钢管扩径工艺改进与提高扩径头寿命的研究

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金属管材扩孔工艺分析及扩孔工装的改进设计

2019年第3期热加工66S冲压与钣金tamping &Fabricating量不好，电导率不够的情况。

参考文献：[1] 徐芬，罗顺.铝合金母线排表面缺陷分析[J].材料研究与应用，2012，6(02):146-149.20181105[2] 李涛，李丹丹，贾林.6063铝合金管母线生产工艺及其性能[J].轻合金加工技术，2015，43(09):46-48.[3] 武恭，等. 铝及铝合金材料手册[M]. 北京：科学出版社，1994.作者简介：曹善鹏、王儒、陈立超、唐洪洋、李柏林，辽宁忠旺集团有限公司。

金属管材扩孔工艺分析及扩孔工装的改进设计■王明申，刘松江，梁开摘要：通过管材扩孔工艺分析，针对现有设备工装模具不足，改进设备，可以做到快速更换冲头、模具，增加新的导向机构，扩孔后直线度、同心度得到了保证，很多经常出现的问题得到了根本解决。

关键词：管材扩孔；工装；模具；直线度；同心度目前金属管材包含（spcc）钢管、（TP2M/TU2M）铜管、(1060-1080)铝管等材质对接时使用插接连接的方式（见图1），方式为管材一端进行扩孔，另一端直通管材，两端进行配合插接焊接。

图1 金属管材对接方式管材在扩孔过程中由于改前的设备经常采用螺纹式紧固连接机构，并且其冲头模具每次装夹更换均会出现冲头与模具同心度偏的问题（见图2），并且调节同心度方法是依靠有经验的技工完成，效率较低。

与此同时螺纹式扩孔冲头及夹具在使用过程中由于设备存在振动，造成设备关键部位出现轻微的位置偏差，造成相对应的位置公差累计，最终造成管材扩孔出现直线度、平行度差的问题，产品插接后使用时产生泄漏。

图 21. 改前工装模具结构改前结构（见图3）将扩孔图3 扩孔改前结构1.伸缩套具2.冲头3.锁紧限位套4.定位螺母冲头安装进气缸伸缩套具1内将冲头2外丝部位外漏并套如定位螺母4，将锁紧限位套3紧固到位，然后将定位螺母4从外层装2019年第3期热加工67S冲压与钣金tamping &Fabricating3. 工作部分详述及注意事项图5为扩孔工作部分组合图。

直缝埋弧焊钢管扩径头的研制

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摘
要：扩径头是直缝埋弧焊钢管生产线扩径机上的关键部件，一直依赖进口，价格昂贵且交货时间长，研
制国产扩径头迫在眉睫。从扩径头的技术难点人手，分析了中直径和大直径扩径头的不同结构形式和润滑方式。
在结构设计时．针对扩径头各部件的使用要求，选用不同的Ｔ具钢和相应的热处理Ｔ艺，确保了扩径头的整体使用寿命。新研制的扩径头投入使用两年来，共扩直缝埋弧焊钢管３万多根，合格率１００％，满足了扩径的要求。
关键词：直缝埋弧焊钢管；机械式扩径机；扩径头；结构；润滑
维普资讯
试研究验与
２５
直缝埋弧焊钢管扩径头的研制
夏金明，严威，沈讳军
（沙市钢管厂，湖北沙市４４０３０１）
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中图分类号：Ｔ３５４Ｇ５．文献标识码：Ｂ文章编号：１０ — ３１２０）２０２ — ４０１２１（０６０ — ０５０

扩径机扩胀装置技术的优化设计

扩径机扩胀装置技术的优化设计随着管道建设不断发展，制管技术及设备，装备也在不断推陈出新。

管的性能要求不断提高，向高强度，高韧性的方向发展，以及对钢管质量要求不断提高，管线钢材不断发展，国内宝钢、武钢、鞍钢已大力投入研制与开发高性能管线钢来满足国内需求，从X52-X80已研究成功，国外已发展到X120[1，2]。

要满足管道建设，提高制管的设备能力已经势在必行。

机械扩径作为提高钢管的质量的一种较为关键的技术装备。

其核心装置，受载荷大，引起的应力复杂，这就需要设计人员提高设备性能，不断进行技术革新，达到生产管道的工艺要求，达到效率要求，达到制作高性能管道的要求。

2.技术说明2.1机械式扩径机工作原理及扩径机头部结构示意机械式扩径是一段一段地进行，所以钢管是分步送入扩径装置的，由图1可知，机械式扩径机的关键部件——扩径装置是由拉杆往左移动，几个斜块体向外扩展，芯棒圆周增大，楔形体的力借助斜块通过扇形板作用在钢管上，从而与芯棒接触的一段钢管得到扩径，当拉杆与楔形体向右移动时，钢管与芯棒脱离开，以实现再次送进，进行下一段钢管的扩径。

2.2扩径力的理论值的计算扩径力的理论值计算公式1：P=2п.t.б.L（Tanа+и）.κ，P是扩径力，t是管的壁厚，б是材料的屈服极限，L是扩径长度，а是锥体的角度，и是垫板与锥体之间的摩擦系数（0.1-0.2），κ是经验值系数（0.8-1.2）[4，5]。

例1：φ610×14.3，材质为X65的钢管，需要的扩径力为：2×3.14×14.3×500（65×7约取大值500）×（400+80×0.8）×（0.062+0.175）×1=***-*****约为494吨。

