小口径无缝管连线精整工艺简析

姚志涛， 张占 立， 刘 伟

（河南科技大学， 河南 洛阳 471023）

小口径无缝管连线精整工艺简析

姚志涛， 张占 立， 刘 伟

（河南科技大学， 河南 洛阳 471023）

通过对小口径无缝管连线精整工艺进行全面分析，验证了无缝管的连线精整是一个既简单又复杂的工艺过程，为工厂实际生产的连线运行提供参考。

小口径 无缝管 精整 矫直 探伤 表检

无缝管的精整工艺，一般是指无缝管的矫直、锯切、探伤、吹灰、表面检查、端部检查、涂油、喷印标记以及收集打包等诸多工艺［1］。按照一定的生产规律将这些工艺进行排列，就可以组合成一套半自动无缝管精整线。相较于传统的单一非连线性质的精整工艺，半自动无缝管精整线极大地提高了无缝管的精整效率。

1 工艺简析

常见的半自动无缝管精整线工艺流程如下：

1.1 矫直

矫直的主要设备是矫直机，另外还包含有矫直机上料台、矫直机主机、矫直机下料台以及收集装置等辅机设备。

理论上矫直可实现全自动生产，从将一包管料放置在矫直机上料台开始一直到矫直结束下料，都不需要人工干预，全部是自动化控制。但是在实际生产中，有两种情况是必须人工干预的。第一种是弯曲过度的钢管，由于钢管的过度弯曲，会造成管料无法进入矫直机前台受料槽或者造成矫直机无法咬入的现象；第二种是直径过小且长度较长的钢管，这种钢管在上料时经常有两根甚至多根绞缠在一起的情况，而全自动上料无法将这种情况的钢管逐根分开，因此不能进行矫直。

矫直下料后可根据需要来决定是否设置收集料筐。在这里设置收集料筐的主要目的是混钢收集。因为同一批次的钢管偶尔会出现一根或多根不同材料的钢管，这时为保证整个连线设备的持续运行，则需要先将其收集起来。料筐为开合式料筐，正常连线情况下，开合臂处于闭合状态，钢管可从开合臂上滚过去。如果出现混钢现象，则打开开合臂进行收集。

1.2 锯切

钢管生产的特点决定了钢管的头部和尾部是缺陷集中区，而在矫直之后进行锯切就是为了切除这部分缺陷集中区。锯切的设备可分为单根锯和排锯两种，顾名思义，单根锯就是一根一根地锯切，排锯就是一排一排地锯切。钢管的锯切可实现全自动化，但是具体是否可行，还需要考虑到厂房空间、设备投资及人员安排等情况。

1.3 吹灰

钢管孔体内存在着不少氧化铁皮及尘屑，再加上锯切时产生的铁屑，这些都会对后续的检查工艺造成一定影响，因此需要将这些杂物从孔体内清除出去。实际操作中可通过车间洁净气源来实现吹灰过程，但是受限于气源压力及钢管长度的影响，从钢管头部进行吹灰时，杂物会集中到钢管的尾部无法排出，再考虑到环保因素的影响，因此还需要在钢管尾部设置一个吸灰集尘设备。

1.4 探伤

探伤的主要目的是对钢管进行无损探伤，常用的无缝管探伤工艺包括超声波探伤和涡流探伤两种［3］。这两种探伤工艺没有必须的先后顺序问题，但是在实际生产中，一般是首先进行超声波探伤，其次才是涡流探伤。这是由两种探伤工艺的探伤方式决定的。超声波探伤以水为耦合剂，通过超声波在不同介质界面的反射来达到探伤目的。涡流探伤则是通过检测交流电电流变化引起的阻抗来达到探伤目的［4］。经过超声波探伤后的钢管，钢管表面是湿润的，而两种探伤工艺结束后，接下来要进行的是钢管的表面检查，表面检查需要的是工人的目测，如果钢管表面太过湿润的话，很有可能造成表面缺陷被尘屑覆盖，从而被工人忽视。因此，将超声波探伤工艺放置在涡流探伤的前面，间接达到了增加钢管表面自干时间的目的。

传统的超声波探伤，在钢管进入探伤仪前，需要在钢管头尾塞上堵头，这样的目的是防止探伤时水分进入钢管内部影响探伤信号。这种做法虽然有效，但是既耗人工，又影响整个精整线的生产节奏。

由于在探伤前已经对钢管的头部和尾部进行了锯切处理，钢管的头部和尾部处于平滑状态，因此在进入探伤仪前，可以将第一根钢管的尾部和第二根钢管的头部触碰对接，以此类推，使得进入探伤仪探伤的钢管始终类似于一个整体，这样就省去了塞堵头的流程，完全实现了探伤的全自动化。

