爐焊方管

　　爐焊管是指用鋼帶或鋼板彎曲變形為圓形、方形等形狀后再焊接成的、表面有接縫的鋼管。制造連續(xù)爐焊管時(shí)要求帶鋼寬度方向的加熱溫度有所差別，也就是說，帶鋼邊緣的加熱溫度要比帶鋼中間的溫度高。帶鋼邊緣的加熱溫度較高是為了保證焊接質(zhì)量，而帶鋼中間的加熱溫度較低是為了在用成型焊接機(jī)將帶鋼從加熱爐中拉出時(shí)能保持帶鋼的強(qiáng)度。

　　簡介

　　爐焊管是指用鋼帶或鋼板彎曲變形為圓形、方形等形狀后再焊接成的、表面有接縫的鋼管。按焊接方法不同可分為電弧焊管、高頻或低頻電阻焊管、氣焊管、爐焊管、邦迪管等。按焊縫形狀可分為直縫焊管和螺旋焊管。電焊鋼管用于石油鉆采和機(jī)械制造業(yè)等。爐焊管可用作水煤氣管等，大口徑直縫焊管用于高壓油氣輸送等;螺旋焊管用于油氣輸送、管樁、橋墩等。焊接鋼管比無縫鋼管成本低、生產(chǎn)效率高。

　　直縫焊管生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)效率高，成本低，發(fā)展較快。螺旋焊管的強(qiáng)度一般比直縫焊管高，能用較窄的坯料生產(chǎn)管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的坯料生產(chǎn)管徑不同的焊管。但是與相同長度的直縫管相比，焊縫長度增加30~100%，而且生產(chǎn)速度較低。因此，較小口徑的焊管大都采用直縫焊，大口徑焊管則大多采用螺旋焊。

　　生產(chǎn)特點(diǎn)

　　爐焊法生產(chǎn)鋼管是將帶鋼加熱至1350~1400℃的焊接溫度，然后通過下圖《爐焊管過程示意圖》所示的成劌焊接機(jī)受壓成型并焊接成鋼管。

　　連續(xù)式爐焊管機(jī)組是高生產(chǎn)率生產(chǎn)焊管設(shè)備，按生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格范圍可將機(jī)組分為大型(425~100mm)、中型(Φ15—75mm)和小型(Φ5~40mm)三種。這種機(jī)組牛產(chǎn)效率高、成本低、機(jī)械化及自動(dòng)化程度高，速度高達(dá)420~680m/min，一套機(jī)組的生產(chǎn)率比同規(guī)格電焊管機(jī)組約高6～7倍。爐焊管成本比電焊管約低20%，比無縫管低30%。但焊縫強(qiáng)度較電焊管低，一般僅限于焊接低碳的沸騰鋼管，主要用作水煤氣管、電纜護(hù)管及結(jié)構(gòu)用管等。但由于爐焊管的能耗大，它的進(jìn)一步發(fā)展受到限制。

　　爐焊管生產(chǎn)線

　　連續(xù)式爐焊管機(jī)組的生產(chǎn)線由焊管坯準(zhǔn)備裝置、加熱爐、成型焊接機(jī)、飛鋸、定減徑及其他精整設(shè)備等組成。焊管坯(帶鋼)經(jīng)開卷、矯平、切頭、對(duì)焊和刮除毛刺等工序后，進(jìn)入活套裝置儲(chǔ)存。由活套裝置輸出的帶鋼經(jīng)預(yù)熱爐預(yù)熱，再經(jīng)加熱爐加熱至焊接溫度。加熱爐為細(xì)長形式的通道，即隧道三段式或四段式加熱爐，其有效長度為30~60m，寬度為730~ 830mm。帶鋼在爐內(nèi)加熱的特點(diǎn)是邊部溫度比中部溫度高40~ 50℃。這一溫度是保證穩(wěn)定的焊接壓力、焊縫質(zhì)量的一個(gè)重要因素。

　　出爐后的帶鋼由兩側(cè)噴嘴對(duì)帶鋼側(cè)邊進(jìn)行第一次噴吹空氣以提高帶鋼邊緣溫度，同時(shí)去掉帶鋼側(cè)表面的氧化鐵皮。隨后帶鋼經(jīng)過由6~ 14機(jī)架組成的成型焊接機(jī)進(jìn)行成型、焊接。成型焊接機(jī)為二輥式，第一架為立輥，第二架為水平輥。依次交替布置，在第一對(duì)立輥機(jī)架孔型中帶鋼彎曲成近似于馬蹄形管坯，其圓心角為270°，開口應(yīng)朝下以防止熔渣掉人管內(nèi)。在第1—2機(jī)架間設(shè)有噴嘴，噴嘴上部鉆有小孔使空氣噴到管坯邊緣上，借助鐵氧化時(shí)放出的熱量使管坯邊緣溫度升溫，以便第二機(jī)架進(jìn)行鍛接。噴吹還可清除管坯邊緣氧化鐵皮及其他雜質(zhì)，并對(duì)帶鋼進(jìn)行導(dǎo)向和定位，防止焊縫扭曲。第二架以后各架均起到減徑作用，每機(jī)架的減徑率約為5%一8%。經(jīng)減徑后的鋼管進(jìn)行鋸切、定徑、冷卻，依次進(jìn)行精整、試驗(yàn)、檢查、打印、涂油等工序，即可出廠。