2.3扩径工作时的主动力参数φ190拉杆的许用应力为：P1=M×Px，P1是拉杆的许用应力，M是拉杆危险截面面积，Px是疲劳许用应力。

焊接钢管机械扩径工艺和水压扩径工艺技术分析

焊接钢管机械扩径工艺和水压扩径工艺技术分析摘要：随着陆上和海上石油和天然气的迅速发展。

目前，对管道钢管制造工艺的要求越来越高，延伸工艺是钢管制造标准的要求之一。

本文详细介绍了焊接钢管机械扩径和水压扩径的定义和工作原理。

结合生产实际，从工艺技术角度分析了二者的异同，并对两种胀接设备的选择提出了相应的建议。

关键字：钢管焊接机械扩径水压扩径工艺技术一、钢管焊接概述：（一）焊接方法根据我国管道企业的经济实力、人员技术水平、设备及环境条件，远洋道路设备常用的焊接方法如下：1、手工焊条上焊2、手工焊条下焊3、自容药芯焊丝半自动焊4、RMD-STT气体保护半自动焊5、道全位置自动焊接（二）钢管焊接工艺特点：1.焊接设备简单,只需性能优良的手工弧焊直流电源；2.e8010-g纤维素焊条用于热加油，也具有良好的工作能力，3.e8010纤维素焊条用于焊接，性能良好；9316无损焊接试验比手工上焊合格，根焊道焊接采用E6010纤维素焊条,此焊条的操作性能良好,具有中等操作水平的焊工就可焊出合格的焊缝；4.具有数字预置和焊接电流特性，适用于长电缆焊接、防尘、防砂、防水、抗冲击施工，环境适应性好。

5.填充、盖面焊道采用E8018-G低氢下向焊焊条,此焊条的操作性能较差；6.焊缝无损检测合格率比手工上向焊高,但比纤维素焊条下向焊和药芯焊丝下向焊低;7.焊缝力学性能较好,具有较高的塑韧性和抗裂性。

熊谷长输管道焊接设备之管道下向焊焊机ZX7-400S-X适用焊条电弧焊、简易直流氩弧焊、纤维素焊条下向焊，具有焊接电流数字预设、显示，适合长电缆焊接，防尘、防沙、防水、防震设计，环境适应性好等特点。

二、扩径工艺分析：（一）扩径时钢管轴向收缩对其尺寸、性能的影响钢管轴向收缩对扩径时尺寸和性能的影响，当钢管急剧扩径时，它会轴向收缩以补偿扩径。

是壁厚。

损失。

钢管机械胀接时的外表面和内表面，表面有一定的摩擦力，其方向与钢管的轴向收缩力一致，恰恰相反。

大口径直缝焊管机械扩径工艺研究

c
b
a
á
图 6 扇形块结接触包角
由 3 式可知摩擦系数一定的情况下扇形块的数目 n 越大
逐渐趋于均匀但当 n 超过 8 ~ 12 块以后块
è/ σ
' θ
的比值变化不明显
è/σ
' θ
的比值越小
应力分布
因此生产中大多采用 8 ~ 12
4.3 扩胀速度一般而言胀形速度增加可改进材料的拉胀性能当接触区采用液体润滑时提高速度会改进
然而我国大口径直缝焊管制造技术处在落后水平目前国内只有少数几家具有大口径直缝焊管生产能力而且均采用进口设备生产不能满足国内国际上对大口径直缝焊管的需求为改变这种状况必须尽快发展直缝埋弧焊管技术开展广泛的研究研制出具有先进水平的大口径直缝焊管机组生产出高质量的直缝焊管满足我国发展的需要
1 直缝焊管扩径方法及其特点
直缝焊管扩径方式分为机械扩径和水压扩径两种机械扩径机主要由送管小车和扩径头组成扩径头由若干个扇形块扩胀块组成套在锥形芯轴上而芯轴通过拉杆固定在液压缸的活塞杆上当液压缸活塞和拉杆芯轴向右移或向左移时套在锥形芯轴表面的扇形块向外扩展或缩小扩径头伸入管坯内使管坯向外扩张达到扩径的目的机械扩径通过将管子扩张到屈服点而达到对管子的整形和矫直并且可以消除前面成形工序及焊接过程形成的残余内应力水压扩径则是将高压水注入焊管管坯内达到焊管屈服时再增压使焊管产生塑性变形实现扩径的目的机械扩
度消除内应力等不允许管壁有明显的减薄和壁厚不均匀现象但由于扩胀工艺存在不可避免的
变形不均匀性为确保成管质量需严格控制扩径率根据有限元仿真结果和实践经验一般取为
0.8% ~ 1.5%之间在直缝焊管生产实践中多采用 1%左右

中频感应加热推挤式钢管热扩径工艺及亟待解决的几个问题_师汉奎

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内模芯棒设计是以金属线膨胀计算为基础的 ! 一般扩径芯棒结构大致可分为 "导向区#变形区 $定径区 $平整区 $ 矫直区等五个区域 $ 如图 ! 所示 %
决定扩径后成品钢管的直径规格精度 % 如果设常温 3@ 时测量的扩径产品外径为 A 管 $ 芯棒定径区大径 ) 平整段直径 *为 A 定 % 则在扩径变形温度式 )& *成立 "
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化学法本方法
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化学法本方法
满足生产要求 !完全可以替代化学分析 !可以解决分析结果滞后于生产过程的矛盾 ! 将提高生产的控制水平"
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王家亮 ! 助理工程师 !%+&4 年就读于天津河北区职工大学化工系 & %+&- 年 %" 月毕业后分配到天津助听器厂 !%++! 年调入无缝钢

