一種大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置的製作方法

2023-05-10 15:28:01 1

專利名稱：一種大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型裝置屬於鋼管機械的輔助設備技術領域，尤其涉及一種適用於U0E大 口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，用於對管端橢圓度超差的U0E大口徑直縫焊管進行 矯圓修正，使其達到相應的參數要求。
背景技術：
U0E大口徑鋼管(Uing-0ing成型法)應用範圍十分廣闊，不僅應用於鋪設長距離 高壓輸油氣管線，並且已經擴展到以氣體，液體作為推動力輸送礦石、穀物、石油、煤炭。在 工程建設中用於海底隧道，海底打樁，防坡堤及海上採油平臺等，在其它領域還用於高壓容 器，機架外殼等。 石油天然氣輸送用焊接鋼管。UOE生產線採用Uing-Oing成型工藝，成型後的鋼管 採用五條三絲內焊設備，四條三絲外焊設備，焊接後可根據客戶要求，採用機械擴徑或水壓 擴徑，提高尺寸精度，清除內應力。 UOE鋼管等鋼鐵產品中大口徑鋼管的管端橢圓度指標是一個非常重要的參數。根 據中國石油天然氣股份有限公司西氣東輸二線管道工程採用的直縫埋弧焊管技術條件要 求中管端橢圓度要求，距管端lOOmm範圍內鋼管的橢圓度(即最大外徑與最小外徑之差與 名義外徑的比值)應不大於0. 6% 。其目的在於當兩管在野外進行配管焊接施工時，使其能 順利的完成焊接。反之，如果鋼管管端橢圓度超標，就會造成兩管對焊的困難，即使能對焊 在一起，也會產生很大的殘餘應力，導致焊縫處的機械性能下降，降低了管道在使用過程中 的安全性，所以管端橢圓度超標的鋼管是不可以使用的。 目前，國內幾乎所有在產的UOE大口徑直縫焊管機組生產的鋼管均存在管端橢圓 度超標現象，其原因涉及來料寬厚板性能與板形，以及成形、焊接與擴徑等生產工藝。 當管端橢圓度超標的管子出現後，生產現場通常會採取將管子調回進行再次擴徑 或者切除管子管端橢圓度超標部分的方法來修正管端的橢圓度。而通常情況下，管端橢圓 度超標的管子數量比較多，大約要佔總量的10%，所以採用以上方法進行管端的橢圓度修 正會嚴重影響了生產線的效率和收得率。 目前，已經有很多專利和文獻提出了相關的鋼管管端橢圓度修正方法和裝置，例 如專利號JP59127927A提出了一種管端真圓度修正裝置。 如圖4所示，該裝置採用了從管子內表面向外擴頂，將管子撐圓修正的方法。其中
與管子內表面相接觸的輥子一端通過保持具和安裝座固定在固定盤上，另一端通過拉杆和
鉸鏈連接到氣缸。通過氣缸拉的動作可以實現輥子1的向外擴頂將鋼管撐圓的動作，以此
來修正管端的橢圓度。然而，此種裝置的結構形式主要用於小口徑鋼管管端橢圓度修正。同
時，由管子內表面接觸的輥子結構可以看出，該裝置對鋼管管端橢圓度的修正範圍比較小，
達不到對UOE大口徑直縫焊管管端100mm範圍內的橢圓度進行修正的要求。 專利JP55144336A提出了另外一種對鋼管管端形狀和尺寸進行矯正的方法及裝置。[0010] 如圖5所示，其中，支撐環1由兩個半圓構成，可安裝在離開管端200mm處。液壓 缸安裝在支撐環的外圓圓周上，數量為3個。連接裝置用於連接液壓缸活塞杆和擴管修正 裝置。該裝置在進行管端修正作業時，需要將管端50mm範圍處加熱到30(TC，然後液壓缸5 根據所需的圓度和尺寸將擴管修正裝置拉入，以此修正管子管端的橢圓度。修正作業完成 後，管端在室溫下冷卻，液壓缸則反向動作，拔出模具，然後斷開連接，拆下修正裝置。該裝 置使用不便，作業過程複雜，同樣不適合UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度的修正。 專利88107835. 2提出了一種大口徑鋼管的管端橢圓度矯正方法及裝置。 如圖6所示，它主要通過先後對管子管端進行擴徑，縮徑，這兩個步驟來完成對管 子管端橢圓度修正。該裝置的修正精度比較高，但它的結構相對複雜，製造成本高，修正作 業過程複雜，使用靈活性差，效率低。 目前，UOE大口徑直縫焊管的管端橢圓度超標是各個生產廠家都面臨的問題，它嚴 重影響了管子的收得率和生產線的效率， 因此，對於生產現場而言，開發一種結構簡單，作業靈活，操作方便，修正效率高的 UOE大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置是非常必要的。

