一种基于jcoc成型工艺的大口径厚壁直缝埋弧焊管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种钢管制造领域的产品，涉及一种大口径厚壁直缝埋弧焊管，尤其涉及一种基于JC0C成型工艺的大口径厚壁直缝埋弧焊管。
技术背景
[0002]型直缝埋弧焊管主要有U0E和JCOE/JC0两种成形方式。由于JCOE/JC0机组投入少、模具成本低、适应面宽、见效快、质量与U0E相近，应用广泛。
[0003]传统JC0成形技术所依托的理论基础是三点弯曲的力学原理，因此必然存在着成形道次多、管坯截面为直线和弧线连接的多边形、残余应力大等不足；U0E成形工艺虽然效率高，但一个管径需配备一套模具，模具成本高。目前工程领域两种成形工艺成形前一般均需对板坯进行预弯边处理，后续整径矫圆普遍采用扩径矫圆工艺。扩径矫圆工艺在对管坯形状进行矫正的同时，也易扩大组织内部缺陷。
【发明内容】
[0004]本发明考虑到大口径直缝埋弧焊管渐进式模压成形的特点，提供一种基于JC0C成形工艺制造大口径直缝埋弧焊管。
[0005]采用四点弯曲JC0C渐进成形工艺，钢板经预弯机进行端头预弯后，在制管压力机先从一边将一半逐步压成J形，再从一边将一半逐步压成C形，经中间压制后形成0形开口管坯，经钢管合缝预焊机合缝，再经埋弧内外焊机焊接成为钢管。板坯在通过“1”、“(:”、“0”成形后，最后通过扩径工艺实现整径矫圆，保证了上模与下模的接触点等曲率圆弧成形，省去了传统JC0成形及U0E成形中的预弯边工序，解决了传统成形技术成形道次多、管坯截面为直线和弧线连接的多边形、以及残余应力大等问题。
[0006]基于塑性弯曲工程理论，建立了管坯JC0C弯曲成形过程的力学模型；利用机器视觉和传感器技术，开发了管坯JC0C成形过程实时监测系统；利用MATLAB编程语言，开发了管坯JC0C成形过程中的参数识别和预测程序；最后，利用Visual C++编程语言开发了管坯JC0C成形智能化控制系统软件。采用智能化控制技术实时识别材料性能参数，并对上一道次成形误差进行循环补偿，不断优化工艺参数，尤其对于材料性能参数波动较大的板料，智能化控制技术能够有效地改善管坯的椭圆度。通过四点弯曲JC0C成型工艺制造的大口径厚壁直缝埋弧焊管，可实现的技术指标为实现的技术指标主要包括:(1)管径1_至130_之间；(2)单节长度最大4500mm ； (3)最小直径450mm ； (4)标准抗拉强度大于540MPa。
[0007]本发明相对于现有技术，具有如下优点和效果:
[0008]1.本发明制造的成形管坯为圆形截面，形状精度高。现有JC0成形技术制造的管坯径向截面几何形状是由直边段、曲线段和圆弧段组成的多边形，而采用本工艺，成形过程中与凸模两圆角接触的两切点间区域成形曲率一致，使最终成形的管坯径向截面几何形状为曲率一致的圆，提高了管坯的圆度。
[0009]2.本发明制造管坯成形道次少，生产效率高。四点弯曲JC0成形大跨距的上模两接触点成形方式，使单次加工成形管坯的圆弧明显增长，与传统JCO成形工艺相比，生产相同管径的管坯，采用本工艺加工道次明显减少，能显著地提高生产效率。
[0010]3.本发明制造管坯无须板边预弯，减少设备投资。四点弯曲JC0成形工艺使上模与下模的接触点在保证等曲率圆弧成形的同时，相对位置更紧密，可以在第一道次成形时对板坯边缘起到预弯的作用。省去传统JC0成形及U0E成形中预弯边工序，进一步提高生产效率，且大幅度降低设备成本。
[0011]4.本发明制造的成形管坯径向截面残余应力小，且分布均匀。传统JC0成形管坯径向截面是由直边段和圆弧段组成的多边形，变形不均匀，使得管坯内存在较大残余应力，且分布不均匀。采用本工艺，最终成形管坯径向截面的几何形状为曲率一致的圆，由于变形均匀，故管坯内存在较小残余应力且分布均匀。