机械扩径工艺与工艺参数优化

机械扩径工艺与工艺参数优化摘要:本文设计了钢管扩径的相关模具,并在万能实验机上进行实验。

考察了扩径系数、顶锥锥角、摩擦系数对圆管扩径力的影响,扩径系数、顶锥锥角对变形分配的影响以及扩径系数、顶锥锥角对椭圆管规圆效果的影响。

关键词:扩径工艺参数优化钢管扩径1 钢管扩径技术的应用扩径是一种用小直径管坯生产大直径管材的方法。

扩径有两种方法:压人扩径和拉拔扩径,压人扩径法适合于管壁较厚、直径较粗、长度较短且长度与直径之比不大于10的管材。

对于为了控制内径尺寸精度而进行的扩径操作,则可以使用较长的管坯。

为了在扩径后较容易从管坯中取出扩径压杆,扩径压杆应有一定的锥度,在3m长度上其直径相差3mm～4mm。

一般情况下,压人扩径操作在液压拉拔机上进行。

拉拔扩径法适合于较小断面的薄壁长管生产,可在普通的链式冷拔管机上进行。

扩径拉伸方法和特点是:铜合金管材扩径拉伸的方法有压人扩径法和拉伸扩径法。

(1)压人扩径法。

在油压机上将直径大于管坯内径的芯棒压人管材内部,使管材内径扩大,壁厚、长度减小。

该方法适合于大直径厚壁管材的小批量生产。

(2)拉伸扩径法。

用拉伸机将直径大于管材内径的芯头拉过管坯内部,使管材内径扩大,壁厚、长度减小。

该方法适合于大直径薄壁管材的生产。

在扩径拉伸时,管材轴向受拉应力,因此,对塑性低的合金不宜采用。

扩径拉伸是将直径大于管坯的模芯压入管材内端部,采用压人法或拉伸法实现内径扩大、壁厚、长度减小。

2 扩径工艺原理根据外加弯矩的大小,椭圆管的弹塑性变形有以下几种情况,当附加弯矩很小时,椭圆管断面只发生弹性变形,当附加弯矩增加一定值,椭圆表面发生弹性变形,但椭圆管的内外表面都达到屈服极限,当再增加附加弯矩时,距离中性面一定距离的地方发生弹性变形,靠近内外表面的地方发生塑性变形,如果附加弯矩继续增加,塑性变形的区域逐步增加,直至中性面也发生塑性变形。

长轴两端实际上是断面继续弯曲增大曲率的过程,断面中性面以上处于受拉状态、中性面以下处于受压状态,长轴两端中性面以上轴向方向处于受压状态、中性面以下轴向方向处于受拉状态,因此原来成直线的中轴线逐步变成向内凹的曲线,短轴方向实际上是断面曲率变小的过程,在圆管加工成椭圆管的过程中,原来成直线的中轴线逐步变成向外凸的曲线。

大口径直缝焊管扩径消应工艺模拟

包容其间，启动液压缸使锁模装置锁紧外模，然后由充水端向钢管内部注入高压水，造成超过焊管屈服极限的一定的内压，致使焊管膨胀变形，其外径达到模具内腔尺寸，实现水压对钢管的整体扩径。

为了提高水压扩径焊管的质量，使管端几何尺寸的精度要求达到标准要求，许多厂家对水压扩径机进行不断的改造和完善。

陕京天然气管线中，由美国购进的ＵｏＥ直缝埋弧焊管大部分都是采用水压扩径生产的。

１．４．２机械扩径设备机械扩径的设备是机械扩径机，如图卜２所示。

机械扩径机由机座、支撑杆、动力、油缸、与油缸活塞连接的长拉杆、在拉杆的尾端固定的扩径头、扩径头支架、支承辊、升降辊道、旋转钢管对准焊缝装置的台车以及液压系统和电控装置组成。

图ｌ－２机械扩径机机械扩径采用斜块扩孔原理，是通过分瓣凸模使管坯产生塑性变形的一种扩径技术，其目的主要在于改善焊管的形状、提高尺寸精度和消除残余应力。

机械扩径是一段一段地进行的。

扩径头【１２】（图卜３）是由几个扇形块组成的芯棒安装在楔形体上，而楔形体则固定在液压缸的活塞杆上。

当液压缸活塞和楔形体向右移动时，（图１－２）由于构成芯棒表面的扇形块向外扩展，使得芯棒外圆周扩大，楔形体的力借助斜块通过扇形板作用在焊管内壁上，从而使与芯棒接触的一段焊管得到扩径ｊ图１－３扩径头机械扩径机一般配备四种规格的扩径头：外１．内锥体２．Ｔ形压板径２４～３０ｉｎ；３２～３８ｉｎ；４０～４６ｉｎ和４８～５６ｉｎ３．扇形板４．外锥体的各有一种。

扇形块是可以更换的，每一种外径及壁厚的焊管都要配上与之相适充分释放。

为此以各应变片的粘贴位置为中心，在该焊管上依次切割出５０×５０ｍｍ的测试块。

切割过程中用冷水降温以避免测试块受热升温。

３．为使测试块上的弹性应变能充分释放，待切割完成１天以后再对各测试块上粘贴的应变片进行应变增量的测量。

ｌ｛ｊｊ≮坐１圈２＿ｌ应变片粘贴位置图２－２粘贴好应变片的直缝焊管２．１．１．３残余应力计算由于大口径的直缝焊管可视为一处于二向应力状态的薄壳结构，因此根据测试块上释放的应变值，可用平面应力问题的广义虎克定律来计算该直缝焊管内、外表面测试点上的周向和轴向残余应力，计算公式为：％＝业１型－－Ｖ２盟（２－１）第四章直缝焊管ＪＣＯＥ成型与焊接过程模拟直缝焊管在制管过程中先要将钢板压制成圆筒状。

