專利名稱：一種uoe大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鋼管生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，具體地，本實用新型涉及一種UOE大口徑直 縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，所述UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置用于 鋼管生產(chǎn)時，對管端橢圓度大于6% (即最大外徑與最小外徑之差與名義外徑的比值)的大 口徑直縫焊管管端進行修正矯圓。
背景技術(shù)：
UOE大口徑鋼管(Uing-Oing成型法)應(yīng)用范圍十分廣闊，不僅應(yīng)用于鋪設(shè)長距離 高壓輸油氣管線，并且已經(jīng)擴展到以氣體，液體作為推動力輸送礦石、谷物、石油、煤炭。此 外，在工程建設(shè)中，它還被用于海底隧道，海底打樁，防坡提及海上采油平臺等。而在其它領(lǐng) 域，它還可用于高壓容器，機架外殼等。石油天然氣輸送用UOE焊管，生產(chǎn)線采用Uing-Oing成型工藝，成型后的鋼管采用 五條三絲內(nèi)焊設(shè)備，四條三絲外焊設(shè)備進行焊接，焊接后可根據(jù)客戶要求，采用機械擴徑或 水壓擴徑，提高尺寸精度，清除內(nèi)應(yīng)力。在UOE鋼管等鋼鐵產(chǎn)品中，大口徑鋼管的管端橢圓度指標是一個非常重要的參 數(shù)。根據(jù)中國石油天然氣股份有限公司西氣東輸二線管道工程采用的直縫埋弧焊管技術(shù)條 件對中管端橢圓度的要求，距管端IOOmm范圍內(nèi)鋼管的橢圓度(即最大外徑與最小外徑之 差與名義外徑的比值)應(yīng)不大于0.6%。其目的在于，當在野外對兩管進行配管焊接施工 時，使其能順利的完成焊接。反之，如果鋼管管端橢圓度超標，就會造成兩管對焊的困難，即 使能對焊在一起，也會產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力，從而，導(dǎo)致焊縫處的機械性能下降，降低了管 道在使用過程中的安全性，所以管端橢圓度超標的鋼管是不可以使用的。目前，國內(nèi)幾乎所有在產(chǎn)的UOE大口徑直縫焊管機組生產(chǎn)的鋼管均存在管端橢圓 度超標現(xiàn)象，其原因涉及來料寬厚板性能與板形，以及成形、焊接與擴徑等生產(chǎn)工藝。當管端橢圓度超標的管子出現(xiàn)后，生產(chǎn)現(xiàn)場通常會采取將管子調(diào)回進行再次擴 徑，或者切除管子管端橢圓度超標部分的方法來修正管端的橢圓度。但在通常的情況下，管 端橢圓度超標的管子數(shù)量比較多，大約要占總量的10%，所以采用以上方法進行管端的橢 圓度修正會嚴重影響了生產(chǎn)線效率和收得率。因此，對于生產(chǎn)現(xiàn)場而言，開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單，作業(yè)時間短，操作方便，修正效率高 的UOE大口徑直縫焊管的管端橢圓度修正裝置顯得非常必要。目前，已經(jīng)有很多專利和文獻提出了相關(guān)的鋼管管端橢圓度修正方法和裝置，例 如公開號為“ JP59127927A”的日本專利提出了一種管端真圓度修正裝置。如圖5所示，上述日本專利公開的裝置采用了從管子內(nèi)表面向外擴頂，將管子撐 圓修正的方法。其中與管子內(nèi)表面相接觸的輥子一端通過保持具和安裝座固定在固定盤 上，另一端通過拉桿和鉸鏈連接到氣缸。通過氣缸拉的動作可以實現(xiàn)輥子的向外擴頂將鋼 管撐圓的動作，以此來修正管端的橢圓度。然而，此種裝置的結(jié)構(gòu)形式主要用于小口徑鋼管 管端橢圓度修正。同時，由管子內(nèi)表面接觸的輥子結(jié)構(gòu)可以看出，該裝置對鋼管管端橢圓度的修正范圍比較小，要修正管端IOOmm范圍內(nèi)的橢圓度需進行多次操作，效率低。專公開號為“JP55144336A”的日本專利提出了另外一種對鋼管管端形狀和尺寸進 行矯正的方法及裝置。如圖6所示，其中，支撐環(huán)由兩個半圓構(gòu)成，可安裝在離開管端200mm處。液壓缸 安裝在支撐環(huán)的外圓圓周上，數(shù)量為3個。連接裝置用于連接液壓缸活塞桿和擴管修正裝 置。該裝置在進行管端修正作業(yè)時，需要將管端50mm范圍處加熱到300°C，然后液壓缸根據(jù) 所需的圓度和尺寸將擴管修正裝置拉入，以此修正管子管端的橢圓度。修正作業(yè)完成后，管 端在室溫下冷卻，液壓缸則反向動作，拔出模具，然后斷開連接，拆下修正裝置。該裝置使用 不便，作業(yè)過程復(fù)雜，很難滿足生產(chǎn)節(jié)奏的要求。專利申請?zhí)枮椤?8107835. 2”的中國專利提出了一種大口徑鋼管的管端橢圓度矯
正方法及裝置。如圖7所示，它主要通過先后對管子管端進行擴徑，縮徑，這兩個步驟來完成對管 子管端橢圓度修正。該裝置的修正精度比較高，但它的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，制造成本高，修正作 業(yè)過程復(fù)雜，使用靈活性差，效率低。

