昆明螺旋焊管 螺旋焊管

2015年，我国焊接钢管产量较2014年增加了1176.8万吨，增长率为20.3%。同期，我国钢材总产量较上年增加621.3万吨，增长率为0.6%。对比数据发现，去年国内焊管产量占钢材总产量的比例已经达到6.2%，且其增加量较总的钢材增加量多出555.5万吨。因此可以说，是焊接钢管产量的增加弥补了钢材总产量的减少，否则，2015年钢材总产量将比2014年有所下降。

轧辊作为焊管生产中的主要工具，其材质的选用、使用方法和维修对轧辊的寿命和经济性都有重要影响。轧辊在使用中一旦出现损坏碎裂掉块现象，一般只能进行报废处理，有的也采用激光熔覆的焊接方式进行维修，但一直达不到理想效果，使轧辊的使用成本居高不下。因此，合理选用材料和延长使用寿命，是降低轧辊成本的重要途径。 轧辊不同材质的比较及性能特点 常用的模具钢材料有5种，其化学成分对比见表1。（双击可放大） 目前高频直缝焊管生产线所使用的各类轧辊材料主要有4种：Cr12MoV（Cr12Mo1V1）、9Cr2Mo、86CrMoV7、4Cr5MoSiV1。 Cr12MoV钢是常用的优质冷作模具钢，其化学成分与韩国的STD211、日本的SKD11、德国的X165CrMoV12相当。其中C、Cr、V含量较高，材料具有良好的淬透性和淬硬性，耐磨性、淬透性、淬硬性、强韧性、热稳定性、抗压强度等得到提高，受热软化温度为520 ℃，在表层4mm以下可以完全淬透，淬火层深度20mm，耐磨性是一般模具钢的3~4倍。 9Cr2Mo钢是通用的冷轧轧辊用钢，与我国普遍使用的GCr15轴承钢相比，其成分中提高了Cr含量并增加了Mo元素，从而增强了材料的淬透性和淬硬性，淬火层比GCr15钢要深2～3mm，耐磨性提高15%左右，比较适合用于HFW管生产线轧辊的制造；淬火硬度58～62 HRC，淬火层深度13mm。 86CrMoV7钢是近年来新开发的轧辊材料，属于锻钢冷轧轧辊用钢。与9Cr2Mo钢相比较，86CrMoV7钢的成分中Cr含量稍有减少，但同时增加了V元素的含量，其淬透性、淬硬性和耐磨性进一步改善，淬火层比GCr15钢要深5mm左右，耐磨性提高了近30%，因此更加适合用于HFW管生产线大规格轧辊的制造；淬火硬度58~62 HRC，淬火层深度15mm。 4Cr5MoSiV1是通用的热作模具钢，与美国的H13和日本的SKD61差不多，其性能和用途与4Cr5MoSiV钢的基本相同；相比于国内常用的3Cr2W8V热作模具钢，其整体性能更加优越。主要表现在硬度高、抗热裂性能好，一般淬火硬度可达50~54 HRC，广泛使用在除承受巨大的机械应力外还要承受反复受热和冷却作用而引起很大热应力的场合；因此，4Cr5MoSiV1钢目前普遍用于HFW管生产线的上挤压辊制造。 轧辊不同材质的经济性及合理选用 对HFW管生产现场使用的3种材质轧辊的使用情况及寿命进行了统计分析，结果见表2。（双击可放大） 从表2可以看出：86CrMoV7轧辊使用寿命和损坏频次都要优于9Cr2Mo轧辊，但较之Cr12MoV材质轧辊稍差。Cr12MoV材质轧辊在使用的10年期间出现2次碎裂现象，而86CrMoV7和9Cr2Mo两种材质轧辊在使用的8年期间共损坏9次。 