　　爐焊管生產(chǎn)問題分析

　　從連續(xù)爐焊方法問世至今已有五十多年，在其發(fā)展過程中，不論工藝和設(shè)備都有了很大的改進(jìn)，采用了一些有效的措施，使得爐焊管的質(zhì)量有了很大改善，生產(chǎn)能力也大幅度地提高了。爐焊管的使用范圍也在不斷擴(kuò)大。現(xiàn)就其主要方面敘述如下：

　　1、用切開的帶鋼作原料

　　作為爐焊管的原料，一般都是用單幅的整軋窄帶鋼。直到現(xiàn)在，美國還有一些爐焊管機(jī)由窄帶鋼軋機(jī)供料，美國廠家認(rèn)為這對(duì)保證焊縫質(zhì)量有好處。蘇聯(lián)也有人認(rèn)為，用單幅窄帶鋼生產(chǎn)爐焊管可以得到更好的焊接質(zhì)量，生產(chǎn)過程也比較穩(wěn)定，可以改善機(jī)組的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。但是，為了生產(chǎn)爐焊管用的整軋窄帶鋼就必須設(shè)置管坯帶鋼軋機(jī)，按要求的寬度軋制各種規(guī)格的窄帶，因此建設(shè)費(fèi)用大，成本也高。

　　從五十年代起，由于寬帶鋼質(zhì)量的提高，爐焊時(shí)又采取了氧氣吹邊和加大壓下量等措施，爐焊管生產(chǎn)中已開始使用切開的帶鋼作原料，用切開的帶鋼生產(chǎn)爐焊管。

　　2、用氧氣吹邊提高焊接質(zhì)量

　　帶鋼從加熱爐中出來以后以及在進(jìn)入焊接機(jī)架以前，要對(duì)帶鋼邊部進(jìn)行吹刷，去掉氧化物并提高邊部的溫度，以保證焊接質(zhì)量。過去，吹刷帶鋼邊部是用壓縮空氣。多年來，一些國家就已開始采用空氣一氧氣聯(lián)合吹刷的辦法，取得了良好的效果。蘇聯(lián)從1970年才開始試驗(yàn)用氧氣吹邊，并在1972年開始運(yùn)用到生產(chǎn)中。

　　用氧氣吹邊可以強(qiáng)化帶鋼邊緣鐵的氧化過程，使焊接表面的溫度升高而又不致擴(kuò)大過熱區(qū)的寬度，同時(shí)吹邊氣流又能將表面的非金屬夾雜氧化物吹刷掉，從而顯著地改善了焊縫質(zhì)量，使鋼管的工藝性能(壓扁和擴(kuò)口試驗(yàn))提高50%到一倍。爐焊管的鋼種范圍所以能夠擴(kuò)大、低合金高強(qiáng)度鋼所以能夠用來制造爐焊管，采用氧氣吹邊是一個(gè)重要的因素。

　　3、加熱爐增加預(yù)熱室提高熱效率

　　連續(xù)爐焊管機(jī)組的加熱爐具有細(xì)長的爐型，并且由于加熱制度的特點(diǎn)，其熱效率不高。一般來說，這種爐子的熱利用率只有28%左右。為了提高熱效率，六十年代以后新建的機(jī)組，都增加了預(yù)熱帶鋼的預(yù)熱爐或預(yù)熱室。有的是在加熱爐前面設(shè)置一座單獨(dú)的預(yù)熱爐(如美國瓊斯一勞林鋼公司)，有的則在加熱爐的側(cè)面或上面設(shè)置預(yù)熱室，利用加熱爐的廢氣來預(yù)熱帶鋼。這樣可以使熱的利用率提高到35%左右。如果再增加余熱鍋爐，則熱的利用率尚可提高到65.3%。

　　增加預(yù)熱室的方法比那種使帶鋼在加熱爐內(nèi)打套進(jìn)行加熱的辦法好，因?yàn)楹笳唠m然簡單一些，但卻使帶鋼邊部和中部的溫差減小了，而這對(duì)焊縫質(zhì)量是十分不利的。