埋弧焊直缝钢管生产方式和面临问题

近年来，随着我国钢铁产量的不断增长，钢结构以其自身的优势，在建筑中所占的比例越来越大，Q345B直缝焊管结构也取得较大的突破。埋弧焊直缝钢管结构中的管桁架结构以它的优势受到人们的青睐。管桁架整体性能好，扭转刚度大且外表美观，制作、安装、翻身、起吊都比较容易：制作的钢管屋架，具有结构轻、刚度好、节省钢材，并能充分发挥材料强度等优点，尤其是在由长细比控制的压杆及支撑系统中采用为经济。目前采用这种结构的建筑物基本属于公共建筑，我国现已采用这种结构的建筑物有10多个，其跨度为50~90m。该结构具有造型美观（可建成平板形、圆拱形、任意曲线形）、制作安装方便、结构稳定性好、屋盖刚度大、经济效果好等特点。与网架结构相比，管桁架结构省去下弦纵向杆件和网架的球节点，可满足各种不同建筑形式的要求，尤其是构筑圆拱和任意曲线形状比网架结构有优势。从网架结构的受力特点可以看出，当其边长比大于1.5时，其受力特点从双向变为单向受力，因此对于大多数矩形平面建筑来说，主要是单向受力结构。钢管桁架结构类似于平面钢桁架，属于单向受力结构，但桁架的上弦由于增大宽度后，使原平面桁架起控制作用的上弦杆件的稳定性了提高，其各向稳定性相同，节省材料用量。钢管桁架结构是在网架结构的基础上发展起来的，与网架结构相比具有其的优越性和实用性，结构用钢量也较经济。目前这种结构主要应用在一些大型公共建筑中，在工业厂房柱及屋架、轻钢结构和住宅钢结构中的应用潜力也很大。

埋弧焊直缝钢管（LSAW）以其性能、而被广泛应用于油气长输管线，尤其是高钢级、高压力或铺设于海底、极地等恶劣环境地区的油气输送管线。在LSAW生产过程中，对钢板、管体、焊缝等进行无损探伤。是其的重要工序和技术手段。波无损检测技术与其他无损检测技术相比，具有被测对象范围广凇测大、缺陷定位准确、检测、成本低、使用方便、、对人体以及便于现场使用等特点，是应用广泛、使用频率高且发展快的一种无损检测技术。目前。国内重要油气输送管线制造标准对焊管焊缝、对接环焊缝及25mm范围的钢板边缘等都做出了100％检测的规定。

采用自动检测技术对LSAW进行无损检测。可地提高检测性和检测效率。对提高焊管的制造和产量具有重大意义。因此。笔者对可编程序控制的LSAW自动检测系统进行了研究。

LSAW检测工艺相对复杂。控制对象较多，将可编程序控制器（PLC）应用于LSAW自动检测系统有如下优势：①PLC以单片机为核心，结构模块化，，且输出口带载，可省去众多中间继电器。因此系统结构简单、故障率低、寿命长、维修亦容易；②PLC采用大量抗干扰措施，系统性强；③PLC采用步进控制，，控制。各工艺程序时间参数可准确控制和调整网；④采用梯形图编程，编程及修改程序容易，灵活性强，操作方便嘲；@PLC不仅可用于开关量的控制。还可用于模拟量的控制、数字量的控制、数据采集以及自身工作和控制对象的各重要控制环节的监控问。故其功能。

工业上生产直缝钢管按钢管成型的方式不同可以分为以下几种。

1、UOE工艺

所谓“UOE”工艺是钢板先经U成型，再经O成型和机械扩径（Expanding）它用三次液压成型开口的管体，再送往焊接工序。

钢板先沿纵向将两边进行整边和倒角，在四个边角焊上定位及引焊贴片，然后送往压边机逐步沿纵向同时将两边预压成弧形，之后运往水压机上将平钢板压成U形，再运送到O成型水压机，由上下两个半圆形压模压成开口的管体。压制程序在的液压控制中进行，使开口管体有的公差精度。

UOE机组生产能力大，产品好，是目前世界上生产管线钢管主要的直缝埋弧焊管机组。

2、RBE（三辊弯板）工艺

板边同样先沿纵向将两边进行整边和倒角，之后平钢板在三辊弯板机上经反复滚压成圆形的开口管体，管体进入板边滚压机，同时将两边多次滚压使弧度与管径相吻合。这种成型方法，限制了成型管的厚度和生产小直径和厚壁管的可能性。

3、JCOE（压模成型）工艺

制备后的钢板运往模压机，由操作机将钢板移至压型工位，由一个有弧形的模具压头经一系列步骤压成管体。

水压机由两台操作机进行操作，先压制一边形成半圆，即“J”形，再由台操作机将钢板换位，进行另一半边的压弯成型。压模的厚度影响开口管体的圆度，厚度好保持小。板边滚压与三辊工艺类似。

