技術(shù)進步提高了成形高精密無縫鋼管精度和橢圓度。
U、O形壓力機的方式和能力沒有變化,各加工工序制造技術(shù)的進步,進一步提高了成形高精密無縫鋼管精度和橢圓度。也有運用FEA優(yōu)化高強度鋼管和超厚壁精密管成形條件的報告。也有為了預測壓潰壓力,為了預測制管后的力學性能、殘余應力和形狀,運用FEA的例子。U形壓力機的滑塊式和側(cè)氣缸式比較,側(cè)氣缸式的成形范圍大,無論是厚壁還是薄壁的成形能力都良好。連桿式處于這些之間。
開發(fā)了可以高質(zhì)量化、高速化進行定位焊接的焊接技術(shù)、焊接裝置及焊接材料,從間歇定位轉(zhuǎn)向連續(xù)定位,有定位線從二條集約到一條的鋼管軋機,這樣有助于高效率操作和省力化。高精密無縫鋼管內(nèi)外面用一道SAW制造,為了提高生產(chǎn)率實現(xiàn)多電極化,內(nèi)面焊接3-4個電極;外面焊接4個電極是主流。
即使是相同的設備,由于各電極的電流配備、焊劑的改良,提高了焊接速度,于是減少了焊接線的數(shù)量。此外,還實施自動化節(jié)省了人力。為制造高強度鋼管和超厚壁精密管,要求擴管工序有強力的擴管器,也有引進高能力擴管器的軋機。
自動化
高精密無縫鋼管直徑、壁厚、橢圓度等自動尺寸測定有了進步。鋼管坡口、焊道形狀的測定、自動標記技術(shù)、利用圖像識別的部件跟蹤技術(shù)獲得發(fā)展,可以對每根鋼管從上游工序直到出庫進行全過程數(shù)據(jù)管理。近年來,與客戶在網(wǎng)上電子化的數(shù)據(jù)共享,可以時時掌握制管的進展、出庫試驗結(jié)果等。
高精密無縫鋼管制造技術(shù)的進步
LSAW大口徑鋼管的制造方法以UOE法為主,直徑和壁厚超過UOE制造范圍時,用三輥彎曲法和壓力彎曲法制造。20世紀90年代中期以德國、印度、俄羅斯和中國為中心建設了JCOE法的大口徑鋼管廠,是與UOE法詳細比較的時期。
JCOE鋼管的制造工序
JCOE法是德國SMS Meer公司開發(fā)的。其工序是:①軋邊;②預彎邊;③采用壓力機彎曲一端彎曲成J形狀,另一端同樣成J形,成形為C形,最后成形為管縫打開的O形;④管縫焊接;⑤擴管。與UOE法比較,UO部分置換為③壓力機彎曲。最大可制造范圍是直徑60in.,長度18m,使用普通工具鋼管壁厚是40mm,使用特殊工具最大可達到65mm。40mm壁厚時,12.2m長度的壓力機負荷是65MN,18.3m長度的壓力機負荷是100MN。
JCOE鋼管的特點
JCOE法的特點是設備成本低,一條生產(chǎn)線的投資額是UOE的1/8,產(chǎn)量是1/2。特別是每種尺寸U形壓力機、O形壓力機的模具與UOE法不同,工具成本低,更換時間也短,所以,適合生產(chǎn)多品種量少的鋼管。作為鋼管特性,因進行最后擴管,推測殘余應力與UOE法差別不大。UOE法中,U形壓力機彎曲的部分,O形壓力機初期形成多角形時折彎部分變形大,圓周方向有變形分布。JCOE法中,如果仔細進行J成形,變形分布小。如何仔細進行J成形對生產(chǎn)率有直接影響,但實際操作不明確。定位焊接以后與UOE鋼管相同,擴管之后JCOE法和UOE法生產(chǎn)的鋼管品質(zhì)差異不大。
螺旋焊管制造技術(shù)的進步
從1994年以后,日本國內(nèi)就沒有新建螺旋焊管軋機,但是進行了旨在提高生產(chǎn)效率的焊接速度提高和縮短組裝時間的設備改造。在海外,采用面向管線鋼管的高品質(zhì)、高效率化的Two-step工藝。
應用領域
管線鋼管領域
以前高級管線鋼管的制造方法是UOE獨霸市場,但現(xiàn)在這種狀況正在發(fā)生很大的變化。直徑26in.以下的管道也在廣泛使用電焊鋼管。在X80級以下、壁厚20mm以下的領域,使用熱軋鋼板為原料軋制鋼管的項目也在增加。
UOE法的制造尺寸中,新設了JCOE法軋機,比較性投資額低,估計將有發(fā)展前景。但是,為了穩(wěn)定地生產(chǎn)高品質(zhì)的管線鋼管,應具有煉鋼、連鑄、厚板的組織控制、成形、焊縫等全面的高端制造技術(shù),進行嚴格的質(zhì)量管理。
土木建筑用產(chǎn)品領域
在建筑用途中,采用UOE和壓力機彎曲法的鋼管作為建筑結(jié)構(gòu)件的柱使用,特別是在鋼管中填充混凝土的方法有望提高構(gòu)件強度和變形性能的CFT結(jié)構(gòu)的運用已經(jīng)普及。在土木建筑用途中,采用提高與混凝土粘附性能的網(wǎng)紋熱軋帶卷的螺旋焊管和鋼管內(nèi)外面加工成突起物的螺旋焊管被用于基礎樁和橋墩。其間,螺旋焊管的制造技術(shù)是以低成本為目的的省力化技術(shù)和焊接速度高速化而發(fā)展起來的,提高了生產(chǎn)率?紤]到其他環(huán)境負荷,開發(fā)了具有低排土、低噪音、低震動特征的旋轉(zhuǎn)壓入鋼管樁,并開始實際應用。
今后,將采用開發(fā)的高強度熱板卷的鋼管樁等,通過只有聯(lián)合鋼鐵廠才能實現(xiàn)的高功能產(chǎn)品的開發(fā),開發(fā)更省力的施工方法。