一種基于jcoc成型工藝的大口徑厚壁直縫埋弧焊管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種鋼管制造領(lǐng)域的產(chǎn)品，涉及一種大口徑厚壁直縫埋弧焊管，尤其涉及一種基于JC0C成型工藝的大口徑厚壁直縫埋弧焊管。
技術(shù)背景
[0002]型直縫埋弧焊管主要有U0E和JCOE/JC0兩種成形方式。由于JCOE/JC0機(jī)組投入少、模具成本低、適應(yīng)面寬、見效快、質(zhì)量與U0E相近，應(yīng)用廣泛。
[0003]傳統(tǒng)JC0成形技術(shù)所依托的理論基礎(chǔ)是三點(diǎn)彎曲的力學(xué)原理，因此必然存在著成形道次多、管坯截面為直線和弧線連接的多邊形、殘余應(yīng)力大等不足；U0E成形工藝雖然效率高，但一個(gè)管徑需配備一套模具，模具成本高。目前工程領(lǐng)域兩種成形工藝成形前一般均需對(duì)板坯進(jìn)行預(yù)彎邊處理，后續(xù)整徑矯圓普遍采用擴(kuò)徑矯圓工藝。擴(kuò)徑矯圓工藝在對(duì)管坯形狀進(jìn)行矯正的同時(shí)，也易擴(kuò)大組織內(nèi)部缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明考慮到大口徑直縫埋弧焊管漸進(jìn)式模壓成形的特點(diǎn)，提供一種基于JC0C成形工藝制造大口徑直縫埋弧焊管。
[0005]采用四點(diǎn)彎曲JC0C漸進(jìn)成形工藝，鋼板經(jīng)預(yù)彎?rùn)C(jī)進(jìn)行端頭預(yù)彎后，在制管壓力機(jī)先從一邊將一半逐步壓成J形，再?gòu)囊贿厡⒁话胫鸩綁撼蒀形，經(jīng)中間壓制后形成0形開口管坯，經(jīng)鋼管合縫預(yù)焊機(jī)合縫，再經(jīng)埋弧內(nèi)外焊機(jī)焊接成為鋼管。板坯在通過“1”、“(:”、“0”成形后，最后通過擴(kuò)徑工藝實(shí)現(xiàn)整徑矯圓，保證了上模與下模的接觸點(diǎn)等曲率圓弧成形，省去了傳統(tǒng)JC0成形及U0E成形中的預(yù)彎邊工序，解決了傳統(tǒng)成形技術(shù)成形道次多、管坯截面為直線和弧線連接的多邊形、以及殘余應(yīng)力大等問題。
[0006]基于塑性彎曲工程理論，建立了管坯JC0C彎曲成形過程的力學(xué)模型；利用機(jī)器視覺和傳感器技術(shù)，開發(fā)了管坯JC0C成形過程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；利用MATLAB編程語言，開發(fā)了管坯JC0C成形過程中的參數(shù)識(shí)別和預(yù)測(cè)程序；最后，利用Visual C++編程語言開發(fā)了管坯JC0C成形智能化控制系統(tǒng)軟件。采用智能化控制技術(shù)實(shí)時(shí)識(shí)別材料性能參數(shù)，并對(duì)上一道次成形誤差進(jìn)行循環(huán)補(bǔ)償，不斷優(yōu)化工藝參數(shù)，尤其對(duì)于材料性能參數(shù)波動(dòng)較大的板料，智能化控制技術(shù)能夠有效地改善管坯的橢圓度。通過四點(diǎn)彎曲JC0C成型工藝制造的大口徑厚壁直縫埋弧焊管，可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)為實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)主要包括:(1)管徑1_至130_之間；(2)單節(jié)長(zhǎng)度最大4500mm ； (3)最小直徑450mm ； (4)標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度大于540MPa。
[0007]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0008]1.本發(fā)明制造的成形管坯為圓形截面，形狀精度高?，F(xiàn)有JC0成形技術(shù)制造的管坯徑向截面幾何形狀是由直邊段、曲線段和圓弧段組成的多邊形，而采用本工藝，成形過程中與凸模兩圓角接觸的兩切點(diǎn)間區(qū)域成形曲率一致，使最終成形的管坯徑向截面幾何形狀為曲率一致的圓，提高了管坯的圓度。
[0009]2.本發(fā)明制造管坯成形道次少，生產(chǎn)效率高。四點(diǎn)彎曲JC0成形大跨距的上模兩接觸點(diǎn)成形方式，使單次加工成形管坯的圓弧明顯增長(zhǎng)，與傳統(tǒng)JCO成形工藝相比，生產(chǎn)相同管徑的管坯，采用本工藝加工道次明顯減少，能顯著地提高生產(chǎn)效率。
[0010]3.本發(fā)明制造管坯無須板邊預(yù)彎，減少設(shè)備投資。四點(diǎn)彎曲JC0成形工藝使上模與下模的接觸點(diǎn)在保證等曲率圓弧成形的同時(shí)，相對(duì)位置更緊密，可以在第一道次成形時(shí)對(duì)板坯邊緣起到預(yù)彎的作用。省去傳統(tǒng)JC0成形及U0E成形中預(yù)彎邊工序，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，且大幅度降低設(shè)備成本。
[0011]4.本發(fā)明制造的成形管坯徑向截面殘余應(yīng)力小，且分布均勻。傳統(tǒng)JC0成形管坯徑向截面是由直邊段和圓弧段組成的多邊形，變形不均勻，使得管坯內(nèi)存在較大殘余應(yīng)力，且分布不均勻。采用本工藝，最終成形管坯徑向截面的幾何形狀為曲率一致的圓，由于變形均勻，故管坯內(nèi)存在較小殘余應(yīng)力且分布均勻。
