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1、1、总论1.1概述1.1.1项目名称、承办单位 项目名称：年产50万吨管材生产线建设工程承办单位：XXXX钢铁有限公司企业法人代表：项目建设地址：XX县生态工业园区1.1.2设计单位XX省冶金设计院1.2设计范围年产50万吨管材生产线包括4个管材生产车间，共计10条高频焊管生产线。设计范围包括：管材生产线工艺、建筑结构、供配电、供排水及配套公辅设施。 1.3建设规模及建设内容1.3.1建设规模根据委托书要求，并考虑厂址环境、供水、供电、资金来源及运输等综合条件，确定建设年产50万吨管材生产线，设计年产直缝焊管50万吨。1.3.2建设内容主要建设内容包括：原料储存、管材生产主车间、变电站、循环水
2、系统、机修车间和成品堆放场地。主要生产设备包括：上料设备、成型设备、高频焊接设备、定径设备、定尺设备、矫直设备和打捆包装设备等。1.4建设条件1.4.1地理位置XXXX钢铁有限公司位于XX县工业园区，距XX县城8km，侯马市9km，大运公路5km，晋侯高速3km，与侯月铁路和郭义公路相邻，地理条件优越，交通四通八达，十分便利。1.4.2供电条件工程新增用电负荷不大，生产用电可由公司110kV变电站供应。1.4.3供水条件本工程新增生产用水和生活用水可由厂区生产、生活用水系统供应，完全满足用水需求。1.5高频焊管特点高频焊管是通过高频焊接机组，将一定规格的长条形钢带卷成圆管状并将直缝焊接而成钢管
3、。钢管的形状可以是圆形的，也可以是方形或异形的，它取决于焊后的定径轧制。焊接钢管的材料主要是：低碳钢及s300N/mm2、s500N/mm2的低合金钢或其他钢材。 高频钢管具有工艺相对简单，快速连续生产的特点，在民用建筑、石化、轻工等部门有广泛用途。多用于输送低压流体或做成各种工程构件及轻工产品。1.6车间构成根据XX钢铁公司实际情况，年产50万吨管材生产线由4个管材生产车间组成，分别为一车间、二车间、三车间和四车间；4个车间共布置10条管材生产线，其中一车间、二车间、三车间分别布置2条生产线，各车间年生产能力为10万吨；四车间布置4条生产线，年生产能力为20万吨。4个车间总生产能力为50万吨
4、。1.7生产工艺1.7.1工艺原理： 高频钢管是根据电磁感应原理和交流电荷在导体中的趋肤效应、邻近效应和涡流热效应，使焊缝边缘的钢材局部加热到熔融状态，经滚轮的挤压，使对接焊缝实现晶间接合，从而达到焊缝焊接的目的。高频钢管焊接正是利用交流电的趋肤效应和邻近效应，钢材经滚压成型后，形成一个截面断开的圆形管坯，在管坯内靠近感应线圈中心附近旋转一个或一组阻抗器，阻抗器与管坯开口处形成一个电磁感应回路，在趋肤效应和邻近效应的作用下，管坯开口处边缘产生强大而集中的热效应，使焊缝边缘迅速加热到焊接所需温度经压辊挤压后，熔融状态的金属实现晶间接合，冷却后形成一条牢固的对接焊缝。 1.7.2工艺特点高频钢管是
5、一种感应焊，它无需焊缝填充料，无焊接飞溅，焊接热影响区窄，焊接成型美观，焊接机械性能良好等优点，因此在钢管的生产中受到广泛的应用。 1.7.3工艺流程简述原料钢卷由卡车运至设在管材主厂房的原料跨，用叉车堆放在上料平台上。根据生产安排，首先用天车将原料钢卷吊到准备机组的开卷机上，原料钢卷在此机组上完成切头尾、表面检查等准备工序；由人工将切头切尾后的钢卷焊接在一起，然后再用天车将钢卷装入料仓待用。生产时由夹送设备将钢卷头部送入由6架成型机组成的成型机组，让钢带由平板型逐渐变为圆形，通过高频焊接机组进行焊接，再经喷水冷却将管材降至常温，经刮疤机刮去焊接时产生的疤瘤后，送入定径设备进行定径。定径后的管
