焊管柔性辊弯成形机器的国内外发展

辊弯成形是一种先进的板料成形工艺，具有高速、高精度、连续成形等技术优势，在建筑、桥梁、汽车、铁路运输、港口机械、高速公路等领域应用广泛。随着柔性辊弯技术的逐渐成熟，蒋弯成形中直缝焊管的规格范围不断扩大，壁厚从０．１ｍｍ到２４．５ｍｍ，料宽也达到很大范围，小的宽度达到２０，大的直径可以达到２０００ｍｍ，而且还在随着需求的扩张不断更新；成形材料品种越来越多，由碳素钢向合金钢、不绣钢、多元金属复合材料等方向发展；成形产品结构逐渐向异形、轻形化方向发展，断面越来越复杂。目前，能够生产賴弯成形的材料钢的品种超过十万种，截止到２０１０年，親弯成形賴管的总产量超过１０００万吨，在全世界钢材总产量占有３％？４％份额。

ＥＲＷ直缝焊管由于其设备投入较小、能源消耗低、尺寸精度高等优势，在各个领域得到了越来越广泛的应用。ＥＲＷ直缝焊管现如今主要应用于石油煤气输送、建筑材料、汽车工业。由于冶炼、成形、焊接、探伤等技术的快速发展，直缝焊管在石油运输、机械、建筑等众多领域正逐步地代替无缝钢管。

若建造一家大形无缝钢管厂，总投资将高达数十亿元，而如果改为建造一家焊管厂，仅需要３-６亿。直缝焊管生产一般采用的蒋弯成形工艺方法，该方法是板带全长依次通过多个不同的孔形，局部逐步弯曲变形，全断面形状逐步接近成品断面形状，最终得到全长均一截面产品的塑性加工方法。

随着计算机控制技术的发展及制造的低成本、节能化需求，能够变规格、变截面的柔性辊弯成形技术已成为研究的热点。直缝焊管柔性成形的工艺方法很多，具有代表性的有２０世纪６０年代起源于美国的排辊成形。排親成形是带材（焊管巧）连续排蒋成形过程中，利用王点弯曲原理，板带边缘安排两排若干组小排親连续弯卷成管筒的結式成形工艺，称为笼式成形、直缘成形。

最早的排谣是在焊接的笼形框架上安装了一些小賴子，用以代替賴式成形机水平机架间的立海，这样减少了管远的边缘折皱，提高了焊接质量。排辊成形同传统的賴式成形相比其优点在于：管巧边缘无波浪，成直线状态，边缘的最大拉伸应变仅为传统鹿式成形的１／５，无拉伤，成形质量高；排搞成形时成形賴与带钢成点状接触，生产时排竊与板带同步运行，这样既消除了排霜与带钢间的相对运动摩擦，避免了对带钢的划伤，也大大减少了对功率消耗及成形絕的磨损：现有的排辊成形时成形霜具有很大共用性，只需要对排海所处的空间位置的调整，就可用一套成形結适应不同规格的不同孔形系统的焊管。２０世纪６０年代初焊管开始向着大直径方向发展，接着出现了世界上第一套全排银成形机，是由美国人托伦斯（Ｔｏｒｒｅｎｓ）利用已有的直缝焊管生产经验设计出的，７０年代初美籍华人张智慧发明了适用于双半径孔形系统和调整简便的全排賴轨机并获得专利权。

８０年代初期全排賴成形发展到了鼎盛时期，它以其无可比拟的优点为壁厚与管径比〇／巧小的薄壁大口径钢管生产提供了可靠的成形技术。８０年代后期焊管向厚壁、特殊材质和高强度方向发展，而全排谣成形机最大的缺陷是生产厚壁管时刚度不足。为了充分利用排蒋成形的优点，巧８４年日本新日铁公司设计了一套半排黯４０６ｍ（１６ｉｎ）成形机，生产管径１１４．３？４０６ｍｍ、壁厚２．１？１９ｍｍ、ｔ／Ｄｌ．２％？１２％的厚壁管。德国曼内斯曼德马克（ＭａｎｎｅｓｍａｎｎＤｅｍａｇ）公司制造了一种直径以？１１４ｍｍ、壁厚２？７ｍｍ、壁厚与管径之比ｔ／Ｄ－１２．５％？１．２５％的全排竊扎机ｔｓｑ。１９８７年奥地利钢铁联合公司研制出第一套采用ＣＴＡ（ＣｅｎｔｒａｌＴｏｌｌＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔ）成形法的焊管机组，冷弯成形辊集中调整，在成形板带的两边安装３６个的分部立蒋架，板带通过分部立結机架，钢带被连续地箱弯成开缝管，最后一架机架完成后，钢带形成的圆弧大约约为３４３°。在日本，川崎钢铁公司根据对排窺成形技术特性的研巧研制出了一种新颖的焊管成形工艺一无鼓肚变形辊成形法（亦称ＣＢ民成形法）。这种新形的焊管成形工艺主要适用于生产高质量、多品种、小批量的不诱钢焊管。

