埋（mái）弧焊直缝钢管（guǎn）生产方式和面临问题

近年来，随着我国钢铁产量的不断增（zēng）长，钢结构（gòu）以其自身的优势（shì），在建筑中所占的比例越来越大（dà），Q345B直缝焊管结构也取得较（jiào）大的突破。埋弧焊直缝钢（gāng）管结构中的管桁架结构以它的优势（shì）受到人们的青睐（lài）。管桁架（jià）整体性能好（hǎo），扭（niǔ）转刚度大且外表美观，制作、安装、翻身、起吊都比（bǐ）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（děng）优点，尤其是在由长细（xì）比（bǐ）控（kòng）制的压杆及支撑系统中采用为经济。目前采（cǎi）用这种结构的建筑物基本属于公共建筑（zhù），我（wǒ）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（xíng）、任（rèn）意（yì）曲线形）、制作安装方便、结构稳定性好、屋（wū）盖刚度大、经济效果好等特点（diǎn）。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（de）要求，尤（yóu）其是构筑（zhù）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（biān）长比大于1.5时，其受力特点从双向变为单向受力，因此（cǐ）对于大（dà）多数矩形平面建筑来（lái）说（shuō），主要是单向受力结（jié）构。钢管桁架结构类似于平面钢桁架，属于单（dān）向受力结构，但桁（héng）架的上弦由于增大宽度后，使原平面桁架起控制作用（yòng）的上弦杆件的稳定性了提高（gāo），其各向稳定性相同，节省材料用量。钢管桁架结构是（shì）在网（wǎng）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（jiàn）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（guǎn）线，尤其是高钢级、高压（yā）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（duì）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（xiàng）比，具有被（bèi）测（cè）对象（xiàng）范围广凇测大、缺陷定位准确、检测、成本低（dī）、使用方便、、对人体以及便于现场使用等特点（diǎn），是应（yīng）用广泛、使用频（pín）率高且发展快（kuài）的一种无损检测技术。目前。国内重要油气输送管（guǎn）线制造标（biāo）准对焊管焊缝、对接环焊缝及25mm范围的钢板（bǎn）边（biān）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（xiào）率（lǜ）。对提高焊管的（de）制造和产量具有重大意义。因此。笔者对可编程序控（kòng）制的LSAW自动检测系（xì）统进（jìn）行了（le）研究。

LSAW检测（cè）工艺相对复杂。控制对象较多（duō），将可编程序控制器（PLC）应用于LSAW自动检测系统有（yǒu）如下优（yōu）势：①PLC以单片机为核心，结构模块化，，且输（shū）出（chū）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（kàng）干扰措施，系统（tǒng）性强（qiáng）；③PLC采用步进控制，，控制。各工艺程（chéng）序时间参数可（kě）准确控（kòng）制和调整网；④采用梯形图编（biān）程，编程及修改（gǎi）程序容易（yì），灵（líng）活性强，操作方便嘲；@PLC不仅可用于开关量的（de）控制。还可用于模拟量的控制、数（shù）字量的控制、数据采集以及自身工作和（hé）控（kòng）制对象的各重要（yào）控制环节的监控问（wèn）。故其功能。

工业上生产直缝（féng）钢管按钢（gāng）管成型（xíng）的方式不同可以分为以下几种（zhǒng）。

1、UOE工艺

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

钢板先沿纵向将两边进行（háng）整边和倒角（jiǎo），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（zòng）向同时将两边预压成弧形，之后运往水压机上将平钢（gāng）板压成U形，再（zài）运送到O成型水压机（jī），由上下两个半圆形压模压成开口的管体。压制程序在（zài）的液压控制中进行，使开口（kǒu）管体（tǐ）有的公差（chà）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（bǎn）边同样先沿纵向将两边进行（háng）整边和倒角，之后平钢板在三辊弯板机（jī）上经（jīng）反（fǎn）复滚压成圆形的（de）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（jìng）相吻合。这种成（chéng）型方法，限制了成型管的厚（hòu）度（dù）和生产小直径和厚壁管的可能（néng）性。

3、JCOE（压模（mó）成型）工艺

制备后的钢板运（yùn）往模压机，由操作机将（jiāng）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（yā）机由两台操作机（jī）进行操作，先压制一边形成半圆（yuán），即（jí）“J”形，再由台操作机将钢板换位，进行另一半边的压弯（wān）成型。压模的厚度影响开口（kǒu）管体的圆度，厚度好保持（chí）小。板边滚压与三辊工艺类似。

4、C压（yā）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（hàn）直（zhí）缝钢管的方法，尤（yóu）其是易（yì）于生产厚壁（bì）钢管。