實用新型內(nèi)容為克服上述缺點，本實用新型的目的在于提供一種UOE大口徑直縫焊管管端橢 圓度自動修正裝置，所述UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置采用了對管子管端 外表面長軸方向的擠壓來實現(xiàn)管子管端橢圓度超差的修正，從而提高管子管端橢圓度的修 正效率以及管子管端橢圓度的合格率，特別適用于外壓式UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度 的自動修正。為實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型的UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修 正裝置技術(shù)方案如下一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，包括機架、設(shè)置于機架立柱 內(nèi)側(cè)的導(dǎo)軌，其特征在于所述一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置還包括 設(shè)置于機架上部的上模模具和上模模具連接件，設(shè)置于機架下部的下模模具和下模模具連 接件，設(shè)置于機架頂端的主液壓缸和液壓缸連接件。根據(jù)本實用新型所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特 征在于，所述上模模具由上模模具連接件與主液壓缸和導(dǎo)軌連接。根據(jù)本實用新型所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特 征在于，所述下模模具由下模模具連接件固定在機架下部。由此可由主液壓缸帶動上模模具，與位于機架的下模具共同作用，實現(xiàn)對管子管 端長軸方向的內(nèi)壓作用。根據(jù)本實用新型所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特 征在于，所述上模模具的下端和下模模具的上端具有V形開口，所述開口角度為130 150 度，所述開口的長度為500 1500mm，高度為250 350mm。由此可適用于各種類型的管子，覆蓋了 Φ508πιπι至Φ 1422mm的各個規(guī)格根據(jù)本實用新型所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特 征在于，所述導(dǎo)軌長1. 5 2. 5米，包括設(shè)置于機架兩立柱內(nèi)側(cè)的兩個導(dǎo)軌固定副，與導(dǎo)軌固定副活動連接的兩個導(dǎo)軌移動副二，設(shè)置于兩個導(dǎo)軌移動副二之間并與導(dǎo)軌移動副二鉸 接連接的的導(dǎo)軌移動副一，所述導(dǎo)軌移動副一與上模模具連接件相接。根據(jù)本實用新型所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特 征在于，所述導(dǎo)軌固定副具有導(dǎo)槽，所述導(dǎo)軌移動副二位于導(dǎo)軌固定副的導(dǎo)槽內(nèi)，所述導(dǎo)軌 移動副二與導(dǎo)軌固定副之間有1. 5 2. 5mm的間隙。由此可由導(dǎo)軌對上模模具進行導(dǎo)向并承受由管子作業(yè)過程中有可能出現(xiàn)的偏載 而引起的側(cè)向力。根據(jù)本實用新型所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特 征在于，所述主液壓缸包括液壓缸缸體，設(shè)置于缸體底部的連接桿、液壓缸活塞和液壓缸鞍 座，設(shè)置于液壓缸頂部的拉線編碼器。由此，可監(jiān)測液壓缸的行程，防止作業(yè)過程中的誤操作，導(dǎo)致對長軸的過擠壓。根據(jù)本實用新型所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特 征在于，所述液壓缸活塞為球形。根據(jù)本實用新型所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特 征在于，所述液壓缸鞍座與活塞的接觸面為凹半球形。由此可云液壓缸活塞在液壓缸鞍座的半球形槽內(nèi)活動，使液壓缸鞍座能在任意方 向傾斜3度，以抵消偏載。本實用新型還包括液壓動力單元和控制單元，所述液壓動力單元由雙級泵，電磁 換向閥，節(jié)流閥，壓力表，調(diào)壓閥，液控單向閥及其附件等組成。液壓缸活塞通過液壓控制單元中的雙級泵可獲得空載情況下和帶負載情況下兩 種速度，通過電磁換向閥能完成活塞的雙向運動控制，而通過液控單向閥則可鎖緊油缸?？刂茊卧饕吮O(jiān)控計算機，用于實現(xiàn)人機界面，完成控制和監(jiān)測；主控 PLC，實現(xiàn)主流程控制；控制柜，安裝電氣控制系統(tǒng)的所有元器件；機側(cè)盤，用于修正裝置的 設(shè)備維護；以及檢測傳感器。作用是對修正裝置進行控制操作，同時對油缸活塞行程和液 壓缸的壓力進行監(jiān)測。以上三部分共同組成了本實用新型的UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正 裝置，它結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，作業(yè)時間短，能夠支撐快節(jié)奏的現(xiàn)場大口徑直縫焊管的生產(chǎn)， 可有效提高外壓式UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度的合格率。