超声波探伤的缺陷管一般分为内伤、外伤和壁厚三种情况，这三种缺陷管需要分类进行收集，合格管则进入下一道工序——涡流探伤。

涡流探伤后只需要设置一组收集料筐，涡流不合格品进入收集料筐。

1.5 锯切

在探伤后设置锯切工位，目的是对钢管进行长度处理。可根据实际生产需要，将钢管锯切成不同的长度。这里的锯切又可称为分段、定尺。

1.6 表面检查

表面检查需要通过工人目测来辨识钢管表面是否存在缺陷，在检查到缺陷的同时，对具备修磨条件的钢管进行表面修磨处理，对无法修磨的钢管进入开合收集料筐收集。

传统的表面检查需要工人手动滚动钢管来观察钢管的圆周表面，这样无形中增大了工人的劳动强度，而且当钢管长度较长需要多名工人同时进行表面检查的时候，对工人相互之间的协作也会造成很大影响。对于这种问题，可以设计一种钢管自转装置，通过工人电动遥控来控制钢管的转动，只需要工人来回走动即可实现对钢管圆周的目测。

表面检查是一个对连线节奏有不确定影响的工序：钢管长度越长，表面检查的时间也就越长；钢管表面质量越差，需要人工修磨的时间也就越长。

1.7 端部检查

端部检查是人工对钢管头尾两端进行检查。主要检查项目有量外径、测壁厚、观察管内是否有堵塞物等，根据需要也可以增加黑磁探伤。

1.8 涂油及喷标

涂油的主要目的是防锈，涂油后的钢管需要一段时间的冷干才能打包收集，这是为了防止涂油层的擦伤［4］。也有厂家在涂油后设置烘干装置，对涂油后的钢管表面进行烘干处理，减少涂油层自干时间。

喷标处理是在钢管表面喷涂标记。

不需要涂油的钢管可直接进行喷标处理，如果既需要涂油又需要喷标，那么喷标要放置在涂油后进行，否则喷出的标记将被涂油层覆盖掉。也有个别厂家采用透明涂油层，将喷标工位放置在涂油前，这么做也是有一定道理的。涂油后进行喷标，钢管表面是湿润的涂油层，喷涂上的标记会随着涂油层的流动而流动，从而导致喷涂标记模糊不清；而涂油前的钢管是干燥的，这时候进行喷涂，那么喷涂的标记就能够更牢靠地黏附在钢管表面，再经过涂油层的覆盖，钢管的表面效果看起来非常好。

但是，对于将喷标处理放置在涂油处理前的工艺做法，笔者是不赞同的。相对于钢管自身质量而言，喷涂标记的漂亮与否完全可以忽略不计，况且透明漆也是一笔不菲的生产成本。

现在很多厂家在通过对钢管前进速度与喷标速度优化匹配的同时，还调整喷标材料配比，这在很大程度上改善了喷涂标记流动而导致字迹模糊不清的现象。

1.9 收集打包

经过上述工艺检查过后的钢管已经具备了收集条件，如无特殊要求，便可进行收集打包处理。

打包是指打六角包，将钢管堆积成一个六边形然后打包。国内常见的是人工打六角包，也有个别厂家实现了自动六角包［5］。

2 结语

无缝管的连线精整是一个既简单又复杂的工艺过程。说简单是因为整条生产线设备简单，操作方便，整个工艺流程清晰可见；说复杂是因为各个工艺之间需要考虑到相互之间的配合问题，包括各个主机设备之间的生产节奏配合，如矫直机矫直速度与探伤机探伤速度的节奏匹配；自动化设备与人工操作之间的节奏配合，如矫直与锯切的节奏匹配；工人与工人的协作，如表面检查及端部检查时工人与工人之间的配合［6］等等。除此之外，厂房的结构空间对整个精整线的布局影响、工厂钢管产量需求对精整线自动化程度的影响、自动化程度与预算投资之间的相互影响，都是在无缝管连线精整工序需要考虑的问题。

［1］ 张立.新型钢管精整生产线［J］.钢管，2011（5）：75.

［2］ 刘锡妹.高压锅炉管连续精整生产线［J］.上海金属，2004，26（6）：42-46.

［3］ 席晓卿.特殊钢无损棒材精整线控制系统的研究与应用［J］.自动化技术与应用，2012，31（10）：78-81.

［4］ 何辅云，张艳，张海燕，等.钢管端头可视化监测系统和方法钢管端头漏磁检测技术［J］.无损检测，2005，27（8）：405-406.

［5］ 朱进兴.沪昌特钢连续精整线介绍［J］.轧钢，2003，20（4）：35-37.

［6］ 李鹏.钢管自动涂油打包装置的设计与应用［J］.江西冶金，2014，34（6）：43-44.

（编辑：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

姚志涛（1980—），男，在职研究生，主要研究方向为绿色制造技术。