HFW管生产线轧辊的损坏主要集中在精成型上下辊、侧挤压辊和定径水平辊。精成型上辊（组合件，容易损坏，故以此为例）平均质量1.5吨，Cr12MoV材质轧辊单价9万元/吨，维修两次2万元，合计费用为15.5万元，寿命10年，折合后单个轧辊生产1万吨钢管成本约5500元；86CrMoV7或9Cr2Mo材质轧辊单价4万元/吨，维修4次4万元，合计费用为10万元，寿命8年，折合后单个轧辊生产1万吨钢管成本约4167元，费用比Cr12MoV材质低。轧辊的主要损坏形式为边缘崩裂，而不是正常的磨损损坏，因此Cr12MoV材质的高耐磨性无法体现出来，与86CrMoV7或9Cr2Mo材料相比无明显优势。而86CrMoV7或9Cr2Mo材质单价费用约为Cr12MoV材质的一半，其一次性投资减少50%，而且这些轧辊材料已具备较好的耐磨性和硬度；因此选用86CrMoV7或9Cr2Mo材质，其经济性更加明显。 轧辊的损坏形式与应对措施 HFW管生产线轧辊损坏的形式主要是正常磨损和崩裂掉块两种。 正常磨损：轧辊在使用中一般定期使用孔型板进行检测，其磨损量一旦**过限定范围就报废并更换处理。为减少轧辊的磨损量，调型时可采用合理的孔型和各架次适当均衡的挤压量等措施来保证，同时在轧辊拆下待用时作清洁处理并涂防锈油保养，以减少轧辊表面锈蚀轧辊边缘崩裂掉块： （1）精成型轧辊：采用四辊成型时精成型上辊的内边缘容易崩裂掉块损坏，这是因为精成型上辊采用的组装式结构，在焊管成型过程中轧辊中间接近导向片处的凹面受力大，容易出现崩裂掉块。目前此类损坏现象常见。在轧辊内边缘崩裂损坏后，可将轧辊损坏的内边缘切削掉厚度约为40mm的圆环（内径500mm，外径580mm），再加工出相同尺寸的圆环，经热处理后热套在轧辊上。由于在成型时精成型上辊的受力是由内到外，因此对圆环的受力无太大影响，从而使得轧辊整体寿命得到延长，使用效果与新轧辊相差不大。 采用两辊成型时精成型轧辊的外边缘容易崩裂损坏，主要原因是在钢管成型过程中受到钢管高钢级大壁厚的影响而受力过大造成，或因3个成型机架的减径量分配不均衡引起。此种损坏无法修复，但可适当增加边沿厚度来增加其强度。 （2）侧挤压辊：侧挤压辊上部边缘崩裂掉块损坏的原因是：成型焊接调整时的焊接挤压力过大，或两侧进给量不均造成；轧辊在生产中承受交变应力，尤其是带钢接头焊缝处**管体母材，导致焊缝通过时压力成倍增加，致使轧辊边沿崩裂。对于侧挤压辊受力过大造成的上部边缘损坏情况，可通过适当增厚轧辊上部结构来增加其强度，从而延长使用寿命。 （3）定径辊：定径水平辊边缘崩裂损坏的主要原因是：生产线在调型引料时各架次未调整到位，导致焊缝扭转偏斜，正好处于定径水平辊的边缘，对接管或停机管处的残留外毛刺会挤压在轧辊边缘，造成轧辊边缘受力过大而崩裂。这种损坏无法修复，需要在调型时保证焊缝不偏斜，才能避免轧辊损坏。 轧辊加工缺陷损坏 轧辊在加工过程中，如果在材料锻打时未发现其内部裂纹缺陷，导致在使用过程中轧辊受力后崩裂。要避免这类问题，需在轧辊锻造和热处理工序后进行探伤检测，发现有裂纹后立即停止后续加工，以免有缺陷的轧辊投入钢管生产。 