JP5723020B2

JP5723020B2 - 大径ストレートシーム溶接管生産ライン

Info

Publication number: JP5723020B2
Application number: JP2013541183A
Authority: JP
Inventors: マ、リ; ガオ、グオホン; ラン、ジャオクイ
Original assignee: 大連三高集団有限公司
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: WO2012071836A1; US9266161B2; RU2013129913A; DE112011103968T5; RU2563394C2; JP2013545616A; DE112011103968B4; US20130239642A1

Description

本発明は大径ストレートシーム溶接管の生産装置に属し、特に管径がФ６３０ｍｍより大きい溶接鋼管を生産・製造する大径ストレートシーム溶接管生産ラインに関する。

現在、科学技術の発展に伴い、機械業界における搬送管路製品に対する各業界の要望がますます増えている。例えば、石油掘削業界では、大量の大径及び高機能の搬送管、特に管径がФ６３０ｍｍより大きい搬送管が必要とされている。現在、国内外の鋼管メーカは、Ф６３０ｍｍより小さい搬送管しか生産・製造できず、Ф６３０ｍｍより小さい搬送管を生産・製造する場合でも、単一な製造方法のみが採用された。例えば、ある外国の鋼管メーカは、ＦＥＸ成形法―即ち、フレキシブルフォーミング法を採用し、更に、一部の国内外の鋼管メーカは、通常、ゲージロール成形ユニットを採用する。そのため、前記各単一な製造方法でФ６３０ｍｍより大きい搬送管の生産・製造を図ることは、国内外の鋼管メーカにとって解決しにくい課題となっている。例えば、ゲージロール成形ユニットで大径ストレートシーム溶接管を製造する場合、被加工材の成形面の全体に成形ロールが配布され、鋼管の成形効果を良くすることができるが、その中の一つのアウターロールの重量でも、十トン余りとなる。このように大きい設備は、製造及び取付が難しいばかりでなく、投資額も大きい。しかも、生産効率が低いし、溶接管の品質も安定していない。特に現在、国内外の鋼管メーカは、前記いずれか一つの単一な製造方法でФ６３０ｍｍより大きい溶接管さえ生産・製造できないので、Ф６３０ｍｍより大きい溶接管を生産・製造する生産ラインからはまだ遠い。そのため、上記問題に対して、Ф６３０ｍｍより大きい溶接鋼管を生産・製造できる大径ストレートシーム溶接管生産ラインを研究し開発することが、とても必要となる。

上記技術に存在する欠点及び不足を避けるために、本発明は、プロセスの配置が合理であり、各プロセスにおいて先進的な加工機械が好ましく選択され、大径のストレートシーム溶接管を連続的に製造できるばかりでなく、重すぎる装置が要らなく、運行の信頼性及び生産効率が高く、製品の品質が安定しており、製造コストが低く、操作が安全であり、且つ使用がとても便利である大径ストレートシーム溶接管生産ラインを提供する。

本発明の目的は以下の技術方案で実現される：
前記大径ストレートシーム溶接管生産ラインは、大径ストレートシーム溶接管生産プロセスに従って設置され、前記大径ストレートシーム溶接管生産ラインは、主に原料保存テーブル、供給カート、アンコイラ、レべリング装置、せん断・突き合わせ溶接機、ループ、エッジミリングマシン、鋼板探傷器、昇降台、鋼管成形ユニット、溶接装置、引っ張り装置、熱処理装置、冷却装置、定径プレート式剛性圧延機、定寸切断機及びアンロードラックにより構成され、原料保存テーブルに保存された複数の帯鋼巻き状の被加工材が、供給カートによってアンコイラに搬送され、アンコイラで伸ばされた帯鋼状の被加工材が、レべリングのために、レべリング装置のピンチ機構によってレべリング装置に送入され、レべリングされた前、後帯鋼状の被加工材が、更にせん断・突き合わせ溶接機によって連続生産用の一体的なスラブ状の被加工材まで溶接され、その後、ループのピンチ機構によって、スラブ状の被加工材がループに巻き付けられ、ループ上のスラブ状の被加工材が、ループの出口を経てエッジミリングマシンに送入され、そして、エッジミリングマシンにより、被加工材の円周長―即ち所要のスラブ幅に基づいて、スラブ状の被加工材に対してエッジミリング及び溶接開先ミリングが行われ、鋼板探傷器により探傷がされ、鋼板探傷器の探傷後に合格とされた完成品のスラブ状被加工材が、昇降台を経て鋼管成形ユニットに送入され、鋼管成形ユニットによる成形処理の後、鋼管状の被加工材が溶接装置に送入され、被加工材に対するストレートシーム溶接、アイロンかけ及び溶接継目探傷検査が行われ、溶接装置に続く生産ラインのユニットにおいて、引っ張り装置が取り付けられ、鋼管状の被加工材が、当該引っ張り装置に駆動されて前進し、溶接継目に対する探傷検査により合格とされた溶接管状の被加工材が、熱処理装置、冷却装置に順に送入され、冷却済みの溶接管状の被加工材が定径プレート式剛性圧延機に搬送されて、製品の標準規定に従い、定径が行われ、定径後に合格とされた完成品状の被加工材が、ユーザーが希望する溶接管の長さに基づき、定寸切断機に送入されて切断された後、アンロードラックに送入され、将来の使用に備えて倉庫に入れられる、ことを特徴とする。

