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    國內外直縫焊管輥彎成形機組的發展歷程

    來源:至德鋼業 日期:2021-06-18 12:02:05 人氣:117

    直縫焊管排輥輥彎成形機組是由傳統的輥彎成形機組發展演變而來。直縫焊管的成形裝置先后經歷了原始輥彎成形階段、適用于大中直徑焊管的輥彎成形階段和柔性輥彎成形階段:

    第一階段:原始輥彎成形階段。輥彎成形最早由美國人開始使用,用來生產小直徑管:1938年,美國人荷爾澤(Carl-Holzer)發明出了一臺由6座機架構成的精密焊管機組。進入到20世紀50年代,歐美等發達國家的制管工業發展迅速。1950年,德國人米耳設計開發出了3個系列的懸臂梁輥式焊管機組,分別為RD3812-38mm)、RD5012-50mm)、RD7616-76mm)。輥彎成形機組初期的結構簡單,由水平輥和立輥交替排列布置,但是生產能力弱,只能生產小直徑的焊管。

    第二階段:適用于大中直徑焊管的輥彎成形階段。從原先生產小直徑焊管的水平輥、立輥交替排布發展為水平輥、立輥再加上立輥組的形式。為了減小帶鋼與成型輥間的摩擦并減小個別水平輥孔型的尺寸,將一定數量的立輥組加入成形機組中。

    基于減少焊管表面劃傷、提高焊管成形質量等方面的考慮,設計人員在中等直徑焊管成形機組的水平立輥之間,另外排列布置了一定數量的小軋輥。1960年,美國加州的托倫斯(Torrance)公司制造了1臺半排輥式的直縫焊管成形機組,該機組能夠生產制造的焊管的直徑范圍為508~1270mm20~50in),從此,輥彎成形工藝進入了一個新的發展時代。起初人們發明排輥式成形主要是為了提高焊管的質量,并且滿足大、中直徑的薄壁管的生產需求。

    第三階段:柔性輥彎成形階段。前兩個階段的輥彎成形工藝大多是依靠成形輥的輥形輪廓產生帶鋼的變形,因此生產不同直徑的焊管需要相應不同規格的成形輥模具。為了提高成形輥的通共性,降低生產成本,滿足不同規格焊管的成形要求,人們開始研發柔性輥彎成形的技術。其中發展最為迅速、現如今使用最為廣泛的當屬直縫焊管的排輥成形工藝(Cage Roll Forming)。排輥式成形機組最早起源于美國。上世紀70年代,美籍華人工程師張志輝在總結前人技術的基礎上設計了1套具有雙半徑孔型的排輥式成形機組。除了美國,日本在排輥成形設備的研發方面也一直走在世界的前沿。在20世紀70年代末,日本制造了1660mm26in)的排輥成形機組,所能生產焊管的最大外徑為660.4mm,最小壁厚為6mml]。80年代中期,日本某公司設計了一套全新的排輥成形機組,將所能生產的焊管的壁厚擴大到了19mm。經過各國研發人員多年地努力,現今的排輥成形機組不僅能生產大直徑薄壁焊管,在厚壁焊管生產方面的應用也越來越廣。比如法國的DMS公司,它所研發的610mm24in)焊管機組已經能夠生產20.6mm厚的焊管。德國的SMS Meer Engineering通過使用不同的工具和設備設置可以在一套設備上生產不同規格的產品,焊管最大直徑可達26in。該設備除了能生產各種圓形鋼管,還能生產正方形或長方形產品。

    20世紀70年代,我國開始了排輥成形機組的引進工作。20世紀80年代,張家口鋼管廠和錦西鋼管廠先后從德國引進了114mm508mm排輥式成形焊管機組。進入21世紀,我國的鋼管生產企業開始了610mm排輥成形機組的引進和焊管的生產工作,如太原、青島、浙江的一些企業已生產出610mm焊管。2005年,上海寶鋼集團公司從德國引進了先進的610mm全排輥ERW直縫焊管成形機組。

    由此可見,目前國內的焊管生產企業雖然已經將排輥成形工藝應用于實際生產當中,但大多都是靠引進國外先進的排輥成形機組進行直縫焊管的生產,排輥成形機組國產化的水平還不高,與發達國家還存在著很大的差距。從國外引進設備時,供貨商只進行機組的組裝和相關調試,技術人員難以掌握排輥成形的核心技術??梢哉f,上述的生產現狀也使得國內科研人員對排輥成形技術的研究很難得到進一步的深入。

    除了排輥成形外,FFFlexible Forming)成形法也是一種應用于工業生產的柔性輥彎成形工藝。FF成形法最早于上世紀80年代由日本的中天機械制造研究所(Nakata)發明。后來在東京大學生產技術研究所的幫助下,采用了有限元技術,優化了FF成形法的成形過程,實現了具有低屈強比YR(屈服強度/抗拉強度)值的鋼管的生產。該工藝的最大特點是在粗成形階段,僅用一套尺寸一定的成形輥便可以完成一定范圍的規格焊管的制造。該成形機組所能生產的焊管為:

    1)在同一機組上可生產最大管徑與最小管徑比為Dmax/Dnmin-2~3的范圍內的各種規格焊管;

    2)帶鋼厚度與管徑之比最大的范圍可達t/D=1%~8%。

    21世紀初期,我國開始陸續從日本引進FF成形機組。據統計截止到2011年,國內企業已經成功引進并改建成了8FF成形機組。FF成型機組所能生產的焊管品種豐富,包括了結構管、流體輸送管、管線管、及方矩形管等。

    本文標簽:直縫焊管 

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