6、材经定尺、在飞锯上按定尺裁断后，经辊道输送至平台，再送矫直机进行矫直，经矫直后检验合格的管材经辊道输送到打包架进行打捆。用天车或叉车运送到成品跨内进行最终包装，打包完毕后的成品卷按照要求存放在成品跨内，等待交货，并根据用户要求进行取样检验。1.7.4工艺流程工艺流程如下：上料开卷直头矫平剪切对焊储料矫平粗成型精成型焊接去除内外毛刺水冷定径矫直锯切矫直平头输送标记涂油打包入库1.8主要技术经济指标技术经济指标表序号指标名称单 位数量备注一产品规模1管材年产量万t/a50二规格直径 mmmm48壁厚mm2.2、2.5、2.75、3、3.25、3.5定尺m2、2.5、3、4、5、6、7、8三原材料消
7、耗量1带钢 B151mm万t/a50.52焊条万t/a0.5四动力消耗1新鲜水m3/h1.7补充水2年耗电量103kWh/a15120五定员人150六占地面积公顷8.41七建筑面积m227860八总投资万元12546.761.9投资概算固定资产投资总额12546.76万元 占100其中：建筑工程费3562.03 万元 占28.39安装费1312.39万元 占10.46设备费6056.32万元 占48.27其它费796.72万元 占6.35预备费819.30万元 占6.532、原料供应2.1概述生产不同用途的高频焊管，对其原料有不同的要求。各种要求在相应的技术标准中，一般都有明确规定。原料的质量
8、不仅影响成品管母体金属的性能，而且对管坯成型和焊接以及焊缝和焊缝附近区域的金属性能也有重要影响。此外，原料质量也会影响整个焊管机组的设备利用率、产品合格率、金属消耗以及机组的使用寿命。因此，原料与成品质量和机组的技术经济指标是密切相关的。XXXX钢铁有限公司位于XX县生态工业园区，地理位置较为优越，临汾市钢铁冶金工业的发展已有一定的规模，境内有多家企业生产焊接钢管用带钢，主要生产宽度78184mm、厚度2.53.5mm各种规格的带钢，总生产能力约160万吨，完全可满足XX钢铁公司管材生产线的原料供应。2.2带钢质量要求：2.2.1一般要求高频焊管大多采用热轧带钢卷作原料。热轧带钢表面一般都有一
9、层氧化铁皮。高频焊接时，氧化铁皮并不影响焊接，但氧化铁皮进入带钢边缘之间的焊缝区将会导致焊接缺陷。因此，带钢表面不允许存在粗糙的氧化铁皮。此外，带钢表面的氧化铁皮进入成型机会使成型辊的磨损加快。所以，氧化铁皮严重的热轧带钢应当经过除鳞处理。焊管原料的机械性能应当均匀，波动小，没有内应力和轧制缺陷。例如，带钢应当严格控制夹层，甚至不允许夹层存在。因为夹层对成型、焊接以及焊管质量都有不利影响。高频焊接时，焊缝在挤压力的作用下，使熔化金属向管壁内外流动形成内外毛刺。如果带钢中有夹层，当其清除内外毛刺而使夹层暴露在外时，就会形成裂纹缺陷。当管壁受应力作用时，该处产生应力集中而首先开始破坏。同时，暴露在
10、外的夹层会大大降低管子的抗腐蚀性能。研究表明，夹层在钢管进一步冷拔时，特别是使用这种管子作机器零件，如汽车的万向接轴时，是很不适宜的。夹层的不利影响在带钢进行切边或纵剪时，将更为加重。夹层缺陷可以在带钢生产过程中用超声波探伤进行检验。带钢应严格限制条状氧化物、脆性和塑性硅酸盐、硫化物等非金属杂质的含量，提高金属的纯度。提高金属纯度有利于提高焊缝和成品管的质量。带钢的金相组织对成品管质量具有特殊意义。研究表明，金相组织会严重影响焊接和焊缝质量。如在粗晶铁素体达到7级情况下，焊缝不能保证承受标准所规定的气密性和扩口试验。游离渗碳体和屈氏马氏体组织对焊缝质量和焊管质量的进一步提高也是不利的，因为，这