目前国内HFW管生产线的轧辊材质若采用Cr12MoV，则每套的费用约为400万元；若采用86CrMoV7或9Cr2Mo，则每套费用约为200万元。尽管Cr12MoV材质轧辊的整体性能、使用寿命要优于86CrMoV7或9Cr2Mo材质轧辊的，但是考虑到企业的资金成本、产能和实际使用的损坏情况，86CrMoV7或9Cr2Mo材质轧辊更符合企业的实际生产需要，其良好的性能和相对便宜的加工费用，将减少企业的资金占用，经济性优良。而在这两种材料中，综合来看，选择86CrMoV7更好。 在轧辊使用上通过维护保养和平衡分配各架次受力来降低轧辊的自然磨损和异常损坏，对精成型上辊内侧边缘和侧挤压辊上边缘的崩裂掉块情况，可通过轧辊内边缘镶环修复和侧挤压辊上边缘增厚来延长轧辊使用寿命，降低生产成本。

高频焊管生产工艺

高频焊管生产工艺流程主要取决于产品品种，从原料到成品需要经过一系列工序，完成这些工艺过程需要相应的各种机械设备和焊接、电气控制、检测装置，这些设备和装置按照不同的工艺流程要求有多种合理布置,高频焊管典型流程：开卷―带钢矫平―头尾剪切―带钢对焊―活套储料―成型―焊接―清除毛刺―定径―探伤―飞切―初检―钢管矫直―管段加工―水压试验―探伤检测―打印和涂层―成品。

高频焊 是用流经工件连续接触面的高频电流所产生的电阻热加热并在施加**锻力的情况下，使工件金属间实现相互接连的一类焊接方法。它类似与普通电阻焊，但存在着许多重要的差别。
高频焊用于碳钢焊管生产已经有40多年的历史。高频焊接具有较大的电源功率，对不同材质、口径和壁厚的钢管都能达到较高的焊接速度(比氩弧焊的高焊接速度高出l0倍以上)。因此，高频焊接生产一般用途的钢管具有较高的生产率因为高频焊接速度高，给焊管内毛刺的去除带来困难，这也是目前高频焊钢管尚不能为化工、核工业所接受的原因之一。从焊接材质看，高频焊可以焊接各种类型的钢管。同时，新钢种的开发和成型焊接方法的进步
钢管生产过程中重要环节
　 1.在高频焊管生产过程中 ,如何确保产品质量符合技术标准的要求和顾客的需要 ,则要对钢管生产过程中影响产品质量的因素进行分析。通过对本公司 Φ76mm高频焊接钢管机组某月份不合格品的统计 ,认为在生产过程中影响钢管产品质量的要素有原材料、焊接工艺、轧辊调节、轧辊材质、设备故障、生产环境及其它原因等七个方面。其中原材料占 32 .44% ,焊接工艺占 24 .85 % ,轧辊调节占 22 .72 % ,三者相加占 80 .01 % ,是主要环节。而轧辊材质、设备故障、生产环境及其它原因等四个方面的要素 ,对钢管产品质量的影响占19.99% ,属相对次要环节。因此 ,在钢管生产过程中 ,应对原材料、焊接工艺和轧辊调节三个环节进行重点控制。
2　原材料对钢管焊接质量的影响 影响原材料质量的因素主要有钢带力学性能不稳定、钢带的表面缺陷及几何尺寸偏差大等三个方面 ,因此 ,应从这三个方面进行重点控制。