前記昇降台は、スクリュー昇降機によって駆動される高さ調整可能な昇降台である。

前記鋼管成形ユニットは、順にエッジ中空曲げ装置、ケージロール成形機及びプレート式剛性圧延機により構成され、前記プレート式剛性圧延機は、マシンフレーム本体、上水平ロール機構、上水平ロール調整機構、スライドベース、支持板、油圧シリンダー、下水平ロール機構、下水平ロール調整機構、側部立ロール機構及び側部立ロール調整機構により構成される。

前記溶接装置は、順に溶接機、アイロンマシン及び溶接継目探傷器により構成される。

前記冷却装置は、順に空冷ローラテーブル及び水冷ローラテーブルにより構成される。

本発明は、ストレートシーム溶接管の生産プロセスに従って、原材料のプロセスから最終的にユーザーの要求を満たす大径溶接管の完成品をアンロードラックに搬送するプロセスまでの一貫連続生産ラインである。実際に、当該連続生産ラインは、被加工材の異なる加工過程によって、主に、前、後帯鋼状の被加工材、スラブ状の被加工材、完成品のスラブ状被加工材、鋼管状の被加工材、溶接管状の被加工材及び完成品状の被加工材を順に含む連続生産ラインである。当該一貫連続生産ラインを実現するために、まず、レべリングされた前、後帯鋼状の被加工材が、せん断・突き合わせ溶接機によって連続生産用の一体的なスラブ状の被加工材まで連続的に溶接され、原材料供給プロセスによって連続生産ラインの主要条件が確保される。また、鋼管成形プロセスにおいて、エッジ中空曲げ装置、ケージロール成形機及びプレート式剛性圧延機を組み合わせて構成された鋼管成形ユニットが採用された。エッジ中空曲げ装置、ケージロール成形機及びプレート式剛性圧延機を組み合わせて構成された鋼管成形ユニットを採用したのは、通常の鋼管成形過程のルールが被加工材の「一」字状断面から成形機によって徐々に「Ｕ」字状断面に成形し、最後に被加工物を開口する「Ｕ」字状断面から閉鎖する「Ｏ」字状断面まで成形する特性を有するからである。従って、本発明は、鋼管成形過程の特性を研究し分析することによって、エッジ中空曲げ装置、ケージロール成形機及びプレート式剛性圧延機により構成されたストレートシーム溶接管成形ユニットの成形プロセスを提案している。これにより、鋼管成形特性に基いて、異なる成形段階で鋼管成形特性に適するような成形機が合理的に採用された。本発明は、被加工材の「一」字状断面〜「Ｕ」字状断面の成形段階において、複数のエッジ曲げ機構により構成されたエッジ中空曲げ装置を採用し、「Ｕ」字状断面の成形段階において、アウターロール装置、インナーロール、押下ロール装置、下駆動ロール、クロスビーム、スタンド、ベース及び下支持ロールにより構成され、アウターロール装置とインナーロールとを組み合わせて構成されたオープン式ケージロール成形機を採用し、閉鎖する「Ｏ」字状断面成形段階において、三つ以上のプレート式剛性マシンフレームにより構成されたプレート式剛性圧延機を採用し、各プレート式剛性マシンフレームは、マシンフレーム本体、上水平ロール機構、上水平ロール調整機構、スライドベース、支持板、油圧シリンダー、下水平ロール機構、下水平ロール調整機構、側部立ロール機構及び側部立ロール調整機構により構成される。これによって、成形過程において、より良い溶接銅管の成形効果が実現され、本発明によりФ６３０ｍｍより大きい溶接鋼管の生産製造が実現され、市場ニーズが満たされる。これに基き、本発明は、「大径ストレートシーム溶接管生産ライン」と名づけられた。尚、本発明の安定して信頼性が高い運行を確保するために、溶接装置のプロセスに続く生産ラインユニットにおいて、鋼管状の被加工材を前進させるように駆動する引っ張り装置が取り付けられている。