發明內容為克服上述問題，本實用新型的目的在於提出一種UOE大口徑直縫焊管的管端 橢圓度修正裝置，採用了對管子內表面短軸方向頂擠的方式來實現管子管端橢圓度超標的 修正。該裝置主要由擴頂執行機構和移動升降機構兩部分組成。使現場可靈活有效地對管 端橢圓度超標的管子進行修正作業，提高管子管端橢圓度的合格率。
本實用新型的技術方案如下 —種大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，所述管端橢圓度修正裝置包括 擴頂執行機構，其特徵在於，所述擴頂執行機構包括液壓單元，與液壓單元配合 設置的模具單元及標尺單元三部分，所述液壓單元用於對大口徑直縫焊管的管端作橢圓短 軸向作擠壓，由液壓缸，與該液壓缸連接的油泵、壓力表組件及油管組成。 根據本實用新型的大口徑直縫焊管管端橢圓度修正裝置，所述擴頂執行機構是管 端橢圓度修正裝置的修正執行單元，在管內短軸方向對管子進行頂擠，執行橢圓度修正作 業。所述擴頂執行機構的液壓單元提供管子橢圓度修正的動力，它主要由液壓缸，油泵，壓 力表組件及油管組成。壓力表用於操作人員監視作業過程中壓力的變化。 根據本實用新型的大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，其特徵在於，所述擴 頂執行機構的模具單元包括擴頂用上模和下模，分別設置於所述上模下方和下模上方的 上、下墊板，分別設置於所述上墊板下方的上連接板和上墊板上方的下連接板。液壓缸位於 上下連接板之間。 上述模具單元則是連接在液壓缸的上下段，在作業過程中，與管子短軸的內表面 直接接觸。根據本實用新型的大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，其特徵在於，所述標 尺單元包括順序位於所述擴頂執行機構一側的上標尺架，下標尺架及設置於二標尺架之間 的標尺。 上述標尺部分主要用於操作人員觀測記錄作業過程中管子短軸方向的變形量。 根據本實用新型的大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，其特徵在於，所述管
4端橢圓度修正裝置還包括移動升降機構。 根據本實用新型的大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，其特徵在於，所述移動升降機構包括小車支架，設置於小車支架上的升降液壓缸，由升降液壓缸驅動的升降架，它通過連接件直接與擴頂執行機構相連接。 移動升降機構是本裝置的一個輔助單元，用於攜帶擴頂執行機構從待機位置進入管端，作業完成後，攜帶擴頂執行機構脫離管端並回到待機位。它包括了升降單元和移動小車單元。 升降單元與擴頂執行機構連接，並攜帶其上升下降。它包括了液壓缸，手動操作泵，導軌，支架等。而移動小車則是用於攜帶擴頂執行機構等各部分移動，可將擴頂執行機構伸入管端100mm處。它包括了支架和萬向輪等。 根據本實用新型的大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，其特徵在於，所述移動升降機構包括升降液壓缸的手動泵搖杆。 根據本實用新型的大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，其特徵在於，所述移動升降機構包括設置於移動提升機構底部的滾輪。 根據本實用新型的大口徑直縫焊管管端橢圓度修正裝置，所述大口徑直縫焊管管端橢圓度修正裝置整體結構簡單，製造成本低；操作簡單，作業靈活安全，可支撐快節奏的現場大口徑直縫焊管的生產，可有效提高管子管端橢圓度的合格率。

