[发明专利]高强钢卷管加工工艺

说明书

本发明涉及一种高强钢卷管加工工艺，依次包括如下步骤：下料、铣边开坡口、预弯、三辊式卷板机辊弯、直缝焊、环焊；在进行卷板机辊弯前，先测量钢板回弹量，再根据钢板回弹量计算出实际成管时的卷管直径及卷管成形时上工作辊的总下调位移量，并确定上工作辊的道次位移量，通过数次卷板完成卷管加工；上工作辊的道次位移量逐次递减，首道次位移量占总下调位移量50％以上，前三道次总位移量完成总下调位移量的90％以上，至少在倒数第三道次时上工作辊位移基本到位。本发明可有效控制工作辊位移量，从而用合适尺寸的高强度钢板在卷板机上制备出平直度良好的疏浚管，且卷板结束时管体缝隙不超过3mm，无需辊圆即可焊接，管体椭圆度≤2mm。

技术领域

本发明属于钢板冷加工技术领域，特别是涉及一种高强钢卷管加工工艺，

背景技术

在航道清淤、围海造陆等疏浚工程领域，大量泥砂通过疏浚管道输送到较远的地方。疏浚浆体中一方面大量的泥砂颗粒对管体内壁造成磨损破坏，同时液体介质由于具有一定的酸碱度对管体材料产生腐蚀破坏，加上二者的交互作用，使得疏浚管道产生严重的磨蚀失效。特别是在海水浆体疏浚过程中，输送管道(16mm壁厚)的使用寿命一般为3-5年，工况苛刻的条件下甚至8个月即可磨穿。

为了提高疏浚管道的使用寿命、降低使用成本，强度更高、耐磨蚀性能更好的钢铁材料逐渐取代低强度的普碳钢(例如Q235B、Q345B)应用到浆体疏浚管的制作。但由于新的磨蚀钢强度更高，屈服强度一般在1250MPa以上，远超过普碳钢强度；采用常规的卷管工艺，存在椭圆度差、卷管后两侧间隙大等问题，制约了高强度磨蚀钢在疏浚管道上的应用。

疏浚管的口径(内径)一般在700mm以上，主要规格包括800、850、900、1000、1100、1200mm，甚至1400mm。疏浚管一般采用JCOE或者三辊式卷板机加工疏浚管。三辊式卷板机制管，先加工成1.5-2.0m的短管，再通过环焊拼接成长度为6m的输送管。要求管体椭圆度≤3mm(相互垂直的两个位置直径差，椭圆度越小代表管体越接近圆形，质量越好)，对口错边量≤1.5mm(卷管后管口两侧偏离量)。

普碳钢板强度低，回弹很小，一般约5-8°，卷板制管时不存在筒体间隙过大问题；而制作屈服强度1250MPa以上的新型浆体疏浚管时，由于钢板强度高，回弹量大，卷板机辊弯后的筒体仍存在较大的缝隙，甚至在80mm以上，即使经再次反复补充辊弯后仍有较大的缝隙(筒体缝隙是指卷制的钢管在卸载后从卷板机上取下自由放置在水平地面时管体的开口间隙。理想状态下卷管后钢板的两边相互接触成为一个筒体，没有间隙；实际上由于钢板的反弹，总是会存在一定的间隙)。直缝焊时通常采用外力强行将缝隙两端挤压到一起以完成焊接，这将导致外力卸载后焊缝处存在极大的拉应力，甚至超过焊缝强度引发焊缝当场开裂。同时钢管的椭圆度也难以保证，甚至超过40mm，需要经过多道次辊圆以提高椭圆精度。由于焊缝处应力过大，在辊圆过程中易导致焊缝开裂，所以采用现有的制管工艺难以完成高强度耐磨蚀钢的卷管加工。

国内外就大口径钢管的制管加工提出了一些专利。专利公布号CN1864917A公开的专利“高强度结构钢管的制造方法”涉及小口径的薄壁钢管，采用罗拉成型工艺，主要用于大桥护栏，仅适用于屈服强度不超过500MPa的低强度钢板；专利公布号CN1898042A公开的专利“UOE钢管的制造方法及其制造装置”虽然涉及大口径厚壁管的制作，但其采用UOE工艺，且钢板屈服强度均在800MPa以下。此外也有采用HFW工艺制作钢管，如专利公布号CN102784812A公开的专利“矿浆输送管道用X65钢级HFW钢管的制造方法”，该方法采用HFW制管工艺，且钢板强度约450MPa。专利号KR101040971(B1)公开的专利“A CORRUGATEDSTEEL PIPE MANUFACTUR METHOD”介绍了一种波纹管的制作加工，钢板强度较低，且为小口径薄壁管。