直缝焊管无缝化技术资料.docx

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直缝焊管无缝化技术资料

Φ168.3~Φ426mm直缝焊管无缝化

（Ф140～Ф406mm无缝石油管及石油套管）

技术资料

1.前言：

本机组主要用于生产水、煤气输送和机械结构用焊接钢管,并且配备焊缝退火装置,可以生产符合API-5L标准的石油及天然气输送管，并对其进行无缝化，生产符合APISpec5CT标准的油井套管或石油用钢管。

2.机组的技术特点：

2.1该机组采用了先进的F.F成型系统，具有成型稳定、钢管表面质量好、更改规格方便等一系列优点，使其无缝化后续设备简单化。

该机组成型机分粗成型和精成型两部分，其中粗成型段的轧辊可适应多种规格的钢管，这样可以比通常的机组节省30~60%。

节约换辊和调整时间，提高轧机作业率。

并且不用整体辊子，设备投资与备件的储备将大为减少。

2.2该机组全线采用PLC控制系统。

直流电机的控制采用数字式调速系统，精度高，性能稳定。

在水压机的控制上采用了计算机动态显示压力值及保压曲线等相关数据，并且能自动记录，保存和随机打印。

全线的电气控制自动化成度高，操作方便，维护简单。

3.技术性能参数：

3.1原料：

经纵剪后的热轧或冷轧钢卷：

钢卷外径Φ1300~Φ1800mm

内径Φ610~Φ760mm

宽度500~1340mm

材质APIX42~X70；ASTMA53/A120

最大卷重20t

3.2成品：

3.2.1直缝焊管成品：

钢管直径Φ168.3~Φ426mm

壁厚2.1~12.7mm

长度6~12m

长度误差±5mm

最大试验压力21Mpa

3.2.2无缝化钢管成品：

钢管直径Φ140~Φ406mm

壁厚2.2~12.7mm

长度6~12m

最大试验压力70Mpa

3.3焊接与焊缝退火：

焊接方式：

高频感应加热挤压成形。

高频设备功率1200kw

频率400~450kh

焊接速度10~25m/min

焊缝退火：

中频感应加热

中频设备功率2×600kw

3.4年产量3~15万吨/年

3.5车间装机容量

3.5.1焊管装机容量：

～3900Kw

3.5.2无缝化装机容量：

～3900Kw

4.工艺流程：

上卷→开卷→夹送矫平→剪切头尾→对焊→活套储存→修边→成型→焊接→去内外毛刺→焊缝退火→空冷→水冷→超声波探伤→定径→飞锯→锯后辊道→贯通式加热炉→三辊张力减径→冷床→定尺飞锯→平头倒棱→水压试验→离线超声波探伤→人工检查→收集

5.主要设备简介

5.1上卷小车：

小车升降方式：

液压

小车运行方式：

电动

最大卷重：

20T

5.2开卷机：

形式：

双锥头、AC传动、带离合器

开卷速度：

~6m/min

5.3夹送矫平机

由曲辊铲头夹送辊及剪切机组成

压辊由AC电机传动，压辊摆动及铲头由液压驱动

夹送辊：

二辊式，液压压下

夹送矫平速度：

6m/min

5.4剪切对焊装置

焊接方式：

二氧化碳气体保护焊

压紧方式：

液压

对中方式：

电动

剪切方式：

液压剪

5.5水平螺旋活套

储料方式：

定圈制

储料长度：

Max.700m

送料速度：

20~80m/min

传动方式：

DC电机

5.6修边机

用于对带钢边缘休整，以利于成形焊接。

5.7成形机

成形方式：

F.F成形焊接

粗成形段由四架平辊和六架立辊组成

精成形段由三架平辊和三架立辊组成

传动方式：

DC电机分两组集中传动

成形速度：

10~25m/min

5.8焊接装置

由二辊式导向辊机架，五辊式挤压辊架，外毛刺清除机和二辊式压辊机架等部分组成。

5.9定径机

由两架二辊水平机架，两架四辊机架和两架矫直机架组成。

DC电机分两段传动。

定径速度：

10~25m/min

5.10水冷装置

冷却段长度:

