钢管及其制造工艺

介绍

轧机技术的出现及其在19世纪上半叶的发展也预示着管材和管材的工业生产。最初，通过漏斗装置或辊将轧制的薄板条制成圆形横截面，然后在相同的热量下对接或搭接焊接（锻造焊接工艺）。

到本世纪末，无缝钢管的制造已采用了各种工艺，在相对较短的时间内产量迅速增加。尽管应用了其他焊接工艺，但无缝技术的不断发展和进一步完善导致焊接管几乎完全退出了市场，结果直到第二次世界大战之前，无缝管一直占据主导地位。

在随后的时期中，焊接技术的研究结果导致了焊接管的发展，随之而来的是蓬勃发展的开发工作，以及众多管材焊接工艺的广泛传播。目前，全球约三分之二的钢管生产是通过焊接工艺进行的。然而，在该图中，大约四分之一采用所谓的大直径管线管的形式，其尺寸范围超出了无缝管和管材制造中经济可行的范围。

无缝管

主要的无缝管制造工艺是在19世纪末出现的。随着专利和所有权的过期，最初追求的各种并行开发变得越来越不明显，并且它们各自的形成阶段被合并到新的过程中。今天，最先进的技术已经发展到优先考虑以下现代高性能工艺的地步：

连续的心轴轧制过程和推料台过程的尺寸范围约为 外径为21至178毫米。

带有受控（受约束）浮动心轴棒的多机架塞磨机（MPM），其塞磨过程的尺寸范围大约为。外径140至406毫米。

交叉辊穿孔和皮尔格轧制工艺的尺寸范围约为 外径为250至660毫米。

芯棒磨工艺

在芯棒磨机工艺中，使用实心圆（坯料）。将其在旋转炉床加热炉中加热，然后用穿孔机刺穿。用心轴轧机轧制穿孔的坯料或空心壳，以减小外径和壁厚，从而形成多长度的母管。母管被重新加热，并通过减径器进一步减小到指定的尺寸。然后将管冷却，切割，拉直并在出厂前进行精加工和检查过程。

*注意：带星号标记的过程是进行的规格和/或客户要求

曼内斯曼棒磨机工艺

塞磨工艺，使用实心圆（坯）。在旋转式炉底加热炉中将其均匀加热，然后用曼内斯曼（Mannesmann）穿孔机穿孔。穿孔的坯料或空心壳的外径和壁厚减小。轧管同时通过卷取机在内部和外部打磨。然后通过定径机将带卷的管定尺寸为指定的尺寸。从这一步开始，管子穿过矫直机。该过程完成了管的热加工。经过精加工和检查的管（称为母管）成为成品。

焊接管

自从有可能制造带材和板材以来，人们就一直在尝试弯曲材料并连接其边缘以制造管材。这导致了最古老的焊接工艺的发展，即锻造焊接的历史可以追溯到150年前。

1825年，英国铁器商人詹姆斯·怀特豪斯（James Whitehouse）被授予制造焊接管的专利。该过程包括以下步骤：在心轴上锻造单个金属板，以生产裸露的接缝管，然后加热裸露接缝的配合边缘，并通过在拉丝机中将它们机械挤压在一起进行焊接。

该技术发展到可以在焊接炉中一次成型并焊接带材的地步。这种对接焊接概念的发展最终于1931年在美国人J. Moon和他的德国同事Fretz共同设计的Fretz-Moon工艺中达到顶峰。

如今，采用这种工艺的焊接生产线仍然可以成功地用于制造外径最大为10mm的钢管。114毫米 除了这种将钢带在炉中加热至焊接温度的热压焊接技术外，美国E. Thomson在1886年至1890年之间还设计了其他几种工艺，使金属可以电焊。这样做的基础是詹姆斯·P·焦耳（James P. Joule）所发现的特性，通过该特性，电流通过导体会由于其电阻而发热。

1898年，美国标准工具公司（Standard Tool Company）获得了一项专利，该专利涵盖了电阻焊在管材制造中的应用。在美国，随后在德国，随着建立连续热轧带钢轧机以生产大规模生产所必需的散装原材料的方法，电阻焊管和管材的生产获得了可观的增长。在第二次世界大战期间，又一次在美国发明了氩弧焊工艺，这使飞机构造中的镁有效焊接。

由于这一发展，开发了各种气体保护焊接工艺，主要用于不锈钢管的生产。在过去30年中，能源领域发生了深远的发展，随之而来的大型建筑容量大的长距离管道，埋弧焊工艺在直径大于约10mm的管线管的焊接中占据了主导地位。500毫米

电焊管厂

卷材中的钢条已从宽条切成所需的宽度，然后通过一系列成形辊将其成形为多段长度的外壳。纵向边缘通过高频电阻/感应焊接连续地连接。
然后，对多段壳体的焊缝进行电头处理，并通过飞剪机将其定尺寸并切割成指定的长度。切下的管道在两端拉直并成直角。
这些操作之后是超声波检查或静水压测试。

参考：