圖1是U0E大口徑直縫焊管管端橢圓度修正裝置中的擴頂執行機構；[0031] 圖2是U0E大口徑直縫焊管管端橢圓度修正裝置中的移動升降機構；[0032] 圖3是U0E大口徑直縫焊管管端橢圓度修正裝置的作業示意圖；[0033] 圖4是以往的管端真圓度修正裝置一例。[0034] 圖5是以往的管端真圓度修正裝置又一例。[0035] 圖6是以往的管端真圓度修正裝置又一例。 圖中，l :上模，2 :上墊板，3 :上連接板，4 :擴頂液壓缸，5 :下連接板，6 :下模，7 :下墊板，8 :下標尺架，9 :標尺，10 :上標尺架，11 :支架，12 :升降液壓缸，13 :升降架，14 :小車前輪，15 :小車後輪，16 :擴頂液壓缸電動泵臺架，17 :升降液壓缸手動泵搖杆，18 :擴頂液壓缸手動泵臺架，19 :輸送輥道，20 :鋼管，21 :擴頂執行機構，22 :連接件，23 :移動升降機構，24 :油管，25 :壓力表，26 :擴頂液壓缸手動泵，27 :擴頂液壓缸電動泵，28 :工作檯。
具體實施方式
以下結合附圖，具體實施例對本實用新型作進一步說明。[0038] 實施例1 圖1是本實用新型的U0E大口徑直縫焊管管端橢圓度修正裝置中擴頂執行機構的三維示意圖。其中4為擴頂執行機構的主要部件單作用液壓缸，根據模擬計算，選擇了負載為50t，行程為150mm的液壓缸。 在上述液壓缸4的150mm的行程中，80mm為有效行程，即頂擠管子短軸的行程，70mm為輔助行程，即空載行程。1，6為擴頂執行機構的上模和下模，修正作業過程中直接與鋼管短軸方向內表面接觸，頂擠管子內表面短軸，修正管子的橢圓度。在本實施例中，上下模的寬度均為180mm，以達到修正距管子管端100mm距離的橢
圓度誤差的目的。根據不同的管子規格，可選擇不同規格的上下模，擴大了可作業管子的範圍。 3為擴頂執行機構的上連接板，用於連接液壓缸的活塞與上模，主要通過螺栓和螺釘連接完成。5為擴頂執行機構的下連接板，用於連接液壓缸的缸筒和下模，同樣通過螺栓和螺釘來連接。 在整個擴頂執行機構中，下連接板還起到了調節擴頂執行機構總長度的作用，以
適應不同管徑的鋼管。2，7為擴頂執行機構的上下墊板，其厚度規格有10mm和20mm兩種，
用於微調擴頂執行機構的長度。除以上主體擴頂結構外，擴頂執行機構還安裝了標尺部分，
用於記錄擴頂的變形量，進行數據的記錄和跟蹤。它包括了上標尺架10，標尺9和下標尺架
8.。其中上標尺架10和標尺9隨著上模運動，而帶有指針的下標尺架8則固定在下連接板
5上，通過標尺10和指針的相對運動，操作者可讀出相應的變形量數值。 圖2是U0E大口徑直縫焊管管端橢圓度修正裝置中的移動升降機構三維示意圖。
用於將擴頂執行機構送入和移出管端。其中ll為小車支架。12，13分別為升降液壓缸和升
降架，共同組成了小車的升降機構，它通過連接件直接與擴頂執行機構相連接。17則是升降
液壓缸的手動泵搖杆，操作者可通過它方便的控制升降機構的上升和下落，從而實現擴頂
執行機構的提升和下落。14，15為移動提升機構的滾輪，實現它的移動功能。此外，在移動
升降機構的支架11上還布置了擴頂液壓缸手動泵的臺架18，擴頂液壓缸電動泵的臺架16，
用於放置相應的擴頂液壓缸手動泵，擴頂液壓缸電動泵，方便操作者的操作。 圖3是U0E大口徑直縫焊管管端橢圓度修正裝置的作業示意圖。其中19，20，2S
分別為鋼管，輸送輥道和工作檯，此處作為一個修正作業工位。擴頂執行機構21中的擴頂
液壓缸，手動泵26，壓力表25以及油管24共同組成了擴頂液壓缸的手動控制液壓迴路，提
供對管子短軸方向頂擠的動力。 此外，如果將電動泵27，壓力表25以及油管24組合在一起，可組成擴頂液壓缸的電動控制液壓迴路。這兩種液壓迴路的優缺點在於採用手動控制液壓迴路可更好的控制擴頂的行程，防止擴頂過量，但操作者的勞動強度相對於電動控制液壓迴路來說要大。而電動控制液壓迴路操作者通過按鈕控制即可實現擴頂動作，降低了勞動強度，但對於擴頂行程的控制較差。 下面以手動泵操作為例詳述管子管端修正作業過程 (1)管體到達人工檢測工位，即修正作業工位。操作人員測量管端長短軸。如橢圓度超標，則管體停留在該工位，並將管體短軸旋轉至12點方向。 (2)移動升降機構攜帶擴頂執行機構，將其從待機位置推至橢圓度修正工位的輥間。
(3)用移動升降機構將擴頂執行機構提升至略高於管內表面底部的高度位置。
(4)移動擴頂執行機構進入管端至設定位置。
