螺旋鋼管因其獨特的螺旋狀焊縫而得名,是一種重要的工業管材,廣泛應用于石油、天然氣、水利、建筑等領域的輸送管線及結構支撐。其制造過程融合了多項精密工藝,確保了管材的強度、密封性和尺寸精度。以下是螺旋鋼管的主要制造流程詳解:
一、 原材料準備與檢驗
制造螺旋鋼管的原材料主要為熱軋鋼卷(板)。鋼卷在投入生產前,需經過嚴格的檢驗,包括化學成分分析、力學性能測試、尺寸測量及表面質量檢查,確保其符合相關標準要求(如API、GB等)。
二、 開卷與矯平
合格的鋼卷被吊裝上開卷機,逐步展開。展開后的鋼帶會進入矯平機,通過多組輥輪的反復彎曲,消除鋼帶在卷曲過程中產生的內應力及波浪形變,使其變得平整,為后續成型奠定基礎。
三、 剪切對焊與銑邊
為保障生產連續性,需要將前一卷鋼帶的尾端與下一卷鋼帶的首端焊接起來。此工序首先對鋼帶頭尾進行剪切,使其端面整齊,然后通過專用焊機進行對接焊,形成一條連續的長鋼帶。焊接完成后,通常會對焊縫區域進行銑邊處理,以去除焊渣、毛刺,保證焊縫區域的平整度和寬度一致性。
四、 遞送與預彎邊
平整后的連續鋼帶被遞送機穩定送入成型工序。在正式卷曲成型前,鋼帶的兩側邊緣會通過預彎設備進行預先彎曲,形成一定的弧度,這有助于鋼帶在后續螺旋卷曲時能夠平滑過渡,減少成型應力,防止出現“噘嘴”等缺陷。
五、 螺旋成型與焊接(核心工序)
這是制造螺旋鋼管的核心步驟。預彎后的鋼帶在成型機上,以恒定角度連續纏繞在一個被稱為“成型器”的圓柱形芯軸上。通過精確控制鋼帶的遞送速度與成型器的旋轉速度,使鋼帶以固定的螺旋升角卷曲成管筒狀。在卷曲成型的鋼帶的兩側邊緣(即管坯的接縫處)被緊密貼合,并立即進入焊接環節。
螺旋鋼管的焊接通常采用內外雙面埋弧焊技術:
1. 內焊:在管坯內部,焊槍沿著螺旋焊縫進行埋弧焊,形成內焊縫。
2. 外焊:在管坯外部,另一把焊槍緊隨其后,對外螺旋焊縫進行埋弧焊,形成外焊縫。
雙面埋弧焊能形成深而寬的焊縫,焊接質量高,生產效率穩定。
六、 焊縫處理與檢測
焊接完成的鋼管,其內外焊縫會存在焊渣和余高。需要使用專用工具清除焊渣,并可能對外焊縫進行打磨,使焊縫區域與母材平滑過渡。必須對焊縫進行嚴格的無損檢測,常見方法包括:
- 超聲波檢測(UT):探測焊縫內部的夾雜、氣孔、未熔合等缺陷。
- X射線檢測(RT):拍攝焊縫的“照片”,直觀顯示內部缺陷形態。
只有檢測合格的焊縫,鋼管才能進入下一工序。
七、 定徑與矯直
初步成型的鋼管其圓度和直度可能不達標。此時,鋼管會通過一個由多個機架組成的定徑機組,每個機架上的軋輥對鋼管施加徑向壓力,對其進行“微整形”,使鋼管的直徑、圓度達到標準要求。之后,通過矯直機對鋼管的直線度進行校正。
八、 切斷與端面加工
連續生產的螺旋鋼管根據訂單要求的定尺長度,由飛鋸或等離子切割機進行切斷。切斷后,需對鋼管兩端進行坡口加工,以便于現場施工時的對口焊接。還需去除端部的毛刺。
九、 水壓試驗
每根螺旋鋼管都必須進行水壓試驗,以檢驗其整體強度和在承壓條件下的密封性能。試驗壓力通常為工作壓力的1.5倍或根據標準規定。保壓一段時間無滲漏、無塑性變形方為合格。
十、 成品檢驗、標識與防腐
對鋼管的最終尺寸(外徑、壁厚、長度、直度等)、表面質量進行全面復檢。合格的產品會在管體上噴涂或鋼印標識,內容包括材質、規格、標準、生產廠家、生產批次等。根據用途要求,許多螺旋鋼管還需進行外防腐(如環氧瀝青、3PE涂層)和內襯處理(如水泥砂漿襯里、環氧涂層),以提升其耐腐蝕性和使用壽命。
十一、 入庫與發運
完成所有工序和檢驗的螺旋鋼管,按規格和批次碼放整齊,入庫儲存,等待發貨。
螺旋鋼管的制造是一個高度自動化、流程化的系統工程。從原料到成品,每一道工序都承載著嚴格的質量控制,其核心優勢在于能夠使用相對較窄的鋼帶生產出大直徑的鋼管,生產靈活性強,且焊縫受力狀態較好,從而保證了螺旋鋼管在各類嚴苛工程中的可靠應用。