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不锈钢焊管内毛刺清除课题研究背景和研究意义

来源:至德钢业 日期:2021-04-15 02:32:08 人气:58

随着我国对环境保护的日益重视,加快建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系成为我国当前社会发展的一项重要课题。《能源发展“十三五”规划》指出:“十三五”时期,我国将把发展清洁低碳能源作为调整能源结构的主攻方向,逐步降低煤炭消费比重,提高天然气和非化石能源消费比重,非化石能源消费比重要提高到15%以上,天然气消费比重力争达到10%。从目前到2035年,世界石油天然气的发展趋势是:能源的需求将持续增长,能源结构将继续转变,其中天然气将是增长最快的石化燃料。从钢管行业的市场需求来看,下游行业转型升级加快,如石油天然气、汽车、机械和化工等行业对钢管的需求保持一定量的增长。

在现代化运输体系中,管道运输作为五大运输方式之一与铁道、航空、海路、道路等四种运输方式紧密结合,共同构建了现代运输网络的基石。不锈钢焊管、螺旋缝焊管和无缝焊管在管道运输网的建设中被广泛使用。螺旋缝焊管的强度比不锈钢焊管高,能用较窄的胚料生产管径较大的焊管。但螺旋缝焊管的焊缝长度相较于不锈钢焊管的焊缝更长、生产速度较低,多用于大口径焊管。而不锈钢焊管生产工艺简单,生产效率高。因此,不锈钢焊管的需求量更高,发展速度更快。不锈钢焊管和螺旋缝焊管都属于有缝焊管。随着优质带钢连轧生产的快速发展,有缝焊管质量不断提高,并在越来越多的领域代替无缝焊管的使用。

自美国的YoderThermotool公司利用高频焊接(High Frequency Welding,简称HFW)技术制造不锈钢焊管以来,随着轧制、洁净钢冶炼和无损检测等技术的发展,不锈钢焊管的应用被扩展到汽车、机械、电力工业、石油天然气、自来水输送和城市建筑等多个领域。HFW不锈钢焊管采用的是无填充金属的焊接方式,通过高频电流的集肤效应和临近效应使焊管板边迅速加热到焊接温度,再由挤压辊挤压形成焊缝。HFW又可以细分为高频感应焊(High Frequency Induction Welding,以下简称HFIW)和电阻焊(Electric Resistance Welding,以下简称ERW)HFIW的电源和焊件不发生接触,是通过外部感应线圈的耦合而在焊件内部产生感应电流进行焊接。ERW则通过电极触头和焊件直接接触,进而将电流导入焊件实施焊接,两种焊接方式如下图1-1所示。

尽管不锈钢焊管被越来越多的领域和行业接受并使用,但焊管焊缝质量控制技术方面仍有较大空缺。不锈钢焊管在挤压辊挤压成型时,会产生内外毛刺。内外毛刺将对焊管的性能和质量产生较大影响,如阻碍油气输送、降低产品合格率等,需要进行清除。清除外毛刺的工艺简单,能够实现完全清除。而由于焊管的内部空间受限,清除内毛刺的方式将受到极大限制,因此焊管内毛刺不易完全清除。基于对焊管质量的要求,国内外对低压流体输送管、油井管等内毛刺的残留高度都有明确要求,如GB/T 9711-2017标准中规定焊管中残留内毛刺小于1.5mmGB/T 3091-2000标准的5.6.1.1中规定焊管中残留内毛刺小于1.5mmAPI Spec 5L7.8.5规定焊管中残留内毛刺小于1.5mm

目前,不锈钢焊管内毛刺的清除方式主要分为离线和在线清除。离线清除内毛刺的方法主要有拉削法和磨削法两种。离线清除的方法运行费用高、效率低,一般只在返修管清除内毛刺时使用。现代焊管生产企业中使用较多的内毛刺在线清除方法主要有辊压法和刮削法两种。

本课题针对HFW不锈钢焊管的规格内毛刺清除,设计了一套内毛刺清除装置,开展本课题研究的现实意义如下:

(1)适用于空间受限的不锈钢焊管内毛刺清除,并提高不锈钢焊管内表面的质量;

(2)减少不锈钢焊管的返工、返修,提高生产效率,保障产线正常运行,降低企业的生产成本,为企业创造更好的效益;

(3)响应智能制造的号召,用智能化、机械化装备代替传统的设备和方法,并改善工人的作业环境,减轻工人的劳动强度,提高操作的安全系数。

本文标签:不锈钢焊管 

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