X80直缝焊管机械扩径有限元分析的开题报告

X80直缝焊管机械扩径有限元分析的开题报告
一、选题背景
现代工业中使用更广泛的管材类型之一就是焊管，而直缝焊管机械
扩径技术则是其中的一项重要工艺之一。

直缝焊管机械扩径是指使用机
械力量将焊管的直径扩大，使管材更加符合需求。

然而，由于直缝焊管
机械扩径的工艺比较复杂，扩径过程中可能存在各种问题，比如管材变形、管壁厚度均匀性等问题，因此，对扩径过程的机械特性及变形行为
进行研究是非常重要的。

本选题的目的是通过有限元分析的方法，研究直缝焊管机械扩径过
程中的机械特性及变形行为，并探讨如何改进扩径过程，提高管材质量。

二、主要研究内容
1.建立直缝焊管机械扩径的有限元模型。

2.将扩径过程中的材料变形行为加入模型，以分析管材变形情况。

3.分析管材扩径过程中的机械特性，如应力分布、应变分布等。

4.通过分析得出直缝焊管机械扩径过程中的物理特性，探讨如何改
进该工艺。

三、论文的意义
1. 为了提高管材性能，提高扩径工艺的工艺水平。

2. 为应用有限元分析探究直缝焊管机械扩径成形机理提供新思路，
孕育新技术新方案。

3. 广泛运用于工业中，提供技术支撑。

大口径热扩无缝钢管的发展与应用

大口径热扩无缝钢管的发展与应用徐小华1，陈俊德2，姜大伟1，薛刚毅2 ，肖学山1，陈益2（1 上海大学材料研究所，上海200072；2 无锡德新钢管有限公司，无锡214177）摘要介绍了大口径热扩无缝钢管的主要生产工艺和国内外热扩无缝钢管的研究现状和发展趋势。

建议加快我国热扩无缝钢管标准化的形成，以拓宽国内外无缝钢管市场。

关键词大口径无缝钢管热扩钢管中图分类号：TG306 文献标识码：ADevelopment and Application of Large-size Hot-expanding Seamless Steel TubeXU Xiaohua1，CHEN Junde2，JIANG Dawei1，XUE Gangyi2，XIAO Xueshan1，CHEN Yi2(1 Institution of Materials, Shanghai University, Shanghai 200072;2 Wuxi Dexin Steel Tube Co. Ltd, Wuxi 214177)Abstract The processing and research status and development trends of large-size hot-expanding seamless steel tube are introduced. Some suggestions for the development of hot-expanding seamless steel tube standards are proposed, in order to broaden the domestic and international markets.Key words large-sized, seamless steel tube, hot-expanded steel tube0 引言大口径无缝钢管（Ф406~1500mm× 6.4~270.0mm）主要用作一般流体输送管、石油天然气管线管、结构用管、压力容器用管、高压锅炉用管及军工用管等，钢管材质主要为优质碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢及特种合金等[1,2]。