11、种组织在管子焊接时会形成马氏体，从而使焊缝变脆，并影响钢管的矫直和工艺试验。还应当指出，带钢中氮、氢、氧等气体含量对电焊管质量也有很大影响。研究表明，气体含量中N20.006%、H20.0006%、O20.01%时，将会导致焊缝中心变脆，降低钢管的工艺性能。为了保证带钢成型和焊接的工艺性能以及成品钢管的几何尺寸精度，对于带钢的宽度和厚度公差以及带钢的形状误差，如月牙弯、钢卷塔形高度、翘曲度和瓢形等都有相应的规定。实际值不应超过有关规定的最大允许值。对带钢的某些质量要求中，应当规定上下限，而不能只规定上限或下限。如对强度的要求，规定其下限以保证焊管的一定强度要求，同时必须规定适当的上限，以保证电
12、焊管生产时所必需的工艺性能，如成型时的极限稳定性，成品管中的残余应力不致过大等。铁素体不允许过大，也不允许过小。否则，由于晶间距离加长，增加了焊缝中心区域边界析出（碳化物、金属互化物、气体）的可能性，从而使焊缝变脆，在随后的热处理中导致焊缝区铁素体晶粒长大和管子横截面的组织不均，降低了管子的疲劳强度。应当指出，国外在提高高频直缝焊管质量，扩大其使用范围方面，首先注意了原料质量的提高。2.2.2原料宽度的选择正确地选择带钢宽度对成品管的尺寸精度和焊缝质量有极其重要的意义。高频焊接的原料宽度受各种因素的影响，如材质、焊接电流频率、带钢边部状态、焊接余量、定径余量等。一般可根据下列经验公式进行计算：
13、公式1 式中：B原料宽度，毫米；D成品管外径，毫米；t成品管壁厚，毫米；1成型余量，毫米；2焊接余量，毫米；3定径余量，毫米。1、2、3的值按表2-1到表2-3选取。公式2 式中：Dr定径机最后一架孔型直径，毫米。可取Dr=D-（0.20.3） Dk定径余量，毫米。 k考虑焊接余量的系数。表2-1 成型余量1，毫米D/t101515252540406011/2t2/3t3/4tt表2-2 焊接余量2，毫米t1.01.04.04.06.01t2/3t1/2t表2-3 定径余量3，毫米D223535484870709531.01.31.52.0Dk决定于成品管直径和定径机结构。对于直径63 毫米以
14、下的悬臂式结构的定径机，Dk可取0.250.50毫米。系数k决定于管子壁厚，但与材质及管子直径也有一定关系。壁厚愈小，直径愈大，钢中含碳量愈小，则k值愈大。根据国外某些厂的生产经验，k值一般取0.52.75，具体数值可参考表2-4选取。表2-4 系数k值钢管直径，mm壁厚，mmk380.61.60.91.016501.01.522.75600.52.00.812763.50.672.5890.83.20.75本工程使用热轧带钢直接生产，考虑圆边、氧化铁皮等因素，3最小尺寸应再增大0.5毫米。公式3 毫米公式4 毫米或 毫米公式5 毫米式中z为系数，可按表2-5选取表2-5 系数z值钢管直径18
15、18.12525.1404150z0.4（1.26）0.48（1.51）0.56（1.76）0.6（1.89）2.2.3允许偏差根据XX公司管材生产线所生产的管材的主要用途，带钢质量要求执行焊接钢管用钢带（GB/T8164-2008）。宽度小于600mm的钢带厚度允许偏差见表2-1表2-6 宽度小于600mm的钢带厚度允许偏差钢带宽度mm钢带厚度mm厚度允许偏差506001.8、2.0、2.20.182.5、2.8、3.00.203.2、3.5、3.8、4.00.254.2、4.5、4.8、5.0、5.5土0.296.0、6.5、7.0土0.327.5、8.00.392.2.4牌号和化学成分焊