従来技術と比べて、本発明は、プロセスの配置が合理的であり、各プロセスにおいて先進的な加工機械が好ましく選択され、重すぎる装置が要らずに連続的に大径ストレートシーム溶接管を製造できるばかりでなく、運行の信頼性及び生産効率が高く、製品の品質が安定しており、製造コストが低く、操作が安全であり、且つ使用がとても便利であるなどの利点を有する。

本発明の具体的な実施例の各プロセスにおける加工機の平面配置概略図である。図１におけるＡ位置の拡大概略図である。図１におけるＢ位置の拡大概略図である。図１におけるＣ位置の拡大概略図である。

図１〜４に示す本発明の具体的な実施例は、Ф７１１ｍｍの溶接管を製造する大径ストレートシーム溶接管生産ラインであり、大径ストレートシーム溶接管生産プロセスに従って、大径ストレートシーム溶接管生産ラインが設置される。前記大径ストレートシーム溶接管生産ラインは、主に原料保存テーブル１、供給カート２、アンコイラ３、レべリング装置４、せん断・突き合わせ溶接機５、ループ６、エッジミリングマシン７、鋼板探傷器８、昇降台９、鋼管成形ユニット１０、溶接装置１１、引っ張り装置１２、熱処理装置１３、冷却装置１４、定径プレート式剛性圧延機１５、定寸切断機１６及びアンロードラック１７により構成される。原料保存テーブル１に保存された複数の帯鋼巻き状の被加工材が、供給カート２によってアンコイラ３に搬送され、アンコイラ３で伸ばされた帯鋼状の被加工材が、レべリングのために、レべリング装置４に送入され、レべリングされた前、後帯鋼状の被加工材が、更にせん断・突き合わせ溶接機５によって連続生産用の一体的なスラブ状の被加工材まで溶接される。その後、ループ６のピンチ機構によって、スラブ状の被加工材がループ６に巻き付けられ、ループ６上のスラブ状の被加工材が、ループの出口を経てエッジミリングマシン７に送入され、そして、エッジミリングマシン７により、被加工材の円周長―即ち所要のスラブ幅に基いて、スラブ状の被加工材に対してエッジミリング及び溶接開先ミリングが行われ、鋼板探傷器により探傷され、鋼板探傷器８の探傷後に合格とされた完成品のスラブ状の被加工材が、昇降台９を経て鋼管成形ユニットに送入され、鋼管成形ユニット１０による成形処理の後、鋼管状の被加工材が、溶接装置１１に送入され、被加工材に対するストレートシーム溶接、アイロンかけ及び溶接継目探傷検査が行われ、溶接装置１１に続く生産ラインのユニットにおいて、引っ張り装置１２が取り付けられ、鋼管状の被加工材が、当該引っ張り装置１２に駆動されて前進し、溶接継目に対する探傷検査により合格とされた溶接管状の被加工材が、順に熱処理装置１３、冷却装置１４に送入され、冷却済みの溶接管状の被加工材が、定径プレート式剛性圧延機１５に搬送されて、製品の標準規定に従い、定径が行われ、定径後に合格とされた完成品状の被加工材が、ユーザーが希望する溶接管の長さに基き、定寸切断機１６に送入されて切断された後、アンロードラック１７に送入され、将来の使用に備えて倉庫に入れられる。

前記昇降台９はスクリュー昇降機によって駆動される高さ調整可能な昇降台である。

図２に示すように、前記鋼管成形ユニット１０は、順にエッジ中空曲げ装置１８、ケージ成形機１９及びプレート式剛性圧延機２０により構成される。前記エッジ中空曲げ装置１８は、複数のエッジ曲げ機構により構成される。前記アウターロール装置とインナーロールとを組み合わせて構成されたオープン式ケージロール成形機は、アウターロール装置、インナーロール、押下ロール装置、下駆動ロール、クロスビーム、スタンド、ベース及び下支持ロールにより構成される。前記プレート式剛性圧延機は、三つ以上のプレート式剛性マシンフレームにより構成される。各プレート式剛性マシンフレームは、マシンフレーム本体、上水平ロール機構、下水平ロール調整機構、スライドベース、支持板、油圧シリンダー、下水平ロール機構、下水平ロール調整機構、側部立ロール機構及び側部立ロール調整機構により構成される。

図３に示すように、前記溶接装置は、順に溶接機２１、アイロンマシン２２及び溶接継目探傷器２３により構成される。

図４に示すように、前記冷却装置は、順に空冷ローラテーブル２４と水冷ローラテーブル２５とにより構成される。

上記内容は、本発明の最適な実施形態に過ぎず、本発明の保護範囲はこれに限定されていない。本技術分野を熟知するすべての技術者により、本発明で開示された技術範囲内で、本発明の技術方案並びにその構想に基づいて行われる均等な置き換え及び変更は、本発明の保護範囲に含まれる。