２０世紀８０年代中后期，日本中田机械制造所设计并研制出一种高效能的ＦＦ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＦｏｒｍｉｎｇ）成形机，该成形机组预成形段用一套可以通用的冷弯成形竊，这套成形竊即可完成本机组所生产的各种规格。所能生产的焊管规格范围为：Ｄｍａｘ／Ｄ？？ｎ＝３：ｌ，ｔ／Ｄ＝ｌ％？１０％，精成形段与传统精成形机架相同，后来又改进为ＦＦＸ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＦｏｒｍｉｎｇｅＸｃｅ化ｎｔ）辊弯成形技术［５ｌ］。ＦＦＸ可以用于小直径焊管的成形，其最小直径可达２１．３醒，但其柔性可调部分仅为粗成形段，其中间成形立辊和精成形窺必须按不同的规格要求进行换辊。２０世纪９０年代末，德国ＳＭＳＭｅｅｒ公司总结了世界各国排絕成形设备所存在的问题，对设备的强度、刚度及成形方式进行了较大改进，设计出了集成弯边辕和粗成形鹿的全排霜成形机。

日本川崎钢铁公司紧随其后，利用排黯成形技术特性开发出一种新颖的焊管成形工艺一一无鼓肚变形賴成形法巧Ｒ（Ｃｈａｎｃｅ－ｆｒｅｅｂｕｌｇｅｒｏｌｌ），适用于生产高质量、多品种、小批量薄壁不铸钢焊管ｔｕｉ。新技术的应用使得親弯成形柔性化水平得到了很大的提升．辊弯成形技术的柔性化代表了目前辊弯成形技术的下一代发展方向。目前国外主要生产企业如德国曼内斯曼德马克、奥地利钢铁联合公司、美国维尔森、日本中田制作所等著名公司，采用排縮、ＣＴＡ、ＦＦＸ、ＣＢＲ等成形技术，借助辊弯成形ＣＡＤ／ＣＡＥ进行成形过程分析与设计，并己研发出具有一定柔性银弯成形功能的产品，尤其是中大直径的直缝焊管辊弯成形，其产品精度高，生产线速度快，适应性强，自动化、柔性化水平高，能进行圆管、形材及多种材料的成形与焊接，设备自动化程度高，安全可靠伴随着国民经济的快速发展，基础设施建设和众多工业领域对于直缝焊管的需求量不断地增加。为了满足如此之大的市场需求，我国不仅大力发展直缝焊管的生产技术，还向众多发达国家引进了大批直缝焊管的生产线。据统计，十年前我国就从美国、德国、日本等国家引进了１６００多套ＥＲＷ直缝焊管生产线。１９８５年中国河北省张家口市建成一套管径１１４ｍｍ排辊成形机，开始了薄壁焊管的生产。随后中国又建成了两套ｔ／Ｄ更小的全排辊成形机组，生产管径１３９．７？５０８ｍｍ、壁厚３．１７？１２．７ｍｍ的薄壁焊管生产线。中国第一个焊管成形专利＂多功能直缝焊管工艺及成形机组＂（专吊Ｊ号ＣＮＷ６６８０５Ａ），？采用排掩和立辕相结合的方式成形。

我国对辊弯成形技术研究和应用起步较晩，经历了从焊管机组、简单断面开口冷弯形钢机组到异形复杂断面冷弯形钢成形机组的发展，为了满足多品种及复杂断面产品的加工要求，在辕弯成形技术研究和机组配套等方面有了很大的进步和提高，但与国外先进技术和设备相比仍有较大差距。在发达国家，焊管产量一般己经占钢管总量的７０％Ｗ上，而我国焊管生产的比例远小于这个数量。由于我国焊管生产机组的结构不合理，传统的掩弯成形机组较多，产品档次较低。另外一个方面，发达国家对成形工艺设计技术严格保密，相关的技术资料和理论知识严重匿乏，尤其是对排据成形工艺技术的研究不够成熟，国内许多技术人员并没有掌握排辊成形的核也技术，还在试凑的方法解决问题。

目前国内研巧主要以孔形親、组合银等成形技术为主，生产线设计多为模仿和经验设计，与国外先进技术相比仍有较大差距。国内代表性企业有太原华冶设备研巧所、江苏其元集团、江苏南扬机械制造有限公司等。

现代辊弯成形技术与装备的发展趋势

①成形产品逐渐向异形、轻形化方向发展，断面越来越复杂；

②成形材料由碳素钢向合金钢、不镑钢、多元金属复合材料等方向发展；

③成形设备向高速、精密、柔性、智能化方向发展。