16、接钢管用钢带的牌号和化学成分应符合GB/T699优质碳素结构钢中牌号08、10、15、20，GB/T700碱素结构钢中牌号Q195、Q215、Q235和GB/T 1591低合金高强度结构钢的规定。2.2.3力学性能钢带的力学性能符合表2-7的规定表2-7 钢带的力学性能种类性能厚度4mm厚度48mm按下列标准碳素结构钢带GB/T11253、GB/T912GB/T3274优质碳索结构钢带GB/T 7lOP级GB/T 711碳索结构钢热轧钢带GB/T3524优质碳索结构钢热轧钢带GB/T 8719碳素结构钢冷轧钢带GB/T716低碳钢冷轧钢带优质碳素结构钢冷轧钢带GB/T35222.2.5表面质量
17、1）钢带表面的裂纹、结疤、气泡、夹杂和横向刮伤等缺陷应清除。缺陷清除后钢带的厚度不得小于允许的最小厚度。钢带表面允许有深度小大于厚度允许负偏差的压痕和纵向划伤以及高度不大于厚度允许正偏差的凸起等缺陷，其深窿和高度(从实际尺寸算起)按单面计算。2）钢带不得有分层。其边缘不得有破边和影响焊管质量的显著浪边，允许有凿形缺口、裂纹、毛刺和压印等缺陷，其在一边的深度或高度不得大于宽度允许偏差。3）钢带头、尾应切齐。4）连轧机轧制的钢带，不正常部分不得超过钢带长度的8%。2.3带钢需要量根据生产工艺确定，带钢生产过程中的损耗约为1%，因此年产50万吨管材生产线需要带钢约50.5万吨。2.4焊条 带钢焊接使
18、用的焊条满足必须碳钢焊条（GB/T5117-1995）的要求。管材生产所需要的焊条可以从市场上购买。表2-8 原料消耗表序号指标名称单 位数量备注1带钢 B151mm万t/a50.52焊条万t/a0.53、产品方案和质量指标3.1产品分类3.1.1按钢管外径分各国对大中小直径的划分既不明确，也不统一，一般可按以下范围区分：毛细管 10毫米以下小直径管 10.3102毫米中直径管 114508毫米大直径管 508毫米以上3.1.2按管径与壁厚之比分焊管的管径与壁厚之比是一个重要参数，按照这一参数可将钢管分为特厚壁、厚壁、标准、薄壁、特薄壁五类。各国划分标准并不统一，一般可按以下范围区分：类别 直
19、径/壁厚 壁厚/直径特厚壁管 5.5 0.18厚壁管 5.59.0 0.180.12标准管 9.120.0 0.120.05薄壁管 20.150.0 0.050.02特薄壁管 50.0 0.023.1.3按用途分高频直缝焊管按用途可分为以下几类：1）输送管：用于水、煤气、石油、天然气以及固体的管道输送；2）结构管：用于建筑、各种钢结构以及家具制造等；3）机械制造管，用于汽车、农机和机器制造等；4）锅炉和热交换器管，用于锅炉水管、烟管、加热器和预热器管、化学和石油工业热交换器管以及冷冻、冷凝等低温用管；5）石油钻采管，用于石油钻杆、套管等。3.2 产品方案 根据XXXX钢铁有限公司实际情况，结合
20、我国及当地市场供应情况，制定管材生产线的产品方案。产品方案见表3-1表3-1 产品方案表序号指标名称单 位数量备注一产品规模1管材年产量万t/a50二规格直径 mmmm48壁厚mm2.2、2.5、2.75、3、3.25、3.5定尺m2、2.5、3、4、5、6、7、83.3 质量要求各种不同用途的管材对其质量有不同的要求。例如，水煤气管的质量要求就比较低，石油输送管则要求比较高的耐压能力，结构管则要求具有较高的机械性能，港湾、海底用管则要求具有特殊的耐腐蚀性能，寒冷地带用管还要求具有一定的耐低温性能等等。这些不同要求在相应的标准中都有明确规定，现就涉及焊管质量的化学成分、物理机械性能、焊缝质量、
21、几何尺寸精度、耐压能力、外观和表面质量以及镀涂层等几个方面加以说明。这些方面是评定中小型高频焊管质量的主要方面，但不是全部，更不是所有高频焊管都要从这些方面进行质量检验。关键是根据焊管的用途而加以取舍，也可根据某些特殊用途提出某些特殊的质量要求。3.3.1化学成分成品管的化学成分应由炼钢厂保证。必要时，焊管生产厂应对成品管的化学成分进行核对检验，检验结果应符合相应的规定。核对检验的取样方法可根据有关技术标准的规定。3.3.2物理机械性能物理机械性能包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性以及其他工艺性能等。输送管一般是根据屈服强度来设计的，为了防止输送管线在小于屈服强度的应力状态下发生脆性破坏
