直缝钢管的矫直工序与除绣方法

钢管的矫直是在直缝钢管生产中的一道重要工序。尤其（qí）是对要求较高的API标（biāo）准的石油套管和油气管，机械设备管（guǎn），这几种钢管不（bú）但在钢级和焊缝上有严格的要求，对钢管的直线度也有很高的要求，因为直线度的偏差直接关系（xì）到油套（tào）管和输送管的管端螺纹和管箍的加工，连接，以及管道使用过程中的扭曲变形等。现有管端车丝（sī）的两种加工形式——管子（zǐ）旋转和刀具旋转，大多数车丝加工采用的是管子（zǐ）旋（xuán）转，这对于钢（gāng）管的直线度就要（yào）求高。
谈到钢管矫（jiǎo）直，我们首先要弄清楚，钢管生产程中（zhōng）为什么（me）会变弯？许多人会觉得：这个问题（tí）还用说吗？其实，要弄钢管为什么会弯，这个问题还真（zhēn）不简单。导致钢管弯曲有许多原（yuán）因，比（bǐ）如焊缝进行焊接时的热影响，成型时的偏心，还有压（yā）紧力，弯（wān）曲力的不平衡等等。但是从根本（běn）上来说，弯曲都是（shì）钢（gāng）管内应（yīng）力的作用，简单（dān）地说，弯曲就是应力不均衡（héng）。那么，直的钢管是不是就（jiù）没有（yǒu）内应力呢？不是。直的钢管也有内（nèi）应力，只是直管的内应（yīng）力小一些罢了。
内应力是一种什么东西呢？内应力是物理力学上的说法，它的本质，是材料受温度，外（wài）力影响而产生变形时的一种分子之间的相互（hù）作用力。钢管在（zài）成型，焊接的时候，也会受到焊接温度，成型弯曲这些外力的影响而产生内应力。钢管的截面是一个环形，在（zài）这个环形面积上会产生二种基本应力：与（yǔ）环形平行的力和与环形垂直的力。平行的应力（lì）会使得管子不圆；垂直的应力会使得管子弯（wān）曲（qǔ）。所以（yǐ）直（zhí）缝（féng）钢管生产过程中有（yǒu）一（yī）道冷扩径工序，目的就是为了钢（gāng）管的内应力，增加直缝钢管的使用强度。
需要（yào）矫直的管材从机器的左端(或右端)的（de）进料装置（zhì）上被送入矫直机的下辊上，上辊下行（háng）使其压住管材，到相（xiàng）应的位置后停止。上下辊系分别与被（bèi）矫直的（de）管材（cái）的轴线倾斜的角（jiǎo）度，辊子的双曲线型母线与管材的外径相吻合，呈包络状。三个上辊在各自液压缸的作用下压在管材上（shàng），两（liǎng）个下辊子分别由各自（zì）的（de）液压马达驱动（dòng）旋（xuán）转，带动（dòng）管材既绕（rào）轴（zhóu）线旋转又沿轴向移动（dòng）。改变液压马达的旋转方向即可改变管材的旋转方向和轴向移动方向，实现可逆式矫直。然后将被矫直（zhí）的管材通过另一端（duān）的出料装置送到物（wù）料架上。对（duì）局部弯曲变（biàn）形较大的管材，可（kě）利（lì）用（yòng）两端的冲头行局部矫直，然后再进行整体矫（jiǎo）直。