无缝钢管穿孔的扩径

无缝钢管穿孔的扩径
无缝钢管穿孔的扩径是一种常见的加工方法，可以使钢管的直径增大。

扩径的目的通常是为了满足需要更大直径的钢管的需求。

扩径可以通过机械加工或热加工来实现。

机械加工是使用机械设备来扩径。

这种方法包括使用套筒、锤子、锉刀和其他工具来将钢管的直径加大。

这种方法在小规模的扩径任务中非常有用，但在大规模的任务中可能效率低下。

热加工是使用高温来扩径。

这种方法包括使用火炬或火焰喷射器来加热钢管的端部，使其膨胀并增大直径。

这种方法需要专业设备和培训有素的人员来实施，但可以在短时间内扩大大量的钢管。

无论采用哪种方法，都需要注意扩径过程中产生的应力和变形。

如果钢管的直径增加太多，可能会导致钢管的强度和韧性降低，从而可能引起危险。

因此，在扩径之前需要进行充分的计划和准备，并确保所有操作都符合安全标准。

- 1 -。

管件管材设计改进措施

管件管材设计改进措施一、引言管件和管材作为现代工程建设中必不可少的元素，其设计和选择对工程质量和安全起着重要的作用。

然而，目前存在着一些设计不足和生产工艺不合理的问题。

本文将探讨一些对管件管材设计进行改进的措施，旨在提高其性能和使用寿命。

二、材料选择在管件管材的设计中，材料的选择是十分重要的一环。

传统材料如铸铁、黑钢等，其耐腐蚀性和强度常常无法满足要求。

因此，我们应该考虑采用先进的材料，如不锈钢、合金等。

这些材料具有更好的耐腐蚀性和强度，可以有效提高管件管材的使用寿命。

三、优化结构设计管件和管材的结构设计也是关键之一。

传统设计中，常常采用焊接连接，但焊接在使用过程中容易产生裂纹、变形等问题。

因此，我们可以考虑采用其他连接方式，如法兰连接、搭接连接等。

这些连接方式不仅减少了焊接过程中的问题，还提高了管件的整体强度和密封性能。

四、提升制造工艺管件管材的制造工艺对其性能和质量也有着直接的影响。

传统的制造工艺中，常常存在着缺陷，如气孔、夹杂等。

因此，我们需要通过优化制造工艺，消除这些缺陷。

例如，可以采用真空熔铸、电渣重熔等先进工艺，以确保管件管材的内部结构均匀、无缺陷。

五、完善检测手段为了确保管件管材的质量，我们需要建立完善的检测手段。

传统的检测手段如目视检测、射线检测等存在诸多不足，无法满足现代工程的需求。

因此，我们可以引入先进的无损检测技术，如超声波检测、磁粉检测等。

这些技术可以对管件管材进行全面、精确的检测，提高其质量和可靠性。

六、加强质量管理管件管材的质量管理是管件管材设计改进的重要环节。

传统的质量管理模式中，常常缺乏有效的追溯机制和持续改进措施。

因此，我们应该加强质量管理，建立质量追溯体系，对每一道工序进行监控和记录。

同时，定期进行质量评估和问题分析，及时调整并改进设计和制造，以提高管件管材的整体质量水平。

七、结论通过以上改进措施，我们可以提高管件管材的性能和使用寿命，确保工程的质量和安全。

在今后的设计和生产过程中，我们应该积极采取这些改进措施，不断提升管件管材的质量，并与时俱进，迎接工程建设的新挑战。

直缝埋弧焊钢管的扩径

直缝埋弧焊钢管的扩径摘要对大直径直缝埋弧焊管生产中的扩径工序所采用的两种扩径方法——机械扩径和水压扩径的原理、设备组成及特性进行了详细的对比和分析,并讲述了机械扩径头的改进和发展,指出机械扩径在目前仍是一种比较可靠有效的扩径手段。

1前言随着我国东西、南北油气大干线、海底管线、矿浆管线建设高潮的到来,建设大直径直缝埋弧焊管厂已是当务之急。

直缝埋弧焊管的生产方法一些文章中已做了许多介绍,如:RBE、JCOE、U OE等,本文就不再赘述。

但不管采用哪一种生产方法,扩径是直缝埋弧焊管生产中重要的工序之一,也就是通常用英文字母表示各种生产方法缩写中的“E”,即Expanding。

2扩径工序的目的(1)矫正由焊接热效应造成的钢管变形,使钢管几何尺寸,如管径、椭圆度、直度等达到所要求的精度,见表1。

钢管管径精度和几何尺寸是焊管生产过程中质量控制的重要指标之一,不管是管线用钢管,还是桩用和结构用钢管都是由多根焊管对焊而成的,因此,对其管径公差、椭圆度、直度都有严格的技术要求和标准。

