[发明专利]一种螺旋焊管整体扩径装置及扩径方法

权利要求书

1.一种螺旋焊管整体扩径装置，其特征在于：包括：依次连接的扩径头、拉杆套筒（3）和液压组件，所述的扩径头包括扩径锥体（1）、扩径模块（2），所述的扩径模块（2）呈圆柱状，由多个弧形块（8）弧形端首尾相连构成，所述的扩径模块（2）可活动连接在所述拉杆套筒（3）靠近螺旋焊管（4）一端的圆形端面上，所述的拉杆套筒（3）中心设有拉杆（12），所述的拉杆（12）穿过所述扩径模块（2）与所述扩径锥体（1）的小锥端连接，所述的扩径模块（2）外表面上设有与螺旋焊管（4）内焊缝（10）位置一致的刻槽，所述的液压组件包括油缸（5）和控制单元（6），所述的控制单元（6）固定安置在地面，所述的控制单元（6）控制所述油缸（5）带动所述的拉杆（12）牵引所述的扩径头在螺旋焊管（4）内运动，完成扩径过程。

2.根据权利要求1所述一种螺旋焊管整体扩径装置，其特征在于：所述拉杆套筒（3）靠近螺旋焊管（4）一端的圆形端面上设有滑轨（11），所述的弧形块（8）一端可活动连接在所述滑轨（11）上，另一端分布于所述扩径锥体（1）的外侧，扩径工作开始后，扩径锥体（1）的移动驱使弧形块（8）沿着位于所述拉杆套筒（3）上的滑轨（11）周向向外扩张。

3.根据权利要求2所述一种螺旋焊管整体扩径装置，其特征在于： 所述的滑轨（11）的数目与所述的弧形块（8）数目相同，为8~12个。

4.根据权利要求1所述一种螺旋焊管整体扩径装置，其特征在于：所述的刻槽分为第一刻槽（7）、第二刻槽（9），共两条，分别位于所述扩径模块（2）外表面的左右两侧，所述螺旋焊管（4）内焊缝为螺旋形，所述的第一刻槽（7）与所述内焊缝（10）一个螺距的前二分之一段相对应，所述的第二刻槽（9）与所述内焊缝（10）一个螺距的后二分之一段相对应。

5.根据权利要求4所述一种螺旋焊管整体扩径装置，其特征在于：所述的第一刻槽（7）与所述内焊缝（10）一个螺距的前二分之一段的形状、长度均相同，所述的第一刻槽（7）的深度＞所述内焊缝（10）的缝高。

6.根据权利要求4所述一种螺旋焊管整体扩径装置，其特征在于：所述的第二刻槽（9）与所述内焊缝（10）一个螺距的后二分之一段的形状、长度均相同，所述的第二刻槽（9）的深度＞所述内焊缝（10）的缝高。

7.一种螺旋焊管整体扩径方法，使用如权利要求1-6所述任意一种螺旋焊管整体扩径装置，其特征在于：包括如下步骤：

S1：根据螺旋焊管（4）的生产规格，选择对应尺寸的扩径头；将扩径模块（2）沿中线视为左右两个部分，在左半部分扩径模块（2）上刻出对应螺旋线前半段焊缝槽的第一刻槽（7），在右半部分扩径模块（2）上刻出对应螺旋线后半段焊缝槽的第二刻槽（9）；

S2：调整螺旋焊管（4）的位置，使得螺旋焊管（4）位置满足扩径模块（2）左半部分的第一个刻槽（7）与螺旋焊管（4）内焊缝一个螺距的前二分之一段相对应的条件，需要扩径的螺旋焊管（4）被夹持装置抓紧后，沿着轴线方向将螺旋焊管（4）推动到与扩径模块（2）第一刻槽（7）重合的位置；

S3：扩径锥体（1）依靠液压组件驱动拉杆（12）向扩径模块（2）方向移动，使扩径模块（2）从小锥端沿径向向外同步扩散滑动到大锥端，推动管壁径向膨胀变形，扩径模块（2）在轴线方向上的位置保持不变，完成半个螺距的扩径动作；该动作完成后，扩径锥体（1）和扩径模块（2）恢复原位，完成一个扩径循环；

S4：完成S3中一次扩径循环后，螺旋焊管（4）沿轴向向拉杆套筒（3）末端移动半个螺距的长度，重复S3中步骤，完成一个螺距的后半段扩径；

S5：一根螺旋焊管（4）每次移动半个螺距，经过多次移动后，整根螺旋焊管（4）完成全管体扩径，然后对管径进行测量，如果未达到目标尺寸，重复S3、S4，直至螺旋焊管整体的直径达到要求。

8.根据权利要求7所述一种螺旋焊管整体扩径方法，其特征在于：所述S1中根据螺旋焊管（4）的生产规格，选择对应尺寸的扩径头；具体过程是：先计算该螺旋焊管（4）內焊缝（10）的螺距长度记为 L，选用长度为 L/2 的扩径模块（2），在扩径模块（2）上按照S1所述的刻槽方式，刻出与螺旋焊管（4）内焊缝（10）位置相对应的刻槽，使得螺旋焊管（4）内焊缝（10）能够与刻槽完全重合。