22、，除了考虑钢管的屈服强度之外，还必须考虑韧性。特别是在寒冷地带的低温情况下工作的输送管，韧性是不可缺少的。在低温下工作的低温热交换器管（如冷凝管等）也要具有相应的韧性。韧性好的钢管，当其工作压力发生变化，即使有裂纹产生，也能防止裂纹的继续扩大。中小直径直缝焊管，一般没有明确地规定韧性要求，但高级输送管就有关于冲击韧性的补充规定。韧性一般是通过冲击试验，以冲击时所能吸收的能量大小来判定。延伸率和屈服比是弯管加工时考虑应力的一个重要指标，因而相应的标准也有明确规定。某些特殊用途的电焊管对其机械性能有特殊要求。如汽车传动轴管要求具有良好的静和动的扭转特性、高的扭转疲劳强度等。为了按照传动轴的实用情况
23、评价产品的质量，曾对传动轴用管的静和动扭转特性和疲劳强度进行了大量的研究。电焊管的工艺性能要求与无缝管相同。按照无缝管的标准规定，只要根据用户的定货要求进行一项或几项工艺性能试验；但电焊管甚至在用户没有提出工艺性能试验要求的情况下，也必须进行扩口和压扁试验。直径小于108毫米，没有经过冷拔的电焊管必须全部进行扩口试验，但直径小于20毫米以及直径为2050 毫米、壁厚大于0.06倍直径的未经热处理的电焊管可不进行扩口试验。直径大于50 毫米的未经热处理的电焊管，其扩口试验不能小于6%。物理机械性能试验的取样部位、形状大小、数量、试验条件等可查阅有关标准规定。3.3.3焊缝质量焊缝质量是焊管质量的
24、重要标志。焊缝的物理机械性能应达到或超过母材的相应性能，因此，焊管的物理机械性能试验的取样应包括焊缝部位。例如，国标规定的压扁试验，从管端截取大于50毫米的焊管作为试样，在常温下将试样放在两个压头之间加压，此时焊缝必须处于与压缩方向成900的位置（如图），当压到两压头之间的距离H2/3D 时，检查焊缝是否开裂或产生裂纹，当H1/3D时，再检查焊缝以外的母材是否产生伤痕或裂缝。焊管的压扁试验a检查焊缝部位；b检查焊缝以外管壁3.3.4耐压能力一般电焊管都要进行水压试验。特别是输送管和锅炉管等，其耐压能力是很重要的质量指标，每一根钢管都要在生产过程中经受一定压力的水压试验而不漏水。试验压力在相应的
25、标准中都有规定，经供需双方协议也可采用其他压力，但最高不得超过下式计算所得的数值：公式1 式中：P试验压力，kg/cm2t最小允许壁厚，mmd钢管公称内径，mm允许应力，kg/mm2，取该钢种所规定抗拉强度的35%。应当指出，水压试验的压力并不是钢管在实际使用中的工作压力。水压试验应有一定的稳压时间。中小规格电焊管的稳压时间一般不少于5秒。3.4几何尺寸精度成品管的直径、壁厚、长度、直度、椭圆度等，其偏差均不得超过标准的有关规定。 产品质量应符合直流电焊钢管质量指标表3-2 直流电焊钢管质量指标（GB/T13793-2008）外径mm允许偏差mm内毛刺高度mm椭圆度mm弯曲度mm高较高普通41
26、500.200.350.500.150.050.400.40壁厚mm2.20.070.130.1610%2.50.080.160.172.750.1833.250.100.200.203.53.5 外观及表面质量对电焊管外观及表面质量的要求一般与无缝管相同。外表面的焊缝毛刺必须清除，内表面的焊缝毛刺按标准或用户要求清除，其残留高度一般不超过0.5毫米。锅炉和汽车传动轴用管的内毛刺高度一般不超过0.25毫米。管端必须与钢管轴线垂直，管端加工符合用户要求。钢管表面不能存在影响其使用性能的划伤、压痕、焊缝附近烧伤、刻痕等有害缺陷。3.6 覆层质量电焊管内外表面覆盖金属镀层或非金属涂层时，镀涂层应当均