10m冷却方式:

水池喷淋式。

5.11贯通式焊管快速加热炉

焊管无逢化是当前焊管生产发展的重要方向之一，尤其是对大直径钢管，采用无缝化焊管具有明显的技术和经济优势。

因此，对于现有的焊管生产企业，采用连续式加热炉和张力减径机，利用较少规格的焊管生产多规格的无缝化焊管，将会产生显著的经济效益。

为了满足焊管无缝化的生产要求，太原华冶开发了具有投资少、热效率高、运营成本低、产品质量好的焊管无缝化快速贯通式连续加热炉，可以满足国内各类焊管厂家的钢管深加工企业的要求。

（一）设计参数

1.毛管规格:

直径：

Φ426×12.7×12500mm

Φ133×7×12500mm

2.加热温度：

入炉温度：

常温；

　出炉温度：

1000~1200℃

3.钢管速度：

6~20m/min

4.燃料种类：

清洗发生炉煤气（6280kJ/Nm3）

压力：

3500~4500Pa

　5.煤气消耗：

5000m3/h

　6.空气消耗：

6000m3/h

压力：

4000~5000Pa

　7.产量：

25吨/小时

8.加热时间：

2~7min

（二）加热过程

根据生产节奏，产品规格，材质，确定加热制度。

焊接后钢管由辊道送入加热炉，在炉中运行2~7min后，穿过高压水除磷，快速进入张力减径机。

（三）炉型结构与特点

根据钢管快速加热工艺的要求，综合考虑投资，节能和操作维修方便，炉型结构和相关设施设计方案如下：

1.加热炉的炉型采用圆形隧道贯通式，炉体长度42m（共21节），炉体外径1.6m。

炉体为分段组合式结构，各段单独安装，从而简化了炉体结构，便于安装和维修，降低了加工制造费用。

2.加热炉采用发生炉煤气（6280kJNm3）为燃料，煤气经过净化。

采用喷射烧嘴，电点火。

通过自动调节进口阀门（电动蝶阀），调整炉温。

烧嘴分组沿炉体的周围和径向布置，火口与炉体内壁相切或垂直，既有利于火焰的环向分布、均布加热，又能够使火焰直接加热钢管，提高加热温度。

3.炉体采用大直径焊接钢管作外壳，内衬采用成型耐火材料，各段炉体之间用螺栓连接，炉体内衬采用成型耐火材料。

内壁可采用不锈钢板做镜面反射，增大对钢管的幅射热，保证了内衬的整体性，减少脱落，延长使用寿命。

4.各段炉体燃烧的废气从炉底的烟道集中排放。

空气入口管道设置在烟道内部，经过烟道上换热，被预热到300℃以上，然后进入烧嘴与煤气混合。

从而提高了热效率，降低了能源消耗，减少了对环境的危害

5.炉体内设置输送辊道，辊道与钢管运行方向成3°的倾斜布置，从而使钢管在运行时形成螺旋前进，使钢管加热均匀，避免出现弯曲。

炉内辊道采用单侧支撑，每间隔两个辊设置一个传动辊，便于辊道的维护与更换。

输送辊道由一台辊道电机直接驱动，辊子采用耐热铸铁，辊轴为空心结构，便于通水或通风冷却。

辊轴材料为耐热铸铁，轴承为具有自润滑功能的滑动轴承，并采用油气润滑。

输送管道的速度可以调整，根据张力减径的速度和加热速度的要求，随时调整辊道速度。

6.炉体侧面设置测温热电偶和光学测温仪的观测孔。

热电偶测炉温，光学测温仪测钢管的温度。

炉温通过数字显示，如果炉温与设定温度不符，温控系统可以自动调节烧嘴的进气量，保证温度达到要求。

7.炉体设置在支架上，便于安装和维修时整体更换。

煤气管道设在炉体上方，以减少煤气泄露的影响。