(2)消除在制管过程中由成型压缩加工所产生的所谓“包申格效应”(Baushinger Ef-fect),根据钢种不同,增加钢管强度0～15%。

(3)消除焊接过程中造成的焊缝部位的残余应力,避免石油或天然气中的氢在焊缝应力集中的区域产生氢脆而导致裂纹。

图1所示为扩径前后钢管应力分布的比较。

扩径率一般采用钢管直径的0.5%～1.5%。

扩径后,钢管壁厚可能减薄约0.8%,钢管长度减短约0.5%。

在选择钢管最佳扩径率时,应考虑焊缝的影响,分析扩径率与焊缝和钢管母材上的残余应力之间的相互关系,确定最佳扩径率,否则,就会使钢管出现椭圆度。

3机械扩径和水压扩径的特点钢管扩径方式分为水压扩径和机械扩径两种,早期(即1951年～1962年)建的UOE 焊管机组配备的大部分是水压扩径机。

1957年美国A.O.Smith公司首先开发了机械扩径机,并取得专利,并在该公司Wilwaukee厂投入使用,从此以后建的UOE焊管机组几乎全部采用机械扩径机。

大口径直缝焊管机械扩径工艺的研究进展

２．ＣｏｌｇｅｏａｅｉｌＳｃｅｃｎｌｅｆＭｔｒａｉｎｅａｄＥｎｇｎｅｉｉｅｒｎｇ，ＨｅｅｉｅｓｔｆＳｉｎｃｂｉＵｎｖｒｉｏｃｅｅｙ
ａｄＴｃｎｌｙｈｊｚｕｎ５０４ｈｎ）ｎｅｈｏｇ，Ｓｉａｈａｇ００５，Ｃｉａｏｉ
术—— 机械扩径技术对发展我国管线钢钢管制造业有着重要意义。介绍了大口径直缝埋弧焊管的机械
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扩径方法以及有限元仿真技术在大口径焊管机械扩径生产领域的近期研究成果，同时也探讨了大口径
焊管机械扩径技术的发展趋势。
关键词：直缝焊管；机械扩径；有限元；智能控制
的扩径头对高频埋弧焊螺旋焊管进行冷扩径marc得出机械扩径模具参数和工艺参数与产品的原理及工艺试验研究首次提出了扩径工艺能质量的关系培j采用机械扩径工艺对大口径够改善管坯残余应力分布和提高屈服强度这一结直缝焊管分段扩径螺旋焊管管端扩径结果对论
重型机械
・
专题综述・
大口径直缝焊管机械扩径工艺的研究进展
Ａｂｓｒｃ：ＴｅｌｒｅｄａｔｒＬＡＷｉｅｈｓｂｅｄｌｓｄｉｈｅｄｏｉａｄｇｓｔｎｍｉｉｎＩｉｔａｔｈａｇｉｍｅｅＳｐｐａｅｎｗｉｅｙｕｅｎｔｅｆｌｆｏｌｎａｒｓｓｏ．ｔｓｉａｉｏｔｎｏｅｄｖｌｐｎｆｓｅｌｐｐｎｆｃｕｉｇｉｄｓｒｒｓｈｃａｉａｅｐｎｉｇｔｃｎｌｇｍｐｒａｔｒｈｅｅｏｍｅｔｏｔｅｉｅｍａｕａｔｒｕｔｔｇａｐｔｅｍｅｈｎｃｌｘａｄｎｈｏｏｙｆｔｎｎｙｏｅｏｎｆｃｕｉｇｌｒｅｓａｅｌｎｉｄｎｌｌｅｔｅｉｅＴｅｍｅｈｄｏｃａｉａｘａｄｎｅｈｏｏｆｍａｕａｔｒａｇ —ｃｌｏｇｔｉａｌｗｅｄｄｓｅｌｐｐ．ｈｔｏｆｍｅｈｎｃｌｅｐｎｉｇｔｃｎｌｇｎｕｙｙｆｒｌｒｅｄａｔｒＬＡＷｉｅｉｉｔｏｕｅ．ＴｅｒｃｎｅｅｒｈｒｓｌｆｆｉｌｍｅｔａａｙｉｕｅｎｔｅｏａｇｉｍｅｅＳｐｐｓｎｒｄｃｄｈｅｅｔｒｓａｃｅｕｔｏｎｔｅｅｎｎｌｓｓｓｄｉｈｓｉｅｍｅｈｎｃｌｅｐｎｉｇａｅｆｌｒｅｄａｔｒｐｐｓｄｓｕｓｄＴｅｄｖｌｐｎｅｄｎｙｏａｇ — ｉｍｅｅｃａｉａｘａｄｎｒａｏａｇ — ｉｍｅｅｉｅｉｉｃｓｅ．ｈｅｅｏｍｅｔｔｎｅｃｆｌｒｅｄａｔｒｗｅｄｄｐｐｃａｉａｘａｄｎｅｈｏｏｙｉｐｉｔｄｏｔｌｅｉｅｍｅｈｎｃｌｅｐｎｉｇｔｃｎｌｇｓｏｎｅｕＫｅｒｓｙｗｏｄ：ＬＡＷｉｅｍｅｈｎｃｌｘａｄｎ；ＦＡ；ｉｔｌｇｎｏｔｏＳｐｐ；ｃａｉａｐｎｉｇｅＥｎｅｌｅｔｎｒｌｉｃ

高效率长寿命钢管热扩径装置[实用新型专利]

专利名称：高效率长寿命钢管热扩径装置专利类型：实用新型专利
发明人：王潮声,庄鸣华
申请号：CN201720606348.4
申请日：20170526
公开号：CN206794558U
公开日：
20171226
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种高效率长寿命钢管热扩径装置，包括机架和设置机架上的壳体，壳体两端设有开口，壳体内设有加热机构，机架上设有位于壳体两侧的扩径芯头组件和钢管给进组件，扩径芯头组件包括锥体的扩胀芯头和安装座，且扩胀芯头的顶端延伸进入到壳体内并位于加热机构中心，钢管给进组件包括设置在机架上的滑轨以及滑动配合在滑轨上的给进座，给进座上转动设有用于夹紧钢管的夹具，给进座与驱动机构连接，驱动机构可驱动给进座沿滑轨滑动以靠近壳体，并使钢管进入到加热机构中由扩胀芯头穿入，与现有技术相比，本实用新型利采用了稳定的给进结构，使得钢管在给进过程中达到匀速转动，提高加工速度和产品质量。

申请人：浙江博盛不锈钢制造有限公司
地址：323400 浙江省丽水市松阳县赤寿工业园区赤新路7号
国籍：CN
代理机构：杭州橙知果专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：曾祥兵
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管线扩径检修方案

管线扩径检修方案1. 引言管线是工业生产和城市基础设施中常见的组成部分，而管线扩径检修则是管线维护和升级的必要措施之一。

管线扩径检修可以帮助企业提高管道输送能力，保障生产安全，延长管线使用寿命。

本文档将介绍管线扩径检修方案的设计原则、方法和注意事项，以及在实际操作中可能遇到的问题及应对措施。

2. 设计原则在设计管线扩径检修方案时，需要考虑以下原则：2.1 安全性管线扩径检修过程中，必须确保工作人员的人身安全和管线的运行安全。

合理规划工作流程，选用符合安全标准的设备和材料，并制定详细的操作规程和安全防护措施。

2.2 经济性管线扩径检修需要投入一定的人力、财力和物力资源。

在设计方案时，需要充分考虑成本效益，选择经济实用的解决方案。

2.3 可行性管线扩径检修方案在设计上应考虑施工条件和现有管线结构特点，保证可行性和实用性。

同时，需充分评估方案的技术可行性和风险性，以减少不必要的风险和损失。

3. 管线扩径检修方法3.1 线外扩径检修线外扩径检修指的是在管道外部进行扩径工作，在管道上开挖出合适尺寸的孔洞，然后将新的管道连接至此孔洞。

这种方法适用于管道较短和深度较浅的情况。

具体步骤如下：1.清理管道周围的土壤和杂物；2.使用适当的工具，进行管道剥离和切割，获取所需的管段；3.在管道上开启孔洞；4.将新的管段连接至孔洞，使用合适的连接材料进行密封；5.恢复管道周围的土壤，进行场地清理。