27、匀，厚度符合标准规定，表面不应存在影响使用效果的伤痕、凹陷、皱纹、锈或其他有害缺陷。4、生产工艺4.1直缝焊管的特点（1）直缝高频焊钢管成型过程中回弹小、残余应力小。（2）形变硬化效果小，整圆后几何尺寸精确，有利于保证施工和焊接质量。（3）直缝高频焊钢管焊道形状好，不容易出现咬边，内外焊不对中等缺陷。（4）直缝钢管焊道分布在圆周一个点上，因此，可按使用要求把焊缝放在有利位置上。4.2直缝焊管的用途直缝焊管的用途大体上可分为下述几个方面：（1）管道输送用钢管用于液体、气体以及固体物质的输送，如石油；天然气、水、煤气、蒸汽管道等。有些现代化的运输系统中，还采用管道输送矿石、煤炭、水泥等固体物质。随
28、着石油、天然气产量的迅速增长以及工业生产的发展。管道输送在近二十年来有了迅速的发展。（2）结构钢管用于土木建筑、各种构架、铁塔、自行车、家俱等。结构管的用途范围很广，规格品种繁多，除一般的圆断面外，还有方形、三角形、矩形、多边形等异形断面管。（3）机械制造用钢管用于农机、汽车、航空等各种机械制造部门，如汽车轴、气缸和油缸的缸筒、套筒、柱塞以及制造各种机械零件所用的钢管。按照各种零件的不同要求，这类钢管必须具有一定的机械性能和金相组织，为此需要进行不同的热处理。（4）锅炉和热交换器用管用于制造各种锅炉的沸水管、火管、烟管以及热交换器、冷凝器用管等。按照锅炉的种类和性能不同，钢管所承受的工作压力和
29、温度也各不相同。中低压锅炉的工作压力不超过40大气压，高压锅炉的工作压力可达100大气压以上。锅炉和蒸汽输送管所承受的温度很高，可达450左右。因此，锅炉管的机械性能要求比较高。（5）钻探用钢管用于石油和地质钻探，如钻杆、套管、岩心管、油管等。钻探用钢管在工作中要承受很大的应力，并且受到地下水的压力和腐蚀，因此，这类钢管需要用高强度钢制造，并且需要进行严格的热处理，以提高其机械性能。钻探用钢管均需在两端车丝。对于钻杆和油管，为了保证车丝部分的强度不致减弱，管端需要加厚。（6）化工用钢管用于化学工业，如炼油厂里输送石油产品的钢管，加热装置中的裂化管以及化肥生产中用的其他各种钢管。4.3生产工艺4
30、.3.1工艺原理： 高频钢管是根据电磁感应原理和交流电荷在导体中的趋肤效应、邻近效应和涡流热效应，使焊缝边缘的钢材局部加热到熔融状态，经滚轮的挤压，使对接焊缝实现晶间接合，从而达到焊缝焊接的目的。高频钢管焊接正是利用交流电的趋肤效应和邻近效应，钢材经滚压成型后，形成一个截面断开的圆形管坯，在管坯内靠近感应线圈中心附近旋转一个或一组阻抗器，阻抗器与管坯开口处形成一个电磁感应回路，在趋肤效应和邻近效应的作用下，管坯开口处边缘产生强大而集中的热效应，使焊缝边缘迅速加热到焊接所需温度经压辊挤压后，熔融状态的金属实现晶间接合，冷却后形成一条牢固的对接焊缝。 4.3.2工艺特点高频钢管是一种感应焊，它无需
31、焊缝填充料，无焊接飞溅，焊接热影响区窄，焊接成型美观，焊接机械性能良好等优点，因此在钢管的生产中受到广泛的应用。 4.3.3工艺流程简述原料钢卷由卡车运至设在管材主厂房的原料跨，用叉车堆放在上料平台上。根据生产安排，首先用天车将原料钢卷吊到准备机组的开卷机上，原料钢卷在此机组上完成切头尾、表面检查等准备工序；由人工将切头切尾后的钢卷焊接在一起，然后再用天车将钢卷装入料仓待用。生产时由夹送设备将钢卷头部送入由6架成型机组成的成型机组，让钢带由平板型逐渐变为圆形，通过高频焊接机组进行焊接，再经喷水冷却将管材降至常温，经刮疤机刮去焊接时产生的疤瘤后，送入定径设备进行定径。定径后的管材经定尺、在飞锯上
