小口徑無縫管連線精整工藝簡析

姚志濤， 張占 立， 劉 偉

（河南科技大學， 河南 洛陽 471023）

小口徑無縫管連線精整工藝簡析

姚志濤， 張占 立， 劉 偉

（河南科技大學， 河南 洛陽 471023）

通過對小口徑無縫管連線精整工藝進行全面分析，驗證了無縫管的連線精整是一個既簡單又復雜的工藝過程，為工廠實際生產的連線運行提供參考。

小口徑 無縫管 精整 矯直 探傷 表檢

無縫管的精整工藝，一般是指無縫管的矯直、鋸切、探傷、吹灰、表面檢查、端部檢查、涂油、噴印標記以及收集打包等諸多工藝［1］。按照一定的生產規律將這些工藝進行排列，就可以組合成一套半自動無縫管精整線。相較于傳統的單一非連線性質的精整工藝，半自動無縫管精整線極大地提高了無縫管的精整效率。

1 工藝簡析

常見的半自動無縫管精整線工藝流程如下：

1.1 矯直

矯直的主要設備是矯直機，另外還包含有矯直機上料臺、矯直機主機、矯直機下料臺以及收集裝置等輔機設備。

理論上矯直可實現全自動生產，從將一包管料放置在矯直機上料臺開始一直到矯直結束下料，都不需要人工干預，全部是自動化控制。但是在實際生產中，有兩種情況是必須人工干預的。第一種是彎曲過度的鋼管，由于鋼管的過度彎曲，會造成管料無法進入矯直機前臺受料槽或者造成矯直機無法咬入的現象；第二種是直徑過小且長度較長的鋼管，這種鋼管在上料時經常有兩根甚至多根絞纏在一起的情況，而全自動上料無法將這種情況的鋼管逐根分開，因此不能進行矯直。

矯直下料后可根據需要來決定是否設置收集料筐。在這里設置收集料筐的主要目的是混鋼收集。因為同一批次的鋼管偶爾會出現一根或多根不同材料的鋼管，這時為保證整個連線設備的持續運行，則需要先將其收集起來。料筐為開合式料筐，正常連線情況下，開合臂處于閉合狀態，鋼管可從開合臂上滾過去。如果出現混鋼現象，則打開開合臂進行收集。

1.2 鋸切

鋼管生產的特點決定了鋼管的頭部和尾部是缺陷集中區，而在矯直之后進行鋸切就是為了切除這部分缺陷集中區。鋸切的設備可分為單根鋸和排鋸兩種，顧名思義，單根鋸就是一根一根地鋸切，排鋸就是一排一排地鋸切。鋼管的鋸切可實現全自動化，但是具體是否可行，還需要考慮到廠房空間、設備投資及人員安排等情況。

1.3 吹灰

鋼管孔體內存在著不少氧化鐵皮及塵屑，再加上鋸切時產生的鐵屑，這些都會對后續的檢查工藝造成一定影響，因此需要將這些雜物從孔體內清除出去。實際操作中可通過車間潔凈氣源來實現吹灰過程，但是受限于氣源壓力及鋼管長度的影響，從鋼管頭部進行吹灰時，雜物會集中到鋼管的尾部無法排出，再考慮到環保因素的影響，因此還需要在鋼管尾部設置一個吸灰集塵設備。

1.4 探傷

探傷的主要目的是對鋼管進行無損探傷，常用的無縫管探傷工藝包括超聲波探傷和渦流探傷兩種［3］。這兩種探傷工藝沒有必須的先后順序問題，但是在實際生產中，一般是首先進行超聲波探傷，其次才是渦流探傷。這是由兩種探傷工藝的探傷方式決定的。超聲波探傷以水為耦合劑，通過超聲波在不同介質界面的反射來達到探傷目的。渦流探傷則是通過檢測交流電電流變化引起的阻抗來達到探傷目的［4］。經過超聲波探傷后的鋼管，鋼管表面是濕潤的，而兩種探傷工藝結束后，接下來要進行的是鋼管的表面檢查，表面檢查需要的是工人的目測，如果鋼管表面太過濕潤的話，很有可能造成表面缺陷被塵屑覆蓋，從而被工人忽視。因此，將超聲波探傷工藝放置在渦流探傷的前面，間接達到了增加鋼管表面自干時間的目的。

傳統的超聲波探傷，在鋼管進入探傷儀前，需要在鋼管頭尾塞上堵頭，這樣的目的是防止探傷時水分進入鋼管內部影響探傷信號。這種做法雖然有效，但是既耗人工，又影響整個精整線的生產節奏。

由于在探傷前已經對鋼管的頭部和尾部進行了鋸切處理，鋼管的頭部和尾部處于平滑狀態，因此在進入探傷儀前，可以將第一根鋼管的尾部和第二根鋼管的頭部觸碰對接，以此類推，使得進入探傷儀探傷的鋼管始終類似于一個整體，這樣就省去了塞堵頭的流程，完全實現了探傷的全自動化。