学过初等（děng）数学的（de）都知道：三（sān）点成一（yī）线。可是（shì），如果我们（men）用三点成一线的办法来矫直管子，管子并不能被矫直，被你压直了还会弹回来，这是（shì）由于钢管内应力的关系。我（wǒ）们在（zài）矫直钢管时只能用矫枉过正的（de）办法来矫直钢（gāng）管，就是说，只有对弯曲的管子施加大于应（yīng）力但是方向相反的力量，才能掉原（yuán）有的应（yīng）力，使管（guǎn）子变直。矫直机就是（shì）使管材通过多次弹塑性弯曲变形实现对管（guǎn）材的矫直的。钢管的矫（jiǎo）直有二种基本（běn）方式：直线式矫直和旋转式矫直（zhí），这二种方式本质上都是通过内应力的原理来矫直管子的，不过它们之间在用途和和矫直方式上（shàng）有很（hěn）大区别。在ERW钢管（guǎn）生产中，这二种方式一般都在生（shēng）产设（shè）备中配置，直线式矫直采用土耳其头和（hé）直（zhí）线式矫直机，旋转（zhuǎn）式矫直则采用辊式矫直机。这（zhè）二种矫直（zhí）方式（shì）各有自己（jǐ）的用处，但其作用对象和工作原理有很大的不同。
在输油、输气管线（xiàn）施工过程中，直缝（féng）钢管表（biǎo）面处理是决定管道（dào）使用寿命的关键因素之一，它是层与直缝钢（gāng）管能否牢固结合的（de）前提。经研究机构研究，层的寿（shòu）命除取决于涂（tú）层种类、涂（tú）覆和施工环（huán）境等因素外，直缝钢管的表面处理对层寿命（mìng）的影响约占50%，因此，应严格按照层规范对直缝钢管表面的（de）要求，不断改进（jìn）直缝钢管表（biǎo）面处理方法，直缝钢管除绣方法主要有以下几种：
1、清洗利用溶剂、乳（rǔ）剂（jì）清洗（xǐ）钢材表面，以达（dá）到去除油、油脂、灰尘、润滑剂和类似的物，但它不能去除钢材表面的锈、氧 化（huà）皮、焊药等，因此在防府作业中只作为辅助手段。
2、酸洗一般用（yòng）化学和电（diàn）解两种方法做酸洗处（chù）理，管道只采用化学酸（suān）洗，可以去（qù）除氧 化皮、铁（tiě）锈、旧涂层，有时可用其作为喷砂（shā）除锈后的（de）再处理。化学清（qīng）洗虽然能使表面达到的清洁度（dù）和粗糙度，但其锚纹浅，而且容易对周围环（huán）境造（zào）成污染。
3、工具除锈主要使用钢（gāng）丝刷等工（gōng）具对钢材表面进行打磨，可（kě）以去除松动的氧 化皮、铁锈、焊渣（zhā）等。手动工（gōng）具除锈能达到Sa2级，动力工具除锈可达到Sa3级，若钢（gāng）材表面附着牢固的氧 化铁（tiě）皮，工具除锈效果不理想，达（dá）不到施工要求的锚纹。
4、喷射除锈喷射除锈是通过大功率电机带（dài）动喷射叶片高速旋转，使（shǐ）钢（gāng）丸、钢砂、铁丝段、矿物质等磨料（liào）在电机离心力作用下对直（zhí）缝钢管表面进行喷射处（chù）理，不仅可以氧（yǎng） 化物（wù）、铁锈和污物，而（ér）且直缝钢管在磨料猛烈冲（chōng）击和磨（mó）擦力的作用下，还能达到（dào）所需要的均匀粗糙（cāo）度。喷射（shè）除锈后，不仅可以扩大管子表面的（de）物理（lǐ）吸附（fù）作用，而且可以增强层与管子表（biǎo）面的（de）机（jī）械黏附作用。因此（cǐ），喷射除锈是管道的理想除（chú）锈方式。一般而言，喷丸除锈主要用于（yú）管子内表面处理，抛丸除锈主要用于直缝钢（gāng）管外表面处理。生产过程中要严格要求除锈相关技术指标，防止因操作失误造成对直缝钢管（guǎn）的地次损伤，直缝钢管经过（guò）除绣，产（chǎn）品（pǐn）外观与除绣前比起（qǐ）来会加平滑，直缝钢管的除绣在钢管行业中是一项（xiàng）经常用到的技术。