32、按定尺裁断后，经辊道输送至平台，再送矫直机进行矫直，经矫直后检验合格的管材经辊道输送到打包架进行打捆。用天车或叉车运送到成品跨内进行最终包装，打包完毕后的成品卷按照要求存放在成品跨内，等待交货，并根据用户要求进行取样检验。4.3.4工艺流程简图带钢上料叉车开卷直头剪切对焊储料校平粗成型精成型高频焊接去毛刺水冷定径校直平头输送标记涂油打包入库4.3.5原料的存放高频焊管生产中，原料、材料、备品备件、工具的存放占有重要位置。存放过程包括一系列装卸、检验、称量、计算、堆垛等工序。带钢采用卧放，堆成13列，固定在金属支架上。4.3.6 带钢准备本工程采用小方坯连铸机生产的小方坯，经热轧生产的带钢（窄带
33、）为生产原料，带钢准备采用简易设备并由人工辅助开头、喂料。在此阶段采用拼卷工艺，拼卷用人工对焊，将钢带卷拼成连续的钢带，送入储料仓。开卷是将钢卷的端头打开，扳直并将其送入随后的设备之中。开卷后的带钢都需进行矫直以消除卷取曲率和头尾翘曲。本工程根据工艺要求只矫直带钢头尾。为了进行两卷带钢之间的对焊以及去除带钢头尾的夹层缺陷，带钢需要切头切尼。通过无损探伤发现带钢中部存在缺陷，也应在对焊前予以切除。经过切头切尼的带钢在对焊机上进行对焊，以保证成型机组的连续生产。对焊时，成型机组由储料仓供料。带钢在储料仓中的储存量根据管子的焊接速度和带钢从开卷到向活套送料等所需的作业时间计算设计。带钢准备阶段，从开
34、卷到储料仓的机械设备联动时，即向活套装置送料时，各设备必须速度同步。活套后的传动设备，如拉料辊，圆盘剪等，其速度应与成型机同步。为了减少带钢在储料仓的储存量，应当尽量缩短储料仓前各工序的作业时间，因此，应尽力提高上述各工序的速度。送料辊的最高速度一股为最高焊接速度的22.5倍，最低速度应满足生产操作的要求。4.3.7成型、焊接、定径和定尺切断成型、焊接、定径和定尺切断是高频直缝焊管生产的主要工序。经过准备的带钢进入连续式成型机，连续地成型为具有焊接所要求的几何形状的管坯。管坯的成型质量对焊缝质量有着决定性的影响。因此，高频焊管质量的提高，在很大程度上依赖于成型机的不断改进。此外，成型工序对整个
35、焊管机组的产量和寿命也有决定性的影响。保证良好的成型质量，不仅需要有合理的成型辊孔型设计，而且需要有适当数量的成型机架，各成型机架间保持合适的间距，以及良好的辊型调节等。此外，其他工作条件，如空转立辊及导向装置、成型机架刚度、传动与润滑等等，都对成型过程产生影响。这里最重要的是，要使成型条件能够保证带钢的纵横断面变形均匀，带钢边缘不产生过大的拉应力，以免形成波浪。带钢在进入成型机成型辊之前，先通过一对刻有矩形槽的立辊，以便使带钢正确地沿着轧制线进入成型机，矩形槽也可以去除带钢两边的小毛刺。为了有利于成型，各成型机架之间应保持一定张力。该张力一般是通过各水平机架下成型辊底径的递增量予以保证。成型
36、好的管坯，用高频加热装置加热带钢的两条边缘，使其达到焊接温度，然后用挤压辊进行压力焊接。管坯加热之前，其带钢边缘需经导向辊导向。导向辊要给定焊接工艺所要求的管坯开缝会合角，并保证开缝不发生任何偏斜。导向辊机座装在成型机的出口，并可在纵向和圆周方向进行调节。钢管成型过程示意图1组成型水平辊；2立辊；3精成型水平辊焊接过程示意图1高频感应器；2导向辊；3挤压辊，4铁磁体挤压辊应对管坯边缘施加足够的焊接压力。焊接压力是影响焊缝质量的重要因素之一，压力过小，则焊缝得不到充分的焊合；压力过大，则焊缝内外毛刺过大。现代的挤压辊都装有焊接压力的检测和指示装置，以控制焊接压力的大小，并在生产过程中进行自动调节