3.2 线内扩径检修线内扩径检修是在原有管道内部进行扩径工作，不需要开挖土壤。

这种方法适用于较长的管道、地下管道和不易开挖的地区。

具体步骤如下：1.确定扩径位置和范围；2.选择适当的扩径工具和材料，根据扩径需求进行安装和调整；3.在管道内进行扩径操作，保证作业平稳进行；4.对扩径完成的管道进行密封，确保无泄漏；5.检查扩径效果，进行必要的测试和调整。

4. 注意事项在管线扩径检修过程中，需要注意以下事项：4.1 施工准备在施工前，应充分了解管道的结构、状态和使用情况。

无缝钢管穿孔的扩径

无缝钢管穿孔的扩径
无缝钢管穿孔的扩径是一种常见的加工方法，它可以将钢管的内径扩大，以适应不同的使用需求。

这种加工方法通常使用专业的穿孔设备，通过旋转和推进的方式，将钢管内部的金属材料逐渐削除，从而实现扩径的目的。

无缝钢管穿孔的扩径可以应用于许多领域，例如石油、天然气、化工、建筑等行业。

在石油和天然气行业中，无缝钢管通常用于输送油气，而扩径则可以增加管道的流量，提高输送效率。

在化工行业中，无缝钢管通常用于输送化学品，而扩径则可以减少管道的阻力，降低输送过程中的能耗。

在建筑行业中，无缝钢管通常用于建筑结构和管道系统，而扩径则可以适应不同的管道连接需求，提高建筑结构的稳定性和安全性。

无缝钢管穿孔的扩径需要注意一些技术细节。

首先，需要选择合适的穿孔设备和工具，以确保加工质量和效率。

其次，需要控制加工速度和压力，以避免过度削除和损坏钢管。

此外，还需要注意加工过程中的润滑和冷却，以保护设备和材料，并提高加工效率和质量。

无缝钢管穿孔的扩径是一种重要的加工方法，它可以适应不同的使用需求，提高管道的流量、降低阻力、增加连接方式等。

在实际应用中，需要注意技术细节和安全措施，以确保加工质量和效率。

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［２］张绍庆．直缝埋弧焊钢管的扩径【Ｊ］．焊管，２０００，２３
（５）：４２一４７．［３］金森，郭宝峰，任运来．大口径管线钢管机械扩径工艺
实验研究【Ｊ］．锻压技术，２００１（３）：４４一４６．
［４］郭宝峰，金森，吴生富，等．扩径率和重叠量对机械扩径制品品质的影响【Ｊ］．中国机械工程，２００４，巧（１２）：
０引言
钢管扩径是ＵＯＥ制管工艺的最后一道主要工序，也是直缝埋弧焊管生产中产品得到最后尺
寸和精度的关键工艺〔‘一’〕。在钢管生产中，对焊
后的钢管扩径，可以消除变形，改善尺寸精度，提高钢管的平直度，并消除残余应力，提高屈服强
度［３］。钢管扩径工艺和扩径机的设计制造在发
达国家已经过多年研究和应用，目前钢管生产中大都采用机械扩径，并已经取得比较好的效果。一套扩径头可扩径钢管万根以上。扩径头的寿命对生产影响很大，扩径头的寿命与其设计制造密
伤时，轴向推力实测值大大超过计算值。
减小摩擦的主要措施是强化润滑，润滑油膜可以减小楔体和锥面间的摩擦，增大实际接触面积，使接触部分压力均布，提高抗疲劳磨损的能力。提高润滑能力有两方面措施：
（１）合理地选择润滑油的粘度，油的粘度越高，抗疲劳磨损能力越强。润滑液粘度直接受温
度变化的影响，当温度升高时，粘度降低，润滑和抗压力能力下降。摩擦表面的温度和压力、滑动速度有关。扩径过程中，选择合适的进给速度和及时冷却也是提高扩径头使用寿命的重要措施。
３调整润滑减少摩擦
扩径头失效的主要原因是摩擦磨损。运动过程中力的变化和摩擦条件的改变是摩擦损耗的主要因素，自锁和爬行现象也都和摩擦有关。在扩
径头摩擦条件恶劣时，增大扩径头的轴向推力可克服摩擦阻力，但加剧了扩径头的磨损。试验表
明，在摩擦条件不好，扩径头的滑动面开始出现损
５结语
２００５年９月
４维持反向压力消除回程冲击
在扩径过程中，由于润滑条件的改变和摩擦表面的磨损，摩擦系数随之改变，导致摩擦角的改变，有可能形成自锁，在回程时需要反向推力松开。施加反向推力会产生冲击，不仅引起振动，还很容易拉伤摩擦件表面。回程冲击可以通过调整正向推力油压卸压和返程背压的时间配合来解决。如图２所示，在ｔｌ时刻，正向进给达到扩径位置，卸压时调整节流阀缓慢降低压力，对返程起缓冲作用，可消除返程突然脱开产生的冲击振动。
焊管 ·第２８卷第５期 ·２００５年９月
钢管扩径工艺改进与提高扩径头寿命的研究
李宏
（沙市钢管厂，湖北荆州４３４００１）
摘要：通过对钢管扩径工艺分析，提出合理调整各种参数，改进工艺方法，强化摩擦面润滑，合理进行操作，可达到提高扩径机扩径头使用寿命的目的。关键词：钢管扩径；扩径工艺；扩径头；使用寿命中图分类号：ＴＧ６６９文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－３９３８（２００５）０５一《０６６－０３
１１１１一１１１４．
返程背压曲线
作者简介：李宏（１９５７一），男，大学学历，高级工程师，现任中国石化集团江汉石油管理局沙市钢管厂厂长、湖北省石油学会常务理事、湖北省机械工程学会理事。