成型依（yī）赖于高的控制精度和大的压力。钢板经辊式弯（wān）边机预弯边以后，送往C压力成（chéng）型机，同样有两台操作机工怅在台C压力机上成型（xíng）钢板（bǎn）的一半，接着在另一台压力机上成型另（lìng）一半（bàn），也就是先压成“C'形（xíng），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（de）弧度（dù），同时在全长上整齐（qí）。

5、CFE（排（pái）辊成型）工艺

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

上面（miàn）几种不同工（gōng）艺除成型工序之外，其他（tā）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（hàn）直缝钢管（guǎn）技术的发展分析，UOE机组是目（mù）前世界上生产管线钢管主要的直缝埋弧焊管机组，其生产（chǎn）能力大，产品好。世界上发（fā）达都建有（yǒu）这种机组。我国是钢铁大国，又是油气管线（xiàn）钢管用量大的，需要建设1~2套具（jù）有世界水平的UOE机组，生产的油气输送管线用钢（gāng）管。此外，也可以建设2~3套如C压力成（chéng）型（xíng）、排辊连续成型（CFE）等其他直缝埋弧焊管机（jī）组，这些焊管机（jī）组产量虽低些，但投资少，建设快，灵活性好，产品好，适应市场（chǎng）能力较强。大小机组互补（bǔ），这样（yàng）才能适应我国管道工业的发展管线钢（gāng）管将逐步以（yǐ）直缝埋弧焊（hàn）管为主，目前的螺旋焊（hàn）管市场逐（zhú）步转（zhuǎn）变为直缝焊管市场。由此可见（jiàn），建设埋（mái）弧焊直缝（féng）钢管机组将具有很好的前景。

2、确定合理（lǐ）的产业（yè）布局

埋弧焊直（zhí）缝钢管生产线的（de）布局应（yīng）考虑管道建设的分布（bù）、将来的（de）发展规划。从目前（qián）看（kàn），较大（dà）规模的管道建设主要集中在我国的西部和（hé）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（tí），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（bù）局有两种方案：一种是（shì）埋弧焊直缝钢（gāng）管生产线的厂址尽可能（néng）靠近（jìn）管道（dào）建设区域，有（yǒu）利于向建设中的（de）管道现场运输钢管，因为铁（tiě）路运输钢管的空（kōng）载率很高（gāo），运（yùn）输（shū）费用惊人，减少从钢管厂到管道现场的运（yùn）输费是降低工程成本的重要因素。另一种是（shì）埋弧焊直（zhí）缝钢管（guǎn）生产（chǎn）线的厂址靠近（jìn）钢板生产基地或港口，这样（yàng）可以解决（jué）超宽钢板的运输问题，便于钢（gāng）管的运输。我（wǒ）国埋弧焊直缝钢（gāng）管生产线的建设刚刚起步，应该合理规（guī）划和布局，做到产业布局基本合理（lǐ），这对我（wǒ）国埋弧焊直缝钢管技（jì）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（chǎn）原料（liào）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（lián）轧机生产的钢板外），要求供应钢板。油气（qì）输送管线用钢管在强度、韧性、焊接性能、耐H2S腐蚀等（děng）方面需要有较高的性能，一般采用低碳微合金控轧钢板因（yīn）此，要求中厚（hòu）板（bǎn）厂具有的冶炼设备（尤其（qí）是精炼设（shè）备）和具有控轧性能的宽板轧机，生产出X60~X75或（huò）高钢级的热轧宽钢板，供给（gěi）埋弧焊直缝钢管机组作原料（liào），这样才能生产出符台API标（biāo）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（bèi）国产化

建设（shè）埋弧焊直缝钢管生产线的原则应该是（shì）技术产品好、投资少、效益好、竞争力强。也就是说要采用（yòng）世界上新工艺和设备，达到水平，生产出（chū）符合API标准的（de）管（guǎn）线用（yòng）管，同（tóng）时要（yào）降低投资和投资成本，提高企业的经济效益，增（zēng）强竞争能九但是（shì）引进（jìn）一大套直缝焊管机（jī）组，尤其是UOE机组设备费高达1亿多美元，因（yīn）此降低设备费用是降低投资和投资成本（běn）的关键。这个问题可以采用大部分设备（bèi）国内设（shè）计和制造，重要设（shè）备采用图纸，国内制造，或者采用合作设计，国内制（zhì）造为主，引进少（shǎo）量的关键设备或（huò）零部件，实现埋弧焊直缝钢管机组国内技术总成，设备国（guó）产化并在此基础上，消化创新，在以后的埋弧（hú）焊直缝钢管（guǎn）机组建设中可以立足国（guó）内技术，国内设备，仅需个别单机这样才（cái）能使我国埋（mái）弧焊（hàn）直缝钢管技术赶上水平。