(5)用移動升降機構將擴頂執行機構降落到鋼管內表面。 (6)按壓位於移動提升機構上的手動泵，將上模頂起，開始擴頂管子短軸的內表面進行管端的橢圓度修正作業，作業過程中需觀察壓力表的變化。[0054] (7)通過標尺的讀數可確定是否達到了設定的擴頂變形量。[0055] (8)到達設定變形量後，保壓一段時間。 (9)用小開度開啟擴頂液壓缸手動泵的手動洩壓閥，擴頂液壓缸洩壓，等上模逐漸下降，回到起始位置後，關閉手動洩壓閥。
(10)用移動升降機構將擴頂執行機構微微抬起，並攜帶其退出管端。[0058] (11)移動升降機構將擴頂執行機構降至低位，並將其平移回到機側待機位。[0059] 根據本實用新型的大口徑直縫焊管管端橢圓度修正裝置，所述大口徑直縫焊管管端橢圓度修正裝置整體結構簡單，製造成本低；操作簡單，作業靈活安全，可支撐快節奏的現場大口徑直縫焊管的生產，可有效提高管子管端橢圓度的合格率。
權利要求一種大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，所述管端橢圓度修正裝置包括擴頂執行機構，其特徵在於，所述擴頂執行機構(21)包括液壓單元，與液壓單元配合設置的模具單元及標尺單元三部分，所述液壓單元用於對大口徑直縫焊管的管端作橢圓短軸向作擠壓，由液壓缸(4)，與該液壓缸連接的油泵(27)、壓力表組件(25)及油管(24)組成。
2. 如權利要求1所述的大口徑直縫焊管管端橢圓度修正裝置，所述擴頂執行機構是管 端橢圓度修正裝置的修正執行單元，在管內短軸方向對管子進行頂擠，執行橢圓度修正作 業。
3. 如權利要求1所述的大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，其特徵在於，所述擴 頂執行機構(21)的模具單元包括擴頂用上模(1)和下模(6)，分別設置於所述上模(1)下 方和下模(6)上方的上、下墊板(2)， (7)，分別設置於所述上墊板(2)下方的上連接板(3) 和上墊板(7)上方的下連接板(5);液壓缸(4)位於上下連接板(3)、 (5)之間。
4. 如權利要求1所述的大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，其特徵在於，所述標 尺單元包括順序位於所述擴頂執行機構一側的上標尺架(IO)，下標尺架(8)及設置於二標 尺架之間的標尺(9)。
5. 如權利要求1所述的大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，其特徵在於，所述管 端橢圓度修正裝置還包括移動升降機構(23)。
6. 如權利要求5所述的大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，其特徵在於，所述移 動升降機構(23)包括小車支架(ll)，設置於小車支架(11)上的升降液壓缸(12)，由升降 液壓缸(12)驅動的升降架(13)，它通過連接件直接與擴頂執行機構相連接。
7. 如權利要求5所述的大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，其特徵在於，所述移 動升降機構(23)包括升降液壓缸的手動泵搖杆(17)。
8. 如權利要求5所述的大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，其特徵在於，所述移 動升降機構23包括設置於移動提升機構底部的滾輪(14) ， (15)。
專利摘要一種UOE大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置，採用了對管子內表面短軸方向頂擠的方式來實現管子管端橢圓度超標的修正。該裝置主要由擴頂執行機構和移動升降機構兩部分組成。使現場可靈活有效地對管端橢圓度超標的管子進行修正作業，提高管子管端橢圓度的合格率。
文檔編號B21D3/14GK201543688SQ200920210970
公開日2010年8月11日 申請日期2009年10月20日 優先權日2009年10月20日
發明者喬俊良, 呂常青, 吳瑞珉, 戴軍偉, 楊賽丹, 潘勝波, 王剛, 許曄, 金成國 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司