[发明专利]生产变厚度变直径钢管的方法

权利要求书

1.生产变厚度变直径钢管的方法，该方法采用的扩管机包括推顶端(101)与拉拔端(102)之间设置有导向杆组(103)的机架(1)，设置在机架(1)推顶端(101)的推顶装置(3)，设置在机架(1)拉拔端(102)的拉拔装置(2)，沿着推顶端(101)到拉拔端(102)方向顺次滑动配合设置在导向杆组(103)上的钢管送进端固定板(4)、钢管输出端固定板(5)，具有导向段(601)、变径段(602)、定径段(603)的扩径顶头(6)，推顶装置(3)的工作端固定连接钢管送进端固定板(4)，拉拔装置(2)的工作端固定连接钢管输出端固定板(5)，钢管送进端固定板(4)上具有扩径顶头通孔，扩径顶头(6)的导向段(601)沿着拉拔端(102)到推顶端(101)方向穿过钢管送进端固定板(4)的扩径顶头通孔，其导向段(601)固定连接机架(1)的推顶端(101)；还包括用于加热原料管(9)预变形区和变形区的中空加热装置(7)，所述加热装置(7)套设在导向段(601)与变径段(602)交界处的扩径顶头(6)外周；其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、通过原料管送进端将原料管单向固定：选择与原料管(9)相适配的扩径顶头(6)，将原料管(9)套装在扩径顶头(6)上，再将套装有原料管(9)的扩径顶头(6)的导向段(601)顺次穿过加热装置(7)、钢管送进端固定板(4)的扩径顶头通孔，将扩径顶头(6)的导向段(601)固定连接机架(1)推顶端(101)，将原料管(9)送进端固定连接钢管送进端固定板(4)，移动钢管送进端固定板(4)使原料管(9)顶紧扩径顶头(6)变径段(602)；

步骤2、推顶装置推顶原料管对原料管输出端进行预扩径：原料管(9)顶紧扩径顶头(6)变径段(602)后，开启加热装置(7)对将进行预扩径的原料管(9)输出端部分进行加热处理，当加热处理达到预定时间，或者测量到的原料管(9)温度达到预定值，开启推顶装置(3)，推顶装置(3)通过钢管送进端固定板(4)推顶原料管(9)，原料管(9)沿着扩径顶头(6)变径段(602)塑性变形，扩径后的管体在定径段(603)定径；当扩径顶头(6)的定径段(603)完全进入原料管(9)内，且便于将原料管(9)输出端直接固定连接钢管输出端固定板(5)时，原料管(9)输出端预扩径完成；

步骤3、通过原料管送进端和输出端将原料管双向固定：原料管(9)输出端预扩径完成后，将原料管(9)的输出端固定连接钢管输出端固定板(5)，也即原料管(9)送进端和输出端对应固定连接钢管送进端固定板(4)和钢管输出端固定板(5)；

步骤4、通过推顶装置和拉拔装置对原料管进行整体扩径：将原料管(9)双向固定后，开启加热装置(7)，对原料管(9)预变形区和变形区进行加热处理，当加热处理达到预定时间，或者测量到的原料管(9)温度达到预定值，以原料管(9)壁厚设计值所需的推顶功率开启推顶装置(3)，以原料管(9)壁厚设计值所需的拉拔功率开启拉拔装置(2)，推顶装置(3)从原料管(9)送进端推顶原料管(9)，拉拔装置(2)从原料管(9)输出端拉拔原料管(9)，原料管(9)沿着扩径顶头(6)变径段(602)塑性变形，扩径后的管体在定径段(603)定径，直到整根原料管(9)完成扩径和定径。

2.根据权利要求1所述的生产变厚度变直径钢管的方法，其特征在于，步骤4中还包括在扩径顶头(6)定径段(603)外周设置钢管壁厚检测装置(8)，在通过推顶装置和拉拔装置对原料管进行整体扩径时，采用钢管壁厚检测装置(8)测量扩径后管体壁厚，将实测壁厚和壁厚设计值进行比较，当实测壁厚超过壁厚设计值控制范围，则调整推顶装置(3)的输出功率或者调整拉拔装置(2)的输出功率，直到实测壁厚落入壁厚设计值控制范围。

3.根据权利要求2所述的生产变厚度变直径钢管的方法，其特征在于，所述当实测壁厚超过壁厚设计值控制范围，则调整推顶装置(3)的输出功率或者调整拉拔装置(2)的输出功率，直到实测壁厚落入壁厚设计值控制范围为：

当实测壁厚大于壁厚设计值控制范围，则在拉拔装置(2)输出功率不变的情况下将推顶装置(3)的输出功率减小，或者在推顶装置(3)输出功率不变的情况下将拉拔装置(2)的输出功率增大，直到实测壁厚落入壁厚设计值控制范围；当实测壁厚小于壁厚设计值控制范围，则在拉拔装置(2)输出功率不变的情况下将推顶装置(3)的输出功率增大，或者在推顶装置(3)输出功率不变的情况下将拉拔装置(2)的输出功率减小，直到实测壁厚落入壁厚设计值控制范围。

4.根据权利要求2或3所述的生产变厚度变直径钢管的方法，其特征在于，还包括给扩管机增加用于控制推顶装置(3)和拉拔装置(2)输出功率的进给力控制系统，将钢管壁厚检测装置(8)的数据信号输出端电连接进给力控制系统的数据信号输入端，将进给力控制系统的控制信号输出端分别电连接推顶装置(3)和拉拔装置(2)的控制信号输入端；在通过推顶装置和拉拔装置对原料管进行整体扩径时，钢管壁厚检测装置(8)将测量到的扩径后管体壁厚传递给进给力控制系统，进给力控制系统将实测壁厚和壁厚设计值进行比较，当实测壁厚超过壁厚设计值控制范围，进给力控制系统相应调整推顶装置(3)的输出功率或者拉拔装置(2)的输出功率，直到实测壁厚落入壁厚设计值控制范围。