[0012]5.本发明制造成形管坯所需模具数量少，柔性程度高。U0E工艺与传统JC0工艺比较，虽然生产效率高，但针对每一尺寸管坯均需要配套相应的大规格模具，模具成本较高；四点弯曲JC0成形通过调整凸、凹模跨距，一套模具可以适应各种规格的管坯成形，且能达到U0E成形相同的质量效果。
[0013]6.防止缺陷扩大，管坯性能可靠。在四点弯曲JC0成形的基础上通过缩径工序来完成的矫圆，可以获得与扩径相同的成形质量。并且压缩变形为主的缩径矫圆可以有效防止组织缺陷扩大，对管坯组织结构和壁厚均有加强作用。此外，缩径矫圆所需设备模具简单，与机械扩径所需的昂贵专用设备和模具相比，成本大大降低。
【附图说明】
[0014]图1为本发明制造大口径直缝埋弧焊管的生产技术路线
【具体实施方式】
[0015]实施例1
[0016]选择板宽110mm,板长810mm,厚度4.7mm的SS400板还进行制备基于四点弯曲JC0成形管坯，经过管坯JC0C成形过程中的参数识别和预测，以及JC0C成形过程实时监测系统对管坯成形过程进行实时监测，对上一道次成形误差进行循环补偿，不断优化工艺参数，最终确定工艺参数:凸模圆角半径rp = 5mm,凹模圆角半径rd = 25mm,两凸模圆角中心点跨距为57.2_，两凹模圆角中心点跨距为97.2_，压下行程为5.0_，成形道次13次，送料步长61.2mm,共压制管坯5个。成形管坯2号、4号管坯椭圆度偏大，但即使最大椭圆度为4.6%, 5个管还整径前椭圆度都小于5%的生产要求,再通过缩径矫圆工序,?最大椭圆度为0.5%，完全符合工程应用标准小于1%的要求。5个制品管坯的外圆直径也均在公称直径260.4mm左右。
【主权项】
1.一种基于JCOC成形工艺制造大口径直缝埋弧焊管，其特征在于板坯是采用四点弯曲JCOC渐进成形工艺制造完成的。2.根据权利要求1所述的大口径直缝埋弧焊管，其特征在于管坯是采用四点弯曲JCOC渐进成形工艺制造完成的。钢板经预弯机进行端头预弯后，在制管压力机先从一边将一半逐步压成J形，再从一边将一半逐步压成C形，经中间压制后形成0形开口管坯，经钢管合缝预焊机合缝，再经埋弧内外焊机焊接成为钢管。3.根据权利要求1所述的大口径直缝埋弧焊管，其特征在于板坯在通过“J”、“C”、“0”成形后，最后通过扩径工艺实现整径矫圆，保证了上模与下模的接触点等曲率圆弧成形，省去了传统JCO成形及UOE成形中的预弯边工序，解决了传统成形技术成形道次多、管坯截面为直线和弧线连接的多边形、以及残余应力大等问题。4.根据权利要求1所述的大口径直缝埋弧焊管，其特征在于采用JCOC成形工艺制造大口径直缝埋弧焊管可实现的技术指标主要包括:(1)管径1_至130_之间；(2)单节长度最大4500mm ； (3)最小直径450mm ； (4)标准抗拉强度大于540MPa。
【专利摘要】本发明属于一种钢管制造领域的产品，涉及一种大口径厚壁直缝埋弧焊管，尤其涉及一种基于JCOC成型工艺的大口径厚壁直缝埋弧焊管。型直缝埋弧焊管主要有UOE和JCOE/JCO两种成形方式。由于JCOE/JCO机组投入少、模具成本低、适应面宽、见效快、质量与UOE相近，应用广泛。采用四点弯曲JCOC渐进成形工艺，钢板板坯在通过“J”、“C”、“O”成形后，最后通过扩径工艺实现整径矫圆，保证了上模与下模的接触点等曲率圆弧成形，省去了传统JCO成形及UOE成形中的预弯边工序，解决了传统成形技术成形道次多、管坯截面为直线和弧线连接的多边形、以及残余应力大等问题。
【IPC分类】B21C37/08, B21D5/10
【公开号】CN105268761
【申请号】CN201410311709
【发明人】王士秀
【申请人】天津滨创投资咨询有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年7月2日