１原料保存テーブル、２供給カート、３アンコイラ、４レべリング装置、５せん断・突き合わせ溶接機、６ループ、７エッジミリングマシン、８鋼板探傷器、９昇降台、１０鋼管成形ユニット、１１溶接装置、１２引っ張り装置、１３熱処理装置、１４冷却装置、１５定径プレート式剛性圧延機、１６定寸切断機、１７アンロードラック、１８エッジ中空曲げ装置、１９ケージ成形機、２０プレート式剛性圧延機、２１溶接機、２２アイロンマシン、２３溶接継目探傷器、２４空冷ローラテーブル、２５水冷ローラテーブル。

Claims

大径ストレートシーム溶接管生産ラインであって、
大径ストレートシーム溶接管生産プロセスに従って設置され、前記大径ストレートシーム溶接管生産ラインは、主に原料保存テーブル（１）、供給カート（２）、アンコイラ（３）、レべリング装置（４）、せん断・突き合わせ溶接機（５）、ループ（６）、エッジミリングマシン（７）、鋼板探傷器（８）、昇降台（９）、鋼管成形ユニット（１０）、溶接装置（１１）、引っ張り装置（１２）、熱処理装置（１３）、冷却装置（１４）、定径プレート式剛性圧延機（１５）、定寸切断機（１６）及びアンロードラック（１７）により構成され、前記原料保存テーブル（１）に保存された複数の帯鋼巻き状の被加工材が、前記供給カート（２）によって前記アンコイラ（３）に搬送され、前記アンコイラ（３）で伸ばされた帯鋼状の被加工材が、レべリングのために、前記レべリング装置（４）のピンチ機構によって前記レべリング装置（４）に送入され、レべリングされた前、後帯鋼状の被加工材が、更に前記せん断・突き合わせ溶接機（５）によって連続生産用の一体的なスラブ状の被加工材まで溶接され、その後、前記ループ（６）のピンチ機構によって、前記スラブ状の被加工材が前記ループ（６）に巻き付けられ、前記ループ（６）上の前記スラブ状の被加工材が、前記ループ（６）の出口を経て前記エッジミリングマシン（７）に送入され、そして、前記エッジミリングマシン（７）により、前記被加工材の円周長―即ち所要のスラブ幅に基いて、前記スラブ状の被加工材に対してエッジミリング及び溶接開先ミリングが行われ、前記鋼板探傷器（８）により探傷され、前記鋼板探傷器（８）の探傷後に合格とされた完成品のスラブ状被加工材が、前記昇降台（９）を経て前記鋼管成形ユニット（１０）に送入され、前記鋼管成形ユニットによる成形処理の後、鋼管状の被加工材が前記溶接装置（１１）に送入され、前記被加工材に対するストレートシーム溶接、溶接部を押圧するアイロニング及び溶接継目探傷検査が行われ、前記溶接装置（１１）に続く生産ラインのユニットにおいて、前記引っ張り装置（１２）が取り付けられ、前記鋼管状の被加工材が、当該引っ張り装置（１２）に駆動されて前進し、溶接継目に対する探傷検査により合格とされた溶接管状の被加工材が前記熱処理装置（１３）、前記冷却装置（１４）に順に送入され、冷却済みの前記溶接管状の被加工材が前記定径プレート式剛性圧延機（１５）に搬送されて、製品の標準規定に従い、定径が行われ、定径後に合格とされた完成品状の被加工材が、ユーザーが希望する溶接管の長さに基き、前記定寸切断機（１６）に送入されて切断された後、前記アンロードラック（１７）に送入され、将来の使用に備えて倉庫に入れられ、
前記鋼管成形ユニット（１０）は、順にエッジ中空曲げ装置（１８）、ケージロール成形機（１９）及びプレート式剛性圧延機（２０）により構成される、
ことを特徴とする大径ストレートシーム溶接管生産ライン。
前記昇降台（９）は、スクリュー昇降機によって駆動される高さ調整可能な昇降台（９）である、
ことを特徴とする請求項１に記載の大径ストレートシーム溶接管生産ライン。
前記溶接装置（１１）は、順に溶接機（２１）、アイロンマシン（２２）及び溶接継目探傷器（２３）により構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の大径ストレートシーム溶接管生産ライン。
前記引っ張り装置（１２）はモータ、減速伝動機構により構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の大径ストレートシーム溶接管生産ライン。
前記冷却装置（１４）は、順に空冷ローラテーブル（２４）と水冷ローラテーブル（２５）とにより構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の大径ストレートシーム溶接管生産ライン。