螺旋钢管制作工艺和对质量的把控

2021-01-22王远征

设备管理与维修 2021年14期

潘强，王远征，江渊

（华油钢管有限公司，河北沧州 062658）

0 引言

在管道工程建设中，需要使用大量的钢管，螺旋钢管是经常使用的钢管之一。螺旋钢管是压力管道中的一种，因此，螺旋钢管具有较高的承压能力。螺旋钢管生产工艺较为简单，能够使用机械进行生产，材料利于组织，管径易于调整，可以生产较大口径的管道，强度能够满足较高要求，在工程中特别是一些较大工程中，螺旋钢管均有较为广泛的应用。

1 螺旋钢管的生产工艺

在螺旋钢管的生产工艺中，较多采用带钢卷板为基础材料，通过热挤压成型后，采用自动双丝双面埋弧焊工艺，对钢板进行焊接，从而形成螺旋钢管。在螺旋钢管的生产过程中，首先需要将带钢卷板输送到焊接机构中，通过多次机械滚压，使带钢逐渐卷屈成为管坯，并保持好焊缝在1～3 mm。采用同样的方法，可以对管坯的直径进行有效地控制，使其能够达到所需要的直径尺寸，从而满足工程的需要。

2 螺旋钢管的制作工艺及质量把控

2.1 螺旋钢管的制作工艺

螺旋钢管的制作工艺较为复杂，有很多道工序需要完成。一般情况下按照以下的制作工艺进行：对原材料进行检验，将钢带矫平剪切焊接，经精矫后铣边，钢管加工成型，内外缝焊接切割后，进行探伤管端扩径，倒棱后进行水压试验，对钢管进行除锈涂装，最后检验出厂。

2.2 各工艺环节的质量把控

2.2.1 原材料的质量把控

在螺旋钢管的制作工艺中，所需要的原材料较为简单，最重要的就是钢带、焊丝以及相应的焊剂。

（1）钢带的检查。对钢带的出场合格证、材料的成分以及规格等相关要素要进行严格的检查，这样才能够保证螺旋钢管的质量。钢带的外观检查要求不得有明显的材料缺陷，不能出现有夹层的现象，否则将严重影响螺旋钢管质量；对钢带进行抽样超声波以及力学性能检查，保证钢带有相应的刚度和强度，没有质量问题；对于钢带的各种质量证明材料进行认真核对，保证材料真实准确，并对材料进行收集、整理、存档，便于螺旋钢管的质量控制。用于制造螺旋钢管的钢带宽度有一定的限制，一般控制在钢管公称外径的0.8 倍以上且小于3 倍，这样才能够保持螺旋钢管的强度，提高螺旋钢管的使用寿命。

（2）对于焊丝以及焊剂的检查。所使用的焊丝以及焊剂的型号要与焊接的钢板相适应，这样才能够保证焊接强度。对焊丝以及焊剂要提前做好实验，并对相关资料进行留存，保证焊丝及焊剂良好的工作性能，保持钢管质量稳定。

2.2.2 钢带的平整处理质量把控

为了能够使钢带更好地完成制作过程，需要对钢带进行平整，才能够适应制管的要求。钢带的平整分为初矫和精矫两部分。通过两次平整，可以使钢带能够平整的进入到制管系统中。为了增加作业的连续性，需要将两条钢带进行头尾两端焊接，这样可以增加钢带的长度，加快制管的进度，提高工作效率。

2.2.3 钢带的铣边输送质量把控

通过压力机将原来弯曲的钢带进行平整，通过铣边机对钢带两边进行铣削作业，这样能够使两边的板宽以及坡口形状一致，便于进行下一步的焊接。利用压力表控制输送机的压力，使钢带能够平稳输送到制管系统中。

2.2.4 钢管成型的质量把控

（1）预先弯曲以及直径确定。在螺旋钢管制作的过程中，管坯具有一定的弹性变形，破坏了原来的加工尺寸，这将严重影响到钢管的加工质量，因此，需要对钢管进行预先弯曲以及直径确定，从而保证钢管具有良好的质量。

预先弯曲通常是通过定位辊、预弯下辊、预弯上辊位置来进行控制，通过预弯轧辊不同的安装位置，来实现螺旋钢管的预弯。通常预弯的过程中有两种轧辊布置方式，分为内控式和外控式布置。在实践中，可以根据不同的作业要求，采用不同的控制方式，实现对螺旋钢管内径和外径的控制。

