[發明專利]小徑厚比冷拔卷焊鋼管及組合轉模拉拔卷管裝備

有效

• 申請號: 201310308206.6
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103418627A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 孫天明;曾勇
• 申請（專利權）人: 杭州博數土木工程技術有限公司
• 主分類號: B21C1/22
• 分類號: B21C1/22;B23P23/04
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 王梨華;陳麗霞

技術領域

本發明涉及鋼管及鋼管制造裝備，尤其涉及了一種小徑厚比冷拔卷焊鋼管及組合轉模拉拔卷管裝備。

背景技術

目前，徑厚比A是指鋼管外徑D/鋼管壁厚t之比，徑厚比D/t越小，鋼管制作越難，設徑厚比為A，則卷板成圓時外側拉伸或內側壓縮比為(A-1)/A，所以徑厚比A=D/t越小，轉角時外側拉伸比也越大，需要指出的是，鋼板拉伸和壓縮同樣需耗用大量能量，且缺陷基本都是拉伸量大引起的，壓縮反而能增進鋼材的二次強化，故用鋼板制成小徑厚比的焊接鋼管難度很高，主要原因是轉角成型時發生缺陷概率大。但實際結構中，又需要采用小徑厚比的鋼管，尤其是厚壁小直徑鋼管。傳統的轉角制作均采用無約束成型法，一般沿鋼板中心線，呈外側受拉，內側受壓狀態。因厚鋼板不能實現理想的塑性變形，尤其是不能實現外側的拉伸變形，故不可避免的發生鋼板外側形成纖維狀裂紋等等成型缺陷。除非使用能耗高、價格高的無縫鋼管，該產品及問題一直沒有得到很好的解決。

發明內容

本發明針對現有技術中鋼板制成小徑厚比的焊接鋼管難度很高，其轉角成型時發生缺陷概率大等缺點，提供了一種通過徑向約束成型法，使外側拉應力被長度約束的壓應力基本抵消，內側的壓應力倍增，可減少鋼板外側因拉伸形引起的纖維狀裂紋的成型缺陷的小徑厚比冷拔卷焊鋼管及組合轉模拉拔卷管裝備。

為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：

小徑厚比冷拔卷焊鋼管，鋼管外徑為D，鋼管壁厚為t，所述的鋼管徑厚比D/t≤21，其鋼板卷成的鋼管壁厚t≥4mm。

作為優選，鋼板卷成后的鋼管，其鋼管拼縫沿鋼管縱向設置，鋼管拼縫采用焊接連接。

作為優選，鋼板卷成后的鋼管，鋼板寬度方向卷成鋼管圓周方向，鋼板長度方向卷成鋼管長度方向，鋼管外徑D的圓周長≥鋼板寬度≥直徑為（D-t/2）的圓周長。傳統無約束工藝生產的鋼管所需要的鋼板寬度一般為（D-t）×π，本工藝因采用約束法，使外側拉伸減少，故其鋼板寬度為（D-t/2）×π至D×π之間，也就是說在制造相同直徑鋼管時，用本工藝制作的鋼板寬度要大于傳統工藝制作時的鋼板寬度，實質上是成型過程中致密度提高了，鋼板產生缺陷的概率減少了。

作為優選，所述的鋼管徑厚比D/t≤13，其鋼板厚度t大于8mm，鋼管采用鋼板卷制而成。

作為優選，所述的鋼管徑厚比D/t≤7，其鋼板厚度t大于12mm，鋼管采用鋼板卷制而成。

組合轉模拉拔卷管裝備，包括輸送滾筒裝置、組合式轉模裝置、牽引裝置，組合式轉模裝置包括一個以上的弧形輪，弧形輪沿鋼管外徑圓周分布，從各向壓住鋼管，牽引裝置拉住鋼管管端。多個可轉動的弧形輪組成，沿鋼管圓周各向壓住鋼管，形成約束法成型，牽引機拉住鋼管管端。

作為優選，所述的組合轉模拉拔卷管裝備還包括預翻邊裝置、內壓裝置、焊接裝置和切割裝置，預翻邊裝置設置在輸送滾筒裝置與組合式轉模裝置之間，焊接裝置和切割裝置設置在組合式轉模裝置之后。

作為優選，所述的組合式轉模裝置由多個弧形輪組成，圍成鋼管外徑，弧形輪為凹式或凸式，弧形輪通過液壓桿與反力支撐件連接。凹式弧形輪可完全貼合鋼管外徑，凸式弧形輪則可自由組合出各種鋼管外徑規格，且因密排，能確保鋼管外徑順暢一致?；⌒屋喛筛鶕摴芡鈴浇M合及伸縮，弧形輪在牽引作用下邊轉邊壓，將鋼板壓成鋼管。采用轉模方法，可將成型荷載由傳統的彎曲及縱向磨阻力最大限度轉變成環抱壓應力，強大的環抱壓應力是等寬鋼板壓制成等圓周鋼管的必要條件，也是減少成型缺陷的必要保障，除非采用加熱，但加熱能耗大、效率低，并在確保強大的環抱壓應力的同時，減少牽引力。

作為優選，所述的組合式轉模裝置的弧形輪沿生產線方向設置二排以上，逐級將鋼板壓成鋼管。

作為優選，所述的反力支撐件為連續巖體的隧道或反力鋼架。組合式轉模裝置安裝在連續巖體的隧道內，采用隧道反力代替反力鋼架，對于較大和管徑、厚壁鋼管的裝備而言，可節約大量鋼材。

本發明由于采用了以上技術方案，具有顯著的技術效果：本發明采用徑向約束成型法，通過隧道轉模工藝，使外側拉應力被長度約束的壓應力基本抵消，內側的壓應力倍增，可減少鋼板外側因拉伸形引起的纖維狀裂紋的成型缺陷，鋼管內側則由于壓力的倍增，進一步對鋼板還起到了二次強化作用。

附圖說明

圖1是本發明實施例1在小徑厚比冷拔卷焊鋼管的結構示意圖。

圖2是本發明實施例1中組合轉模拉拔卷管裝備的結構示意圖。

圖3是圖2中A-A面的截面圖。