圖1是本實用新型的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置結(jié)構(gòu)示意 圖，圖2是本實用新型的作業(yè)示意圖，圖3是本實用新型的主液壓缸示意圖，圖4是本實用新型的導(dǎo)軌示意圖。圖5是以往的管端真圓度修正裝置一例，圖6是以往的管端真圓度修正裝置又一例，圖7是以往的管端真圓度修正裝置又一例， 圖中，1為主液壓缸，2為液壓缸連接件，3為機架，4為上模模具連接件，5為上模模具，6為導(dǎo)軌，7為下模模具，8為下模模具連接件，9為傳動輥，10為鋼管，11為修正裝置，12 為液壓缸缸體，13為液壓缸活塞，14為液壓缸鞍座，15為拉線編碼器，16為連接桿，17為導(dǎo) 軌移動副一，18為導(dǎo)軌移動副二，19為導(dǎo)軌固定副。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。圖1是一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置的執(zhí)行機構(gòu)，所述執(zhí)行 機構(gòu)包括主液壓缸1，其特征在于，主液壓缸行程為1. 2m,作用力為200t的雙作用油缸，通過液壓缸連接件2與機架 3相連。作為主執(zhí)行機構(gòu)帶動模具完成鋼管管端橢圓度的修正。液壓缸行程1. ail可覆蓋從 Φ508πιπι至Φ 1422mm的各個規(guī)格的管子，從而達到修正不同規(guī)格管子的目的。主液壓油缸 的動力由液壓系統(tǒng)提供，而液壓缸的動作行程控制則由自行開發(fā)的PLC控制系統(tǒng)來完成。此外，如圖3所示，主液壓缸還在活塞桿13處配置了球形鞍座14，以及外部拉線式 編碼器15。其中，球形鞍座14相對活塞桿13可在360度方向傾斜3度，以避免活塞桿13 受到在進行整圓作業(yè)的過程中有可能產(chǎn)生的偏載；而外部拉線式編碼器15則是與缸體12 連接，并將編碼器拉線的一端通過連接桿16與活塞桿13連接，從而通過外部拉線式編碼器 15的拉線行程來可測得活塞桿13在作業(yè)過程中的實際行程。機架3，其特征在于，作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，機架采取了龍門架的形式。在機架上可安裝住液壓缸1和上模模 具5，下模模具7以及用于導(dǎo)向的導(dǎo)軌6，從而使各部分協(xié)調(diào)動作來實現(xiàn)管端橢圓度的修正。 整個機架長約為2m，高約為3. 2m.模具單元，其特征在于，模具單元與管端外表面直接接觸，采用V形架的形式，包括了上模模具5和下模模 具7。其中上模模具5通過上模模具連接件4和主液壓缸相連，而下模模具7則是通過下模 模具連接件8和機架3的底座相連。模具的適用范圍同樣覆蓋了從Φ508mm至Φ 1422mm 的各個規(guī)格的管子。當執(zhí)行修正作業(yè)時，通過上下模對管端長軸的共同作用，實現(xiàn)橢圓度的 修正。導(dǎo)軌6，如圖4所示，其特征在于，導(dǎo)軌6的長約2m，導(dǎo)軌6的固定副19位于機架3兩側(cè)，而導(dǎo)軌移動副1 (17)和導(dǎo) 軌移動副2(18)共同構(gòu)成了導(dǎo)軌6的移動副；其中導(dǎo)軌移動副1(17)與上模模具連接件4 相連。而導(dǎo)軌移動副2(18)則位于導(dǎo)軌固定副19的導(dǎo)槽內(nèi)，導(dǎo)軌移動副2(18)與導(dǎo)軌固定 副19之間有2mm左右的間隙。此處，導(dǎo)軌移動副1 (17)和導(dǎo)軌移動副2(18)采用鉸接，以 便使得導(dǎo)軌能更好的承受整圓作業(yè)過程中有可能出現(xiàn)的偏載。當進行修正作業(yè)上模模具5 在液壓缸1的帶動下進行上下移動時，導(dǎo)軌6則是可起導(dǎo)向作用，保證上模模具5的直線動 作。圖2是外UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置作業(yè)示意圖，圖中包括了 傳動輥9，鋼管10和修正裝置11，修正裝置的修正流程為，1 管端橢圓度超標管子進入管端修正工位，管端傳感器確認到達許可操作位置，并將管端長軸旋轉(zhuǎn)至焊縫朝下方向。2:上位機將該管體規(guī)格尺寸等信息發(fā)送至自動管端修正裝置的控制單元，控制模 型確定壓下量、壓下速度等工藝參數(shù)。3 鎖定輥道，開始管端修正的自動作業(yè)。4:液壓缸攜帶上模沿導(dǎo)軌下降，直至上模攜帶的傳感器檢測到管壁后液壓缸停止。5 根據(jù)控制模型的修正工藝參數(shù)，液壓缸進行低速內(nèi)壓修正作業(yè)。6 到達設(shè)定的內(nèi)壓行程后，液壓缸停止并保持壓力。7 完成保壓后，液壓缸攜帶上模沿導(dǎo)軌緩慢收回。8:上模返回待機位。此外，修正裝置還設(shè)置了超過額定壓力保護、液壓缸行程限位保護、輥道聯(lián)鎖等保 護措施以確保操作人員及設(shè)備的安全。本專利實用新型的UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置結(jié)構(gòu)簡單，作業(yè) 靈活方便，使用安全，效率高，對管端橢圓度超標的問題提出了全新的解決方案，提高了生 產(chǎn)效率，滿足了現(xiàn)場生產(chǎn)的需求，特別適用于外壓式UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度的自 動修正，具有良好的推廣應(yīng)用前景。