超聲波探傷的缺陷管一般分為內傷、外傷和壁厚三種情況，這三種缺陷管需要分類進行收集，合格管則進入下一道工序——渦流探傷。

渦流探傷后只需要設置一組收集料筐，渦流不合格品進入收集料筐。

1.5 鋸切

在探傷后設置鋸切工位，目的是對鋼管進行長度處理。可根據實際生產需要，將鋼管鋸切成不同的長度。這里的鋸切又可稱為分段、定尺。

1.6 表面檢查

表面檢查需要通過工人目測來辨識鋼管表面是否存在缺陷，在檢查到缺陷的同時，對具備修磨條件的鋼管進行表面修磨處理，對無法修磨的鋼管進入開合收集料筐收集。

傳統的表面檢查需要工人手動滾動鋼管來觀察鋼管的圓周表面，這樣無形中增大了工人的勞動強度，而且當鋼管長度較長需要多名工人同時進行表面檢查的時候，對工人相互之間的協作也會造成很大影響。對于這種問題，可以設計一種鋼管自轉裝置，通過工人電動遙控來控制鋼管的轉動，只需要工人來回走動即可實現對鋼管圓周的目測。

表面檢查是一個對連線節奏有不確定影響的工序：鋼管長度越長，表面檢查的時間也就越長；鋼管表面質量越差，需要人工修磨的時間也就越長。

1.7 端部檢查

端部檢查是人工對鋼管頭尾兩端進行檢查。主要檢查項目有量外徑、測壁厚、觀察管內是否有堵塞物等，根據需要也可以增加黑磁探傷。

1.8 涂油及噴標

涂油的主要目的是防銹，涂油后的鋼管需要一段時間的冷干才能打包收集，這是為了防止涂油層的擦傷［4］。也有廠家在涂油后設置烘干裝置，對涂油后的鋼管表面進行烘干處理，減少涂油層自干時間。

噴標處理是在鋼管表面噴涂標記。

不需要涂油的鋼管可直接進行噴標處理，如果既需要涂油又需要噴標，那么噴標要放置在涂油后進行，否則噴出的標記將被涂油層覆蓋掉。也有個別廠家采用透明涂油層，將噴標工位放置在涂油前，這么做也是有一定道理的。涂油后進行噴標，鋼管表面是濕潤的涂油層，噴涂上的標記會隨著涂油層的流動而流動，從而導致噴涂標記模糊不清；而涂油前的鋼管是干燥的，這時候進行噴涂，那么噴涂的標記就能夠更牢靠地黏附在鋼管表面，再經過涂油層的覆蓋，鋼管的表面效果看起來非常好。

但是，對于將噴標處理放置在涂油處理前的工藝做法，筆者是不贊同的。相對于鋼管自身質量而言，噴涂標記的漂亮與否完全可以忽略不計，況且透明漆也是一筆不菲的生產成本。

現在很多廠家在通過對鋼管前進速度與噴標速度優化匹配的同時，還調整噴標材料配比，這在很大程度上改善了噴涂標記流動而導致字跡模糊不清的現象。

1.9 收集打包

經過上述工藝檢查過后的鋼管已經具備了收集條件，如無特殊要求，便可進行收集打包處理。

打包是指打六角包，將鋼管堆積成一個六邊形然后打包。國內常見的是人工打六角包，也有個別廠家實現了自動六角包［5］。

2 結語

無縫管的連線精整是一個既簡單又復雜的工藝過程。說簡單是因為整條生產線設備簡單，操作方便，整個工藝流程清晰可見；說復雜是因為各個工藝之間需要考慮到相互之間的配合問題，包括各個主機設備之間的生產節奏配合，如矯直機矯直速度與探傷機探傷速度的節奏匹配；自動化設備與人工操作之間的節奏配合，如矯直與鋸切的節奏匹配；工人與工人的協作，如表面檢查及端部檢查時工人與工人之間的配合［6］等等。除此之外，廠房的結構空間對整個精整線的布局影響、工廠鋼管產量需求對精整線自動化程度的影響、自動化程度與預算投資之間的相互影響，都是在無縫管連線精整工序需要考慮的問題。

［1］ 張立.新型鋼管精整生產線［J］.鋼管，2011（5）：75.

［2］ 劉錫妹.高壓鍋爐管連續精整生產線［J］.上海金屬，2004，26（6）：42-46.

［3］ 席曉卿.特殊鋼無損棒材精整線控制系統的研究與應用［J］.自動化技術與應用，2012，31（10）：78-81.

［4］ 何輔云，張艷，張海燕，等.鋼管端頭可視化監測系統和方法鋼管端頭漏磁檢測技術［J］.無損檢測，2005，27（8）：405-406.

［5］ 朱進興.滬昌特鋼連續精整線介紹［J］.軋鋼，2003，20（4）：35-37.

［6］ 李鵬.鋼管自動涂油打包裝置的設計與應用［J］.江西冶金，2014，34（6）：43-44.

（編輯：李媛）

A Brief Analysis of Finishing Process of Seamless Steel Pipes Product Line with Small Diameter

YAO Zhitao，ZHANG Zhanli，LIU Wei
（Henan University of Science and Technology，Luoyang He'nan 471023）

The seamless pipe line finishing process is analyzed，verifying the fact that seamless pipe finishing is a simple and complicated process，and providing reference for the actual production of the plant.

small diameter，seamless pipe，finishing，straightening，inspection，apparent observation

TG335.21

A

1672-1152（2016）05-0104-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.05.37

2016-10-05

姚志濤（1980—），男，在職研究生，主要研究方向為綠色制造技術。