[0012]5.本發(fā)明制造成形管坯所需模具數(shù)量少，柔性程度高。U0E工藝與傳統(tǒng)JC0工藝比較，雖然生產(chǎn)效率高，但針對(duì)每一尺寸管坯均需要配套相應(yīng)的大規(guī)格模具，模具成本較高；四點(diǎn)彎曲JC0成形通過調(diào)整凸、凹模跨距，一套模具可以適應(yīng)各種規(guī)格的管坯成形，且能達(dá)到U0E成形相同的質(zhì)量效果。
[0013]6.防止缺陷擴(kuò)大，管坯性能可靠。在四點(diǎn)彎曲JC0成形的基礎(chǔ)上通過縮徑工序來完成的矯圓，可以獲得與擴(kuò)徑相同的成形質(zhì)量。并且壓縮變形為主的縮徑矯圓可以有效防止組織缺陷擴(kuò)大，對(duì)管坯組織結(jié)構(gòu)和壁厚均有加強(qiáng)作用。此外，縮徑矯圓所需設(shè)備模具簡(jiǎn)單，與機(jī)械擴(kuò)徑所需的昂貴專用設(shè)備和模具相比，成本大大降低。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明制造大口徑直縫埋弧焊管的生產(chǎn)技術(shù)路線
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
[0016]選擇板寬110mm,板長(zhǎng)810mm,厚度4.7mm的SS400板還進(jìn)行制備基于四點(diǎn)彎曲JC0成形管坯，經(jīng)過管坯JC0C成形過程中的參數(shù)識(shí)別和預(yù)測(cè)，以及JC0C成形過程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)管坯成形過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)上一道次成形誤差進(jìn)行循環(huán)補(bǔ)償，不斷優(yōu)化工藝參數(shù)，最終確定工藝參數(shù):凸模圓角半徑rp = 5mm,凹模圓角半徑rd = 25mm,兩凸模圓角中心點(diǎn)跨距為57.2_，兩凹模圓角中心點(diǎn)跨距為97.2_，壓下行程為5.0_，成形道次13次，送料步長(zhǎng)61.2mm,共壓制管坯5個(gè)。成形管坯2號(hào)、4號(hào)管坯橢圓度偏大，但即使最大橢圓度為4.6%, 5個(gè)管還整徑前橢圓度都小于5%的生產(chǎn)要求,再通過縮徑矯圓工序,?最大橢圓度為0.5%，完全符合工程應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)小于1%的要求。5個(gè)制品管坯的外圓直徑也均在公稱直徑260.4mm左右。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于JCOC成形工藝制造大口徑直縫埋弧焊管，其特征在于板坯是采用四點(diǎn)彎曲JCOC漸進(jìn)成形工藝制造完成的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑直縫埋弧焊管，其特征在于管坯是采用四點(diǎn)彎曲JCOC漸進(jìn)成形工藝制造完成的。鋼板經(jīng)預(yù)彎?rùn)C(jī)進(jìn)行端頭預(yù)彎后，在制管壓力機(jī)先從一邊將一半逐步壓成J形，再?gòu)囊贿厡⒁话胫鸩綁撼蒀形，經(jīng)中間壓制后形成0形開口管坯，經(jīng)鋼管合縫預(yù)焊機(jī)合縫，再經(jīng)埋弧內(nèi)外焊機(jī)焊接成為鋼管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑直縫埋弧焊管，其特征在于板坯在通過“J”、“C”、“0”成形后，最后通過擴(kuò)徑工藝實(shí)現(xiàn)整徑矯圓，保證了上模與下模的接觸點(diǎn)等曲率圓弧成形，省去了傳統(tǒng)JCO成形及UOE成形中的預(yù)彎邊工序，解決了傳統(tǒng)成形技術(shù)成形道次多、管坯截面為直線和弧線連接的多邊形、以及殘余應(yīng)力大等問題。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑直縫埋弧焊管，其特征在于采用JCOC成形工藝制造大口徑直縫埋弧焊管可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)主要包括:(1)管徑1_至130_之間；(2)單節(jié)長(zhǎng)度最大4500mm ； (3)最小直徑450mm ； (4)標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度大于540MPa。
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種鋼管制造領(lǐng)域的產(chǎn)品，涉及一種大口徑厚壁直縫埋弧焊管，尤其涉及一種基于JCOC成型工藝的大口徑厚壁直縫埋弧焊管。型直縫埋弧焊管主要有UOE和JCOE/JCO兩種成形方式。由于JCOE/JCO機(jī)組投入少、模具成本低、適應(yīng)面寬、見效快、質(zhì)量與UOE相近，應(yīng)用廣泛。采用四點(diǎn)彎曲JCOC漸進(jìn)成形工藝，鋼板板坯在通過“J”、“C”、“O”成形后，最后通過擴(kuò)徑工藝實(shí)現(xiàn)整徑矯圓，保證了上模與下模的接觸點(diǎn)等曲率圓弧成形，省去了傳統(tǒng)JCO成形及UOE成形中的預(yù)彎邊工序，解決了傳統(tǒng)成形技術(shù)成形道次多、管坯截面為直線和弧線連接的多邊形、以及殘余應(yīng)力大等問題。
【IPC分類】B21C37/08, B21D5/10
【公開號(hào)】CN105268761
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410311709
【發(fā)明人】王士秀
【申請(qǐng)人】天津?yàn)I創(chuàng)投資咨詢有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2014年7月2日