（2）螺旋钢管焊缝的焊接。螺旋钢管焊缝的焊接一般采用的是自动焊接的方式。在自动焊接的过程中，需要对焊接速度、焊头位置以及倾角等相关因素进行严格的确定，这样才能够消除这些因素对于焊缝质量的影响，同时也能够提高焊接效率。在焊接的过程中，焊点的选择非常重要，在进行内缝焊接时，焊点要选在偏离钢管偏转中心一定距离的位置，这样可以有利于焊缝的稳定成型，同时可以减少焊接时产生的焊接应力。熔池的位置应该处于下坡位置，这样将会减少对于焊缝质量的影响。由于在焊接的过程中可能遇到各种各样的情况，因此要根据作业现场的实际情况对焊接作业进行适当调整，这样才能够保证焊缝质量，提高螺旋钢管的质量。

2.2.5 钢管切割和探伤质量把控

当螺旋钢管焊接完成后，需要对钢管进行切割，可以满足买方对钢管尺寸的需求，此时需要采用空气等离子切割机对钢管进行切割，这样能够有效的保证钢管的质量，防止钢管出现应力变形等现象。钢管被切割后，需要对钢管进行进一步的严格检测，主要检查焊缝的力学性能、化学成分等，使钢管的表面质量符合工艺要求。

螺旋钢管还需要进行探伤检测，焊接完的每条焊缝，均需要进行超声波自动探伤仪的检查，保证所有的焊缝均不存在问题。在检查的过程中，如果发现有缺陷，探伤仪会自动报警并进行标记。当生产工艺发生变化时，需要对首根钢管进行全方位的检测；在正常生产后，每10 根钢管也必须抽出2 根钢管进行检测，通过检测来保障焊缝的质量。对于有缺陷的部分，需要经过修补之后再进行探测，直到解决所有的问题为止。特殊形状的接头均需要进行探伤检测，这样才能够保证钢管质量的一致性。

2.2.6 水压试验的质量把控

对于加工成形的螺旋钢管，还需要进行水压试验，从而保证螺旋钢管的耐压能力。螺旋钢管的水压试验采用静水压的方式进行。在试验的过程中，采用径向密封的方式。试验中的压力控制、承压时间均由计算机进行控制，无需人工进行干涉，这样保证水压试验的自动化进行。水压试验还有一个重要的作用，通过水压试验可以有效地消除焊接应力，减少螺旋钢管的应力变形。

2.2.7 管端扩径以及倒棱的质量把控

螺旋管道在加工的过程中，由于受到焊接作用的影响以及制作过程中的误差，管道的管端发生变形，这样在焊接过程中就会出现质量缺陷，为进一步的焊接增加难度。因此，需要对管径进行一定的扩径，使管径能够保持统一口径，为安装过程提供便利。

为了保持更好的焊接质量，还需要对管口进行切前处置，这样可以为现场作业提供良好的条件。

2.2.8 防腐施工的质量把控

螺旋钢管在焊接完毕后，需要对钢管进行防腐处理，这样能够提高钢管的使用寿命，同时也能发现存在的问题。防腐施工一般采取以下的步骤，才能够达到良好的效果。

（1）喷砂除锈。通过喷砂机将喷料喷射到螺旋钢管的内壁或者外壁上，清除壁上的铁锈以及其杂质，满足表面粗糙度的要求。在进行喷砂作业时，首先要对螺旋钢管表面进行处理，将其附着物清理干净，这样能够保证施工质量。对压缩空气要进行认真过滤，防止水和油进入压缩空气中。进行喷砂作业后，表面粗糙度要达到设计要求。喷砂作业完成后，为防止工作面生锈，需要在2 h 内进行下一道工序，以保证喷砂作业工序的有效性。

（2）表面涂装。对螺旋钢管需要进行表面涂装，在涂装的过程中，需要对涂装设备和涂料进行选择，并且按照涂装顺序依次进行涂装，这样才能够满足相应的设计要求。对于每一批涂料都必须进行严格的质量审核，保证涂料的质量合格，并按照涂料规定的使用方法进行使用涂装。进行涂装前，需要对涂装表面进行清理，采用干净的压缩空气吹扫工作表面，在清理完工作表面后，4～12 h 内完成涂装工作。当设计要求涂装层较多时，需要分层进行涂装，每次涂装的厚度控制在50～70 μm，下道工序需等到上一层涂料完全风干后才可以进行施工。在涂装的过程中，表面应该光滑一致，不应存在影响美观的缺陷。

（3）厚度检测。对于螺旋钢管的涂装要进行厚度检测，在检测的过程中需要使用漆膜测厚仪进行检测，按照要求在每一个测量面上进行多点检测，这样通过检测可以判断涂层是否均匀。85%以上的测点达到要求，则证明喷涂效果较好，满足喷涂的设计要求。