图２推力曲线和返程背压曲线
收稿日期：２００５－０６－０７编辑：郑一维
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７８
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１－钢管一多面棱锥体３一扇形楔块４一联结件５一主轴６一保护套
主油缸
８一行程控制器９一轴承座１０－钢管输送装置１１一支撑辊
图１钢管扩径工艺过程示意图
第２８卷第５期
扩径过程中需要确定的运动参数包括轴向移动行程扩径率入和轴向移动速度。。２．１扩径率人的取值
扩径率直接影响到钢管的品质。数值模拟和试验研究都表明，钢管的圆度误差在扩径率人＝
１％左右时效果比较好〔’一４１。扩径率决定了钢管
的塑性变形量，同时也决定了扩径力数值，由此可计算出扩径推力的大小。扩径头失效的主要形式是滑动面上材料磨损失效，扩径力是决定摩擦力大小的最主要原因。从保护扩径头的角度出发，在满足钢管制品要求的前提下，扩径率越小对扩径头的磨损越小。因此扩径率入的取值应在０．８％一１．１％之间，上下限视管径大小确定，管径大，取较小值。２．２扩径进给速度的选取
扩径进给速度，的选取要考虑两方面因素：虽然速度快可使扩径生产效率提高，但是摩擦会随速度增加而加剧，发热增多，温度升高，使润滑油粘度降低，致使楔形摩擦块工作条件恶化，降低扩径头寿命。由于摩擦条件的改变，在扩径运动中，会出现低速爬行现象，因此，在避免出现低速爬行的条件下尽可能采用较低的进给速度。由于
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（２）根据润滑油粘度调整喷油孔的位置和喷油压力，使润滑油均匀喷洒在楔形块和锥体的摩擦表面，有利于在滑动摩擦的摩擦表面建立润滑油膜。在每次扩径操作前应检查工作压力下润滑油喷洒情况，调整喷油压力，确认喷油情况符合要求后再开始扩径作业。待到扩径头油温上升后，
需适当降低喷油压力，以提高润滑油粘度。
推力曲线
卸压曲线
钢管扩径机工作条件严格，不仅对设计制造提出了很高的要求，而且对扩径工艺也提出了较高的要求。通过对运动参数、液压以及润滑等环节适当调节，可以有效地提高生产效率，减少摩擦磨损，延长扩径头的使用寿命。
参考文献：
［１］郭宝峰．大口径直缝焊管ＵＯＥ成型技术及发展策略［Ｊ］．锻压技术，２０００（３）：２２一２５．
切相关，但扩径工艺和工艺参数的选择也是影响因素之一。我厂在钢管机械扩径过程中，通过工艺分析，在工艺方面采取了一些可行的措施，对延长扩径头的使用寿命，减少修复和制造新品带来的待机时间及降低费用十分有效。
１扩径工艺过程和工艺参数
机械扩径头是由多面棱锥体和对应的扇形楔块组成，通过液压驱动及依靠楔面的扩张作用，达到扩径的作用。机械扩径的工艺过程是将钢管由液压驱动的输送装置送至扩径机端（如图１所示），
李宏：钢管扩径工艺改进与提高扩径头寿命的研究
使其与扩径机中心线一致并固定，然后将钢管向扩径机移动一定的扩径长度，开始分段扩径。多面棱锥体由液压驱动主轴推动做轴向移动。每一段扩径前，扩径机圆周润滑油喷口对楔形摩擦块均匀喷洒润滑油。完成一根钢管扩径后退出钢管并冷却扩径头。
扩径工艺过程需要确定的参数有：（１）扩径率人，单位％，是指直径扩大量和钢管直径的比值，与钢级、管径、壁厚有关，其值可以通过计算或试验得到；（２）轴向移动距离５，单位ｍｍ，由扩径机的楔形块角度和扩径率确定；（３）轴向移动速度。，单位而ｍｉｎ；（４）扩径重叠量ｋ，单位ｍｍ，是指两次扩径过渡段的重叠长度；（５）每次润滑油喷出量ｑ，单位Ｌ。
摩擦系数在扩径运动中是变化量，与扩径头的实际状态有关，事前不能计算出准确的数值；因此，应经过试验得出合适的进给速度，而且在扩径头出现磨损后还要做适当调整。２．３扩径重叠量的选取
严格说，重叠量ｋ不包括在运动参数中。在两段扩径之间的过渡区会出现非均匀塑性变形，为了保证钢管质量，通常在扩径过渡区设定一个重叠量（当无重叠时，ｋ二０）。重叠量的大小除了影响过渡区质量外，还会影响扩径生产效率和扩
径头工作寿命。有研究表明冈，重叠量的大小不
会对钢管精度构成明显影响。因此，重叠量的选取主要考虑如何在生产效率和扩径头工作寿命之
间进行取舍。当扩径头寿命成为主要矛盾时，有
必要适当加大重叠量，重叠量的增加有助于减小扩径塑性变形力，从而降低扩径头的磨损。
２扩径过程运动参数对扩径头寿命的影口向分析和调整
１１４５／ＴＧ。本刊为大１６开６４版，双月底出版，全年订价（含邮费４０元），自办发行。地址：河南省郑州市中原西路１４２号邮编：４５０００７电话：０３７１一６７６１１１４２６７６３４４０６传真：０３７１一６７６３４３７４Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｓｚｐｂｊｂ＠１２６．二单位：中钢集团郑州金属制品研究院银行：工行建设路支行账号：１７０２０２０５０９２０００１３３９２汇入地：河南省郑州市