[发明专利]一种管线钢管焊缝开口角的在线调节方法及装置

说明书

本发明提供一种管线钢管焊缝开口角的在线调节方法及装置，其包括CCD图像传感器、多个轧辊对、信息处理系统、轧辊调节系统、信号线和仪器架。本发明将传统大型轧辊分成多个轧辊对，通过CCD图像传感器将焊缝实时的开口角传递给信息处理系统，与目标参数对比并根据管线钢管成型过程中的管线钢管截面的应力变化计算每个轧辊对的位置，通过轧辊调节系统调整各轧辊对位置，不仅能实现在线调节焊缝开口角大小，还能减轻轧辊磨损，降低轧辊更换成本。

技术领域

本发明涉及管线钢管轧制领域，特别涉及一种管线钢管焊缝开口角的在线调节方法及装置。

背景技术

随着未来我国对钢铁生产行业的能源和环保问题越来越重视，管线钢管作为一种两端开口且断面中空的经济型钢材，在越来越多的地方逐渐取代高能耗的热轧无缝钢管。

管线钢管是指将钢板带经过多道次弯曲成型，使钢板带从边部向板带中心弯曲，最终变形为圆滑的圆筒状，利用焊接设备使管坯边缘加热融化，在一定挤压力作用下，管坯的熔化边缘熔合在一起形成的带有直缝的焊接钢管。在钢板带成型过程中根据板带弯曲程度不同，可以分为多个阶段，其中，离焊接阶段最近的精成型阶段是最重要的。在板带精成型阶段，板带已经弯曲成近似圆筒状，其截面形状尺寸可以按照圆形直径与周长的计算公式进行计算。在精成型阶段的成型过程中，由于板带不同部位变形程度的不同，板带不同部位受力情况也不相同，因此与板带紧密接触的轧辊不同部位的受力情况和磨损程度也存在较大差异。传统的管线钢管板带成型中常使用单一的大型一体式轧辊，在轧辊某一部位严重磨损时对轧辊进行整体更换，不仅费时费力，还造成了极大的浪费，提高了生产成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种在管线钢管板带成型过程的精成型阶段，能够根据板带受力情况调整轧辊位置，在线调节焊缝开口角的方法及装置。

一种管线钢管焊缝开口角的在线调节方法，其包括如下步骤：

S1、管线钢管板带成型前，根据板带宽度H、沿管线钢管轴线方向上焊点到CCD图像传感器之间的距离L和管线钢管焊缝目标开口角α₁确定目标孔型曲线m；

S2、管线钢管板带成型时，使用CCD图像传感器实时采集管线钢管焊缝实际开口角α₂，并根据板带宽度H、沿管线钢管轴线方向上焊点到CCD图像传感器之间的距离L和管线钢管焊缝实际开口角α₂确定实际孔型曲线n；

S3、对比目标孔型曲线m和实际孔型曲线n，模拟从实际孔型曲线n到目标孔型曲线m的成型过程中管线钢管截面应力分布情况；

S4、根据成型过程中管线钢管截面应力分布情况对管线钢管周边的多个轧辊位置进行实时调整，使管线钢管焊缝开口角从实际开口角α₂调整到目标开口角α₁；

S5、重复执行步骤S2-S4，直至管线钢管板带成型结束。

优选的，所述目标孔型曲线m通过其直径D₁确定，

优选的，所述实际孔型曲线n通过其直径D₂确定，