1）钢带的力学性能对钢管质量的影响焊接钢管常用的钢种为碳素结构钢 ,主要的牌号有 Q195、Q215、Q235 SPCC SS400 SPHC等多种 。钢带屈服点和抗拉强度过高 ,将造成钢带的成型困难 ,特别是管壁较厚时 ,材料的回弹力大 ,钢管在焊接时存在较大的变形应力 ,焊缝容易产生裂缝。当钢带的抗拉强度**过 635 MPa、伸长率低于 10 %时 ,钢带在焊接过程中焊缝易产生崩裂。当抗拉强度低于 30 0MPa时 ,钢带在成型过程中由于材质偏软 ,表面容易起皱纹。可见 ,材料的力学性能对钢管的质量影响很大 ,应从材料强度方面对钢管质量进行有效地控制。
2）钢带表面缺陷对钢管质量的影响钢带表面缺陷常见的有镰刀弯、波浪形、纵剪啃边等几种 ,镰刀弯和波浪形一般出现在冷轧钢带轧制过程中 ,是由压下量控制不当造成的。在钢管成型过程中 ,镰刀弯和波浪形会引起带钢的跑偏或翻转 ,容易使钢管焊缝产生搭焊 ,影响钢管的质量。钢带的啃边 (即钢带边缘呈现锯齿状凹凸不平的现象 ) ,一般出现在纵剪带上 ,产生原因是纵剪机圆盘刀刃磨钝或不锋利造成的。由于钢带的啃边 ,时时出现局部缺肉 ,使钢带在焊接时易产生裂纹、裂缝而影响焊缝质量的稳定性。
3）钢带几何尺寸对钢管质量的影响当钢带的宽度小于允许偏差时 ,焊接钢管时的挤压力减小 ,使得钢管焊缝处焊接不牢固 ,出现裂缝或是开口管 ;当钢带的宽度大于允许偏差时 ,焊接钢管时的挤压力增加 ,在钢管焊缝处出现尖嘴、搭焊或毛刺等焊接缺陷。所以 ,钢带宽度的波动 ,不但影响了钢管外径的精度 ,而且严重影响了钢管的表面质量。对要求同一断面壁厚差不**过规定值的钢管 ,即要求壁厚均匀程度高的钢管 ,钢带厚度的波动 ,会将同一卷钢带厚度差**出的允许值转移到成品钢管的壁厚差 ,使大批钢管厚度**出允许偏差而判废。厚度的波动不仅影响成品钢管的厚度精度 ,同时 ,由于钢带的厚薄不一 ,使钢管在焊接时 ,挤压力和焊接温度不稳定 ,造成了钢管焊接时焊缝质量不稳定。此外 ,由于钢材内部存在着夹层、杂质、沙眼等材料缺陷 ,也是影响钢管质量的一个重要因素。因此 ,在钢带焊接前 ,要检查每卷钢带的表面质量和几何尺寸 ,对钢带质量不符合标准要求的 ,不要进行生产 ,以免造成不必要的损失。
3　高频焊接对钢管质量的影响　　在钢管高频焊接过程中 ,焊接工艺及工艺参数的控制、感应圈和阻抗器位置的放置等对钢管焊缝的焊接质量影响很大。
1） 钢管焊缝间隙的控制钢带进入焊管机组经成型辊成型、导向辊定向后 ,形成有开口间隙的圆形钢管管坯 ,调整挤压辊的挤压量 ,使得焊缝间隙控制在 1～ 3mm,并使焊口两端保持齐平。焊缝间隙控制得过大 ,会使焊缝焊接不良而产生未熔合或开裂 ;焊缝间隙控制得过小 ,由于热量过大 ,造成焊缝烧损 ,熔化金属飞溅 ,影响焊缝的焊接质量。
2） 高频感应圈位置的调控感应圈应放置在与钢管同一中心线上 ,感应圈前端距挤压辊中心线的距离 ,在不烧损挤压辊的前提下 ,应视钢管的规格而尽量接近。若感应圈距挤压辊较远时 ,有效加热时间较长 ,热影响区宽 ,使得钢管焊缝的强度下降或未焊透 ;反之感应圈易烧毁挤压辊。