權(quán)利要求1.一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，包括機架(3)、設(shè)置于機架立柱 內(nèi)側(cè)的導(dǎo)軌(6)，其特征在于所述一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置還包 括設(shè)置于機架C3)上部的上模模具( 和上模模具連接件G)，設(shè)置于機架C3)下部的下模 模具(7)和下模模具連接件(8)，設(shè)置于機架頂端的主液壓缸和液壓缸連接件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特征 在于，所述上模模具(5)由上模模具連接件(4)與主液壓缸(1)和導(dǎo)軌(6)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特征 在于，所述下模模具(7)由下模模具連接件(8)固定在機架(1)下部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特征 在于，所述上模模具(5)的下端和下模模具(7)的上端具有V形開口，所述開口的角度為 130 150度，長度為500 1500mm，高度為250 ；350讓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特征 在于，所述導(dǎo)軌(6)長1.5 2. 5米，包括設(shè)置于機架兩立柱內(nèi)側(cè)的兩個導(dǎo)軌固定副(19)， 與導(dǎo)軌固定副活動連接的兩個導(dǎo)軌移動副二(18)，設(shè)置于兩個導(dǎo)軌移動副二(18)之間并 與導(dǎo)軌移動副二(18)鉸接連接的的導(dǎo)軌移動副一(17)，所述導(dǎo)軌移動副一(17)與上模模 具連接件(4)相接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特征 在于，所述導(dǎo)軌固定副(19)具有導(dǎo)槽，所述導(dǎo)軌移動副二(18)位于導(dǎo)軌固定副(19)的導(dǎo) 槽內(nèi)，所述導(dǎo)軌移動副二(18)與導(dǎo)軌固定副(19)之間有1. 5 2. 5mm的間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特征 在于，所述主液壓缸(1)包括液壓缸缸體(12)，設(shè)置于缸體底部的連接桿(16)、液壓缸活塞 (13)和液壓缸鞍座(14)，設(shè)置于液壓缸頂部的拉線編碼器(15)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特征 在于，所述液壓缸活塞(1 為球形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，其特征 在于，所述液壓缸鞍座(14)與活塞的接觸面為凹半球形。
專利摘要一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置，包括機架(3)、設(shè)置于機架立柱內(nèi)側(cè)的導(dǎo)軌(6)，其特征在于所述一種UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置還包括設(shè)置于機架(3)上部的上模模具(5)和上模模具連接件(4)，設(shè)置于機架(3)下部的下模模具(7)和下模模具連接件(8)。設(shè)置于機架頂端的主液壓缸和液壓缸連接件。本實用新型的UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度自動修正裝置結(jié)構(gòu)簡單，作業(yè)靈活方便，使用安全，效率高，對管端橢圓度超標的問題提出了全新的解決方案，提高了生產(chǎn)效率，滿足了現(xiàn)場生產(chǎn)的需求，特別適用于外壓式UOE大口徑直縫焊管管端橢圓度的自動修正，具有良好的推廣應(yīng)用前景。
文檔編號B21D1/08GK201900152SQ20102054203
公開日2011年7月20日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者喬俊良, 呂常青, 吳瑞珉, 徐振亞, 楊賽丹, 潘勝波, 許曄, 謝仕強, 金成國 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司