[发明专利]大型钢管的自动化制造方法及生产线设计

说明书

本发明涉及了一种由至少两个弧形瓦片组成的大型钢管制造工艺，特别是大型的洞内钢管制造工艺。

目前通常的大型钢管制造工艺是：钢板划线、坡口切割加工、预弯、弧形钢板卷制、瓦片校正、瓦片平台组圆、纵缝立焊、管节校正、焊缝探伤、调圆及内支撑加固、加劲环安装焊接、钢管防腐，为了减少钢管安装环缝的工作量，一些制造工艺规定在管节校正后将两个管节在滚轮架上将管壁环缝组装焊接成大节，再钢管防腐，传统工艺的适应性强，但必然采用大量的手动焊接，人工劳动强度大，效率低，工期长，焊接自动焊化的比例约为30％。现在大型压力钢管采用了自动氩弧焊技术进行纵缝立焊，部份地解决了钢管制造的效率低和人工量大的问题，但其钢管焊接自动焊化的比例不高，约为50％，焊接成本较高，同时以上工艺都必须在钢平台上组园，因而占用场地面积大。中国专利94118021.2中提出，钢板在钢平台上拼焊后一次卷制成型，可以提高钢管生产的机械化程度，减小场地占用，然而由于大型钢管的壁厚尺寸大，钢板在卷曲过程中不可能一次到达设计的曲率半径，需要逐步调整，反复多次地卷曲，才能最终对接成一个圆形管节，不仅卷板时间长，卷曲时影响已成形焊缝的组织结构，而且必然需要一套高大的吊装设备专门进行辅助吊装，而这种作业对大型钢管而言，安全性受到影响，因而在实际生产中未得到大范围的推广。需要指出，现有的技术都只提出钢管在制造厂进行组圆和焊接，而事实上大型钢管在制造厂制造完成后运输尺寸大，运输较为困难，效率低，综合成本高。

本发明的目的是提供一种大型钢管的制造工艺，它可以提高压力钢管的机械化和焊接自动化程度，减少钢管安装焊接量和运输距离，提高施工效率和质量并降低综合生产成本。

本发明是这样实现的：采用图1所示的工艺流程，即将大型钢管的钢板卷成两个或两个以上的圆弧形瓦片，瓦片在滚轮架或可在立面回转的平台上进行立式组圆，此时钢管轴线水平或接近水平，之后，完成钢管纵缝焊接、校正、调圆，加劲环安装和焊接、组装大节以及环缝焊接。

如图1所示，由两个或两个以上的圆弧形瓦片组成的大型钢管的制造工艺流程是：钢板划线(1)；钢板下料(2)；钢板坡口加工(3)；钢板卷曲呈弧形瓦片(4)；瓦片检验(5)；加劲环制造(6)；瓦片运输(7)；立式组圆呈钢管节及固定(8)；钢管纵缝水平焊接(9)；焊接变形校正(10)；管节调圆(11)；安装钢管加劲环(12)；加劲环焊接(13)；两个或两个以上管节组成管段(14)；管段环缝焊接(15)；焊接检验(16)；管段防腐(17)。钢管由通常的垂直放置变为水平放置，组圆在滚轮架上进行，由可调节的活动内支撑辅助瓦片的对圆和初步固定，边拼装边对钢管的纵缝进行焊接，之后，钢管在相同位置状态下，完成焊接变形校正(10)、管节调圆(11)、安装加劲环(12)、焊接加工劲环(13)，再用两个或两个以上管节组成管段(14)，完成环缝焊接(15)。当然也可以先完成管节组装(14)和环缝焊接(15)后再对加劲环安装(12)和焊接(13)，这样，管节组装过程中水平移动较为方便，管壁环缝和加劲环环缝的焊接可以结合在一起进行，由于钢管可以在滚轮架或回转的平台上可以快速方便地回转，为钢管所有纵缝和环缝的自动焊接提供了方便，可以选择质量稳定效率高，综合经济性好的焊接方式，同时，钢管只做水平移动，不需要翻转了，对于大型钢管而言，省工省力，也不需要大型的吊装设备，这种制造方式适合一般的大型钢管制造，而在大型的地下钢管工程应用更有优点，由于其设备布置紧凑，即使在隧洞内，也可以方便地完成从瓦片立式组圆成钢管节(8)到管段焊接检验(16)的整个过程，避免了大型钢管运输的困难，可以在洞内制造比传统工艺更大尺寸的钢管，减少钢管安装的工作量。

与现有的技术相比，本发明进一步提高了大型钢管制造的机械化程度和焊接自动化水平，同时可以减少钢管吊装和运输的难度，降低生产成本，尤其适用于在隧洞内的大型钢管工程应用，可以获得稳定的焊接质量和高效率生产。

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

以下为一个水电站大型钢管的制造安装工艺：