3） 阻抗器位置的调控阻抗器是一个或一组焊管磁棒 ,阻抗器的截面积通常应不小于钢管内径截面积的 70 % ,其作用是使感应圈、管坯焊缝边缘与磁棒形成一个电磁感应回路 ,产生邻近效应 ,涡流热量集中在管坯焊缝边缘附近 ,使管坯边缘加热到焊接温度。阻抗器应放置在 V形区加热段 ,且前端在挤压辊中心位置处 ,使其中心线与管筒中心线一致。如阻抗器位置放置的不好 ,影响焊管的焊接速度和焊接质量 ,使钢管产生裂纹。
4）高频焊接工艺参数——输入热量的控制高频电源输入给钢管焊缝部位的热量称为输入热量。将电能转换成热能时 ,其输入热量的公式为 :　
　　　　　 Q=KI2 Rt (1)
式中　Q—输入管坯的热量 ;K—能量转换效率 ;　 I—焊接电流 ;R—回路阻抗 ;　t—加热时间。
加热时间 :t=Lv (2)
式中　 L—感应圈或电极头前端至挤压辊的中心距 ;v—焊接速度。
当高频输入的热量不足且焊接速度过快时 ,使得被加热的管体边缘达不到焊接的温度 ,钢铁仍保持其固态组织而焊接不上 ,形成了未熔合或未焊透的裂纹 ;当高频输入热量过大且焊接速度过慢时 ,使得被加热的管体边缘**过了焊接温度 ,容易产生过热甚至过烧 ,使焊缝击穿 ,造成金属飞溅而形成缩孔。从公式 (1)、(2)中可知 ,可以通过调整高频焊接电流 (电压 )或调整焊接速度的方法 ,来控制高频输入热量的大小 ,从而使钢管的焊缝既要焊透又不焊穿 ,获得焊接质量优良的钢管
4　轧辊调节对钢管质量的影响　　从钢管废品因果分析图可看出 ,轧辊调节是属钢管的操作工艺。在生产过程中 ,轧辊损坏或磨损严重时 ,在机组上需要更换部分轧辊 ,或某个品种连续生产了足够的数量 ,需要更换整套的轧辊。这时都应对轧辊进行调节 ,以获得良好的钢管质量。如轧辊调节得不好 ,易造成钢管管缝的扭转、搭焊、边缘波浪、鼓包及管体表面有压痕或划伤 ,钢管椭圆度大等缺陷 ,因此 ,换辊时应掌握轧辊调节的技巧。
1 )更换钢管规格 ,一般都对整套轧辊进行更换。轧辊调节的方法是 :用钢丝从机组入口到出口拉一条中心线 ,进行调整 ,使各架孔型在一条中心线上 ,并使成型底线符合技术要求。更换轧辊规格后 ,首先对成型辊、导向辊、挤压辊、定径辊作一次全面的调节 ,然后重点对成型辊的封闭孔型、导向辊、挤压辊调节。
2 )导向辊的作用是控制钢管的管缝方向和管坯底线高度 ,缓解边缘延伸 ,控制管坯边缘回弹 ,保证管缝平直而不扭转进入挤压辊。如导向辊调节不好 ,在钢管的焊接过程中 ,易造成钢管管缝的扭转、搭焊、边缘波浪等焊接缺陷。
3 )挤压辊是焊管机组的关键设备 ,其作用是将边缘被加热到焊接温度的管体在挤压辊的挤压力作用下完成压力焊接。在生产过程中 ,要控制挤压辊开口角的大小。挤压力过小时 ,焊缝金属强度下降 ,受力后会产生开裂 ;挤压力过大时 ,降低焊接强度 ,而且使外毛刺量增加 ,易造成搭焊等焊接缺陷。
4 )在焊管机组慢速起动的过程中 ,应密切注意各部位轧辊的转动情况 ,随时调节轧辊 ,以确保焊管的焊接质量和工艺尺寸符合规定的要求。

综上所述，在2015年如此低迷的钢市环境里，焊接钢管产量却依然疯狂、强劲增长的省份无疑就是天津；河北次之；再次之则分别是陕西、福建和上海。至于这些地区焊接钢管产量逆势强劲增长的具体原因，本文不便赘述，希望有兴趣的读者诸君继续探究。