[发明专利]焊接钢管管端椭圆度的修正模具

说明书

技术领域

 本发明具体涉及一种焊接钢管管端椭圆度的修正模具。

背景技术

石油天然气长输管线的施工过程中，需要在施工工地对接直缝和螺旋埋弧焊钢管。为了方便管线施工现场的钢管管端对口组焊，焊接钢管的管端椭圆度尺寸公差比管体的要求更加严格。大口径焊接钢管要经过机械或水压扩径等生产工序来保证尺寸精度。由于钢板机械性能的波动，对回弹等因素的影响估计不准确，常常会出现管端椭圆度超差的情况。通常，管端椭圆度超差的钢管采取切除管端的办法来处理。然而海底管线的钢管长度要求较为苛刻，管端切除的钢管经常因达不到交货长度而造成批量钢管无法交货。此外，对于大口径厚壁钢管，在管端椭圆度超差的钢管批量较大时，切除管端会降低交货结算重量，严重影响企业的经济效益。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种焊接钢管管端椭圆度的修正模具，通过该修正模具可以直接修正焊接钢管管端的椭圆度，无需切除焊接钢管管端。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种焊接钢管管端椭圆度的修正模具，包括上模和下模，所述上模、所述下模均设置有横截面为半圆形的修正槽，所述上模的修正槽正对所述下模的修正槽，合模时，所述上模的修正槽与所述下模的修正槽形成钢管的容置空间；

所述上模的修正槽的横截面圆弧半径与所述下模的修正槽的横截面圆弧半径按照以下公式确定：

R=(1-k)D／2 - △／2

其中，R是上模或下模的修正槽的横截面圆弧半径，D是焊接钢管的公称外径，△是钢管外径下偏差的绝对值， k是钢管回弹系数，k取0～0.001之间的数值，R、D、△的单位均为mm。

合模时，所述上模与所述下模之间留有18mm～22 mm的间隙。

合模时，所述上模与所述下模之间的间隙为20mm。

所述上模与所述下模的宽度为80 mm～120 mm。

所述上模与所述下模的宽度为100mm。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，操作方便，可以有效修正焊接钢管管端的椭圆度，避免了管端切除对企业造成经济损失。

附图说明

图1是上模的结构示意图；

图2是下模的结构示意图；

图3是本发明的工作状态的结构示意图；

图4是压圆过程中焊接钢管发生内凹的示意图。

在图中：1-上模；2-下模；3-焊接钢管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作详细描述。

如图1-图3所示，一种焊接钢管管端椭圆度的修正模具，包括上模1和下模2，上模1、下模2均设置有横截面为半圆形的修正槽，上模1的修正槽正对下模2的修正槽，合模时，上模1的修正槽与下模2的修正槽形成钢管3的容置空间；

上模1的修正槽的横截面圆弧半径与下模2的修正槽的横截面圆弧半径按照以下公式确定：

R=(1-k)D／2 - △／2

其中，R是上模1或下模2的修正槽的横截面圆弧半径，D是钢管3的公称外径，△是钢管3的外径的下偏差的绝对值， k是钢管回弹系数，k取0～0.001之间的数值，R、D、△的单位均为mm。钢管回弹系数的取值属于现有技术，在此不做过多赘述。

本发明是一种专用压圆模具，通过压力加工来恢复钢管3的椭圆度尺寸。压力机选用整圆用的油压机。

如图3所示，为了避免压圆时上模1与下模2相碰造成设备损坏，上模1与下模2之间必须留有一定间隙，这个间隙不能太小也不能太大。如果间隙太大，虽然可以避免上下模2压圆时相碰，但对于高钢级的薄壁钢管，压圆压缩时容易发生如图4所示的内凹现象。合模时，上模1与下模2之间间隙取18mm～22 mm。作为优选，合模时，上模1与下模2之间的间隙取20mm。通过对称的加工上模1、下模2相对的表面来保证该间隙，即上模1、下模2相对表面各加工掉10mm。

由于通常实际钢管材料的屈服强度比公称屈服强度高，板厚有时也比钢管公称壁厚大，因此为了降低液压系统的工作压力，选择上模1与下模2的宽度为80 mm～120 mm。考虑到钢管管端椭圆度超差部分的长度一般不超过100mm，因此100mm是较好的宽度。还有一个原因是当生产同一尺寸规格但是强度等级更高或壁厚更厚的钢管时，该模具仍然可以使用而不必重新设计生产新的模具，这样既降低了成本也不会影响钢管生产效率。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。