空气管道设置在炉体下面，减少管线长度。

管道采用保温材料包扎，以减少热量的散失。

8.加热过程采用PC控制，通过可编程序，输入不同规格、材质的钢管数据，可以按照设定的运行速度、炉内温度进行加热。

从而保证了加热质量，减少了能量消耗。

（四）施工方式

为了尽量减少现场作业，加速施工速度，减少工作强度，加热炉炉体和烧嘴安装在制造厂制作，用户按照提供的炉体和风机基础图进行基础施工，按照煤气及送风管道图进行管道施工。

基础完成后，可以在短时间内完成炉体安装。

二、水除鳞装置

（一）设计参数

1、毛管规格：

直径：

Φ426×12.7×12500mm

Φ133×7×12500mm

2、钢管速度：

6～20m/min

3、产量：

25吨/小时

4、系统压力：

200MPa

5、流量：

300L/min

（二）工艺过程

根据生产节奏、产品规格、材质、确定水除鳞制度。

加热后的钢管由辊道送科水除鳞箱，通过高压除鳞水后，快速进入张力减径机。

（三）水除鳞箱结构与特点

根据钢管快速加热工艺的要求，综合考虑投资、节能和操作维修方便，水除鳞箱结构和相关设施设计方案如下：

1.水除鳞箱采用圆形隧道贯通式，箱体长度1m，炉体外径1m。

大直径焊接钢管外壳，以降低造价。

2.水除鳞采用20MPa高压水泵，根据钢管尺寸和表面状态，高压水通过调节装置以一定的压力和流量进入喷嘴。

3.水除鳞箱的喷嘴采用环行布置，沿钢管圆周均匀布置8个喷嘴，喷嘴与钢管表面向进口方向倾斜5°。

保证氧化皮被吹落。

水流经过过滤后流到循环池中。

三、输送辊道

输送辊道分为炉前和炉后两组，辊道结构相同，主要技术参数为：

（一）设计参数

1.毛管规格：

直径：

Φ426×12.7×12500mm

Φ133×7×12500mm

2.钢管速度：

6~20m/min

3.辊子长度：

180mm

4.辊道间距：

1500mm

5.辊道长度：

炉前：

44m（12m）

（二）辊道结构

辊道采用单侧支撑，每间隔两个辊设置一个传动辊，输送辊道由一台辊道电机直接驱动，辊子采用铸铁，辊轴为钢管，轴承为滚动轴承。

炉前辊道分9段安装。

输送辊道的速度可以调整，根据张力减径的速度和加热速度的要求，随时调整辊道速度。

5.12三辊张力减径机

1．轧辊直径：

φ600mm

2．轧辊长度：

φ400mm

3．传动方式：

二十四机架单独传动

4．传动电机：

直流

5．机架数量:

（备用1套）共48架

5.13冷床

1．冷床长度：

24米

2．冷床宽度：

18米

3．传动方式：

双链式输送

5.14平头倒棱机

型式:

单工位机械式平头倒棱机。

效率:

1～3根/min

上下料方式:

机械步进式

刀盘进给方式:

气液缸

5.15钢管水压试验机

5.15.1直缝焊管水压试验机

型式：

单工位三梁式水压机。

上下料方式:

液压步进式

最大试验压力：

21MPa

效率：

40~60根/小时

5.15.2无缝管水压试验机

最大试验压力：

70MPa



6．交货期：

合同生效后六个月具备发货条件。

7.技术服务:

华冶提供安装调试技术服务。

董事长兼总经理：

李锦平

电话：

传真：

联系人：

张小明

电话：

传真：

太原华冶设备研究所（有限公司）

2006年6月8日