角度以及切割线后，标识出钢管编号、所述钢板中心线、所述坡口角度以及所述切割线。
3.根据权利要求2所述的压力钢管制造方法，其特征在于，在所述钢板进行坡口加工工序前包括：
当所述钢管节段的钢管内径与设计水头的乘积小于或者等于50时，在所述坡口角度的预定线两侧各30mm范围内进行100％超声波检测，若所述钢板存在裂纹、分层缺欠和指示长度大于或等于50mm的线性缺失，则表明所述钢板不合格，将所述钢板进行返修，直至所述钢板合格；
当所述钢管内径与所述设计水头的乘积大于50且小于或者等于300时，在所述坡口的预定线两侧各40mm范围内进行100％超声波检测，当所述钢板存在裂纹、分层缺欠和指示长度大于等于50mm的线性缺失时，则表明所述钢板不合格，将所述钢板进行返修，直至所述钢板合格；
当所述钢管内径与所述设计水头的乘积大于300且小于1500时，在所述坡口的预定线两侧各50mm范围内进行100％超声波检测，当所述钢板存在裂纹、分层缺欠和指示长度大于等于50mm的线性缺失时，则表明所述钢板不合格，将所述钢板进行返修，直至所述钢板合格；
当所述钢管内径与所述设计水头的乘积大于或者等于1500时，在所述坡口的预定线两侧各60mm范围内进行100％超声波检测，当所述钢板存在裂纹、分层缺欠和指示长度大于等于50mm的线性缺失时，则表明所述钢板不合格，将所述钢板进行返修，直至所述钢板合格。
4.根据权利要求1所述的压力钢管制造方法，其特征在于，在所述坡口加工完毕后，立即涂刷无毒且不影响焊接性能和焊接质量的坡口防锈涂料。
5.根据权利要求1所述的压力钢管制造方法，其特征在于，所述钢板通过三辊卷板机进行卷板，在进行卷板工序时，多次调整所述三辊卷板机的上轴辊向下移动，在每一次调整所述上轴辊下移时，通过样板检查所述钢板的圆弧曲率的大小，直至所述钢板的圆弧曲率达到预设范围。
6.根据权利要求1所述的压力钢管制造方法，其特征在于，在所述预制管进行校圆工序时，所述预制管的管口平面度小于或者等于2mm，所述预制管的圆度不大于30mm。
7.根据权利要求1所述的压力钢管制造方法，其特征在于，在所述附属件装配前，在所述钢管节段外圆侧划装配位置线。
8.根据权利要求1或7所述的压力钢管制造方法，其特征在于，所述加劲环以多段扇形料拼接的方式装配于所述钢管节段上，所述加劲环的拼接焊缝与所述钢管节段的纵缝错开至少200mm以上。
9.根据权利要求1或7所述的压力钢管制造方法，其特征在于，在所述附属件装配完成后，将所述钢管节段撑圆固定并转运至所述胎架上。
10.根据权利要求1所述的压力钢管制造方法，其特征在于，在所述钢管单元制成后，对所述钢管单元进行防腐剂涂刷施工。
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| CN202310524054.7A CN116810299A (zh) | 2023-05-10 | 2023-05-10 | 一种压力钢管制造方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117390795A (zh) * | 2023-12-07 | 2024-01-12 | 江苏宏宝优特管业制造有限公司 | 一种钢管加工制造工艺优化方法及系统 |
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2023
- 2023-05-10 CN CN202310524054.7A patent/CN116810299A/zh active Pending
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