4、C压力成型工艺

C压力成型工艺是法国逢塔木松（Pont-A-MoussonS.A）公司先采用的，也是一种生产埋弧焊直缝钢管的方法，尤其是易于生产厚壁钢管。

成型依赖于高的控制精度和大的压力。钢板经辊式弯边机预弯边以后，送往C压力成型机，同样有两台操作机工怅在台C压力机上成型钢板的一半，接着在另一台压力机上成型另一半，也就是先压成“C'形，再压成“O“形，使之形成一个开口的圆形管体。工具与压板均有液压垫并稳定压制小的弧度，同时在全长上整齐。

5、CFE（排辊成型）工艺

排辊成型有全排辊成型和半排辊成型之分。所谓半排辊成型就是只将一般辊式成型机中传动辊机架（即平辊机架）之间的空转辊用成排小辊代替以成型条件。小辊可以调整位置，适用范围的钢管尺寸，不必换。而全排辊成型则是除了留下一一般辊式机中架传动辊机架外，其他机架全部代以小排辊、小辊，特别是外面的小辊，可适用于所有的钢管，不必换，所以这种方法对提高生产率有利。

上面几种不同工艺除成型工序之外，其他工序基本相同。

我国建设埋弧焊直缝钢管机组需解决的问题：

1、选择合适的工艺

从几种埋弧焊直缝钢管工艺的比较和世界上埋弧焊直缝钢管技术的发展分析，UOE机组是目前世界上生产管线钢管主要的直缝埋弧焊管机组，其生产能力大，产品好。世界上发达都建有这种机组。我国是钢铁大国，又是油气管线钢管用量大的，需要建设1~2套具有世界水平的UOE机组，生产的油气输送管线用钢管。此外，也可以建设2~3套如C压力成型、排辊连续成型（CFE）等其他直缝埋弧焊管机组，这些焊管机组产量虽低些，但投资少，建设快，灵活性好，产品好，适应市场能力较强。大小机组互补，这样才能适应我国管道工业的发展管线钢管将逐步以直缝埋弧焊管为主，目前的螺旋焊管市场逐步转变为直缝焊管市场。由此可见，建设埋弧焊直缝钢管机组将具有很好的前景。

2、确定合理的产业布局

埋弧焊直缝钢管生产线的布局应考虑管道建设的分布、将来的发展规划。从目前看，较大规模的管道建设主要集中在我国的西部和北部地区同时还应考虑埋弧焊直缝钢管所用原料钢板的运输问题，以便解决好超宽钢板的运输问题。因此，埋弧焊直缝钢管生产线的布局有两种方案：一种是埋弧焊直缝钢管生产线的厂址尽可能靠近管道建设区域，有利于向建设中的管道现场运输钢管，因为铁路运输钢管的空载率很高，运输费用惊人，减少从钢管厂到管道现场的运输费是降低工程成本的重要因素。另一种是埋弧焊直缝钢管生产线的厂址靠近钢板生产基地或港口，这样可以解决超宽钢板的运输问题，便于钢管的运输。我国埋弧焊直缝钢管生产线的建设刚刚起步，应该合理规划和布局，做到产业布局基本合理，这对我国埋弧焊直缝钢管技术发展和管道工业建设都有重要意义。

3、   提供钢板作原料

埋弧焊直缝钢管机组的生产原料主要是中厚板轧机生产的宽钢板（除小于600mm的钢管可用热连轧机生产的钢板外），要求供应钢板。油气输送管线用钢管在强度、韧性、焊接性能、耐H2S腐蚀等方面需要有较高的性能，一般采用低碳微合金控轧钢板因此，要求中厚板厂具有的冶炼设备（尤其是精炼设备）和具有控轧性能的宽板轧机，生产出X60~X75或高钢级的热轧宽钢板，供给埋弧焊直缝钢管机组作原料，这样才能生产出符台API标准的管线钢管，满足管道工业建设和发展的需要。

4、消化和创新，实现设备国产化

建设埋弧焊直缝钢管生产线的原则应该是技术产品好、投资少、效益好、竞争力强。也就是说要采用世界上新工艺和设备，达到水平，生产出符合API标准的管线用管，同时要降低投资和投资成本，提高企业的经济效益，增强竞争能九但是引进一大套直缝焊管机组，尤其是UOE机组设备费高达1亿多美元，因此降低设备费用是降低投资和投资成本的关键。这个问题可以采用大部分设备国内设计和制造，重要设备采用图纸，国内制造，或者采用合作设计，国内制造为主，引进少量的关键设备或零部件，实现埋弧焊直缝钢管机组国内技术总成，设备国产化并在此基础上，消化创新，在以后的埋弧焊直缝钢管机组建设中可以立足国内技术，国内设备，仅需个别单机这样才能使我国埋弧焊直缝钢管技术赶上水平。