[發明專利]大口徑厚壁中頻加熱煨制彎管管形在線控制系統及方法

有效

• 申請號: 202011179291.7
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112427514B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 劉濤;王旭;王強;郭書立;陳小偉;趙志偉;安曉軍;楊瑋瑋;張海波
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司;巨龍鋼管有限公司
• 主分類號: B21D7/16
• 分類號: B21D7/16;B21D37/16;B21C51/00
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

本發明屬于高壓油氣輸送裝備制造技術領域，具體涉及一種大口徑厚壁中頻加熱煨制彎管管形在線控制系統及方法，旨在解決大口徑厚壁中頻加熱煨制彎管管端、管體煨制后不圓度不達標的問題；系統包括中頻加熱熱彎管機組前輥輪、加熱線圈、測距裝置、管形調節裝置和總控中心；設置于待熱煨管體周側的測距裝置用于檢測管體外表面到測距裝置的距離信息；總控中心基于該距離信息，通過最小二乘法擬合運算獲得管體外表面的實際截面形狀，通過實際截面形狀與理論截面形狀比較，獲得待熱煨管體外表面的直徑偏差；總控中心基于直徑偏差控制管形調節裝置進行對應管體外表面形狀頂壓調節；通過本發明可實現大口徑厚壁中頻加熱煨制彎管管形的在線控制以及調節。

技術領域

本發明屬于高壓油氣輸送裝備制造技術領域,具體涉及一種大口徑厚壁中頻加熱煨制彎管管形在線控制系統及方法。

背景技術

隨著國民經濟的發展，能源消費結構的調整，近年來，我國天然氣的需求量快速增長；油氣管道作為九大基礎設施之一、六大交通方式之一，迎來持續快速發展戰略期；根據國家發改委、能源局印發《中長期油氣管網規劃》，到2025年全國油氣管網規模達到24×10⁴km；整體看來，我國天然氣產地或進口通道與天然氣需求旺盛的地域相距遙遠，需要大規模長途運輸；為了實現更好的效益，管道建設正在向大型化發展，通過采用更高壓力和更大口徑的管道提高單管輸送能力。

未來一段時期我國天然氣長輸管道建設以大輸量為主要特征，在建的中俄東線單管輸量即可滿足380億方/年輸送要求，管道干線建設用鋼管鋼級規格為X80 OD1422mm，壁厚為21.4mm～38.5mm，對輸送裝備的要求基本為高鋼級、大口徑、大壁厚。

近幾年發生多起高壓油氣輸送管道失效事故，導致我國升級了管道建設期、運行期的安全管控。高壓油氣輸送管道失效事故的一個主要原因為環焊縫質量缺陷，為降低現場環焊縫質量風險，管道建設對鋼管、熱煨彎管等管道元件的周長、不圓度提出了更高要求，并要求更窄的強度變化范圍，以控制現場環焊組對應力，實現環焊接頭過強匹配，同時為環焊采用全自動焊提供條件。

由于采用中頻感應加熱原理對鋼管進行連續加熱煨制，并同步在線連續淬火處理，現場復雜的中頻感應加熱效應、高溫熱輻射、中頻電磁干擾和高溫水蒸汽環境限制了一般自動化裝置的應用。目前，大口徑厚壁中頻加熱煨制彎管管形控制手段都為離線方式，一是在彎管母管(直管)制造過程中對母管宏觀尺寸進行測量，對管形超標的母管在離線整圓機進行整圓；二是在熱煨彎管完成煨制加工后，采用管端整圓機或其它裝置對管端進行整圓；此兩種方式難以保證母管、彎管宏觀尺寸的整體精度，特別是整體尺寸的均勻性，易造成因加熱不均導致的性能不穩定，嚴重影響產品品質；在熱煨彎制過程中進行在線管形控制的技術和裝置尚屬空白。

發明內容

為了解決現有技術中的上述問題，即為了解決大口徑厚壁中頻加熱煨制彎管管端、管體煨制后不圓度不達標的問題，本發明提供了一種大口徑厚壁中頻加熱煨制彎管管形在線控制系統及方法。

本發明的第一方面提供了一種大口徑厚壁中頻加熱煨制彎管管形在線控制系統，包括中頻加熱熱彎管機組前輥輪和加熱線圈，該系統還包括測距裝置、管形調節裝置和總控中心，所述測距裝置、所述管形調節裝置均設置于所述中頻加熱熱彎管機組前輥輪與所述加熱線圈之間，且所述測距裝置、所述管形調節裝置沿著待熱煨管體前進方向依次設置；所述測距裝置、所述管形調節裝置均與所述總控中心通信連接；

所述測距裝置設置于待熱煨管體的周側，以檢測待熱煨管體外表面到測量基準之間的距離；

所述總控中心基于所述測距裝置檢測到的距離信息，對待熱煨管體外表面形狀進行在線分析，并制定相關措施；所述在線分析包括結合最小二乘法擬合運算獲得待熱煨管體外表面的實際截面形狀，通過所述實際截面形狀與存儲的理論截面形狀比較，獲得待熱煨管體外表面的直徑偏差；所述相關措施包括所述總控中心基于所述直徑偏差控制所述管形調節裝置進行對應位置的管體外表面形狀頂壓調節。