37、。压力焊接时，被挤到钢管内外表面的熔化或塑性状态的金属所形成的内外毛刺应当用毛刺清除装置加以清除。内外毛刺的大小与焊接电流的频率，焊接规范和焊接压力有关。频率愈高、开缝边缘加热宽度愈小，则毛刺愈小；焊接温度愈高、挤压力愈大，则毛刺愈大。清除毛刺后的钢管需要进行水冷。一般在水冷以前应当经过一段空冷，冷却到450左右，再经水冷到150左右，而后进入定径机。水冷装置应当可以调节水的流量和喷头数量。水冷制度应当保证钢管经定径和矫直后，不再由于空冷而产生弯曲变形。水冷后的钢管进入定径机定径。由挤压辊出来的钢管，断面均有一定的立椭圆度，外径比成品管略大。为了得到精确的钢管外径和断面形状，钢管必须进行冷定径
38、。此外，准确地调整定径辊和矫正头，还可起到初步矫直钢管的作用。定径机对钢管有一定的压缩量，因而钢管有很小的延伸，使得钢管通过定径机的速度略大于焊接速度。定径机的后部一般装有一台或几台辊式矫正头。矫正头的作用如前所述，它与定径辊配合可以对钢管进行初矫直。此外，矫正头还可使钢管的断面形状更为精确，给定断面的最后几何公差。对随后的飞锯来说，矫正头还有导向的作用。从矫正头出来的钢管需要在运动中切成定尺或倍尺长度，以便管子进入随后的精整工序。切断的定尺长度必须满足相应的公差要求。4.3.8精整和检验根据生产方法和用途，钢管要经过一系列精整和检验工序。按生产占地面积、设备重量和所需职工人数，精整、检验和成
39、品收集部分常常显著超过其他部分。高频直缝焊管的精整主要包括切断、管端加工、矫直和打捆等。（1）钢管切断和管端加工切断和管端加工包括改尺切断、切头、缺陷部分切除，切试样和端面去毛刺（平头）、倒棱等。本工序采用带有磨料和金属盘的圆盘刀刀切。（2）矫直钢管矫直的目的是为了消除纵向的不直度和横断面的椭圆度，异形管矫直还要消除管体在纵向的扭曲。矫直可在一次或多次弯曲中，通过钢管产生拉伸和扭转变形来实现。一次矫直过程可以消除一种或多种缺陷。（3）钢管质量检验质量检验包括各种机械性能、几何尺寸精度、焊缝质量等。一般检验项目有：检查钢管气密性、焊缝强度和连接螺纹气密性的水压或气压试验；检查焊缝缺陷的无损探伤；
40、检查各种机械性能的压扁、扩口、弯曲和硬度试验；焊缝金相组织的化学分析；几何尺寸精度的目检和测量，以及钢管称重等。（4）成品收集和包装根据钢管的运输条件和存放要求，采用各种形式的收集和包装方法。本工程钢管打包成六方捆。4.3.9成品的存放及车间内部运输（1）成品的存放高频焊管生产中，备品备件、工具以及半成品和成品的存放占有重要位置。存放过程包括一系列装卸、检验、称量、计算、堆垛等工序。成品管材堆放在成品跨内，采用起重设备装卸。支架和堆垛之间的通道宽度不小于1.2m。主要通道的宽度，不小于1.8m。储存量由下式确定： 吨式中 Q车间产量，吨/年；n储存量定额。按工作日计算；T年工作日；储存规定数量
41、所必须的仓库面积由下式计算：式中 Fc仓库面积，m2；Qc规定储存量，吨；C包括通道在内，每平方米面积上平均的允许负荷，吨/ m2；Kc仓库面积利用系数。系数Kc一般取0.50.7,车间跨度大时取大值。单位面积的允许负荷C，1.5吨/ m2。一般情况下，也可根据日生产量及存放天数考虑仓库面积。成品库存放天数按7天考虑。（2）车间的内部运输原料、半成品、成品、辅助材料、废料、工具和设备，在车间内部的运输采用吊车、平车、电动小车、铲车等运输方式。车间各跨内部的运输采用桥式吊车。5、车间构成5.1设计原则管材生产车间各种设备和设施的布置对其费用、技术经济指标和操作人员的工作条件有重要影响。对车间平面
42、布置的基本要求是：1）在保证现行有关规定、安全生产和工业卫生的情况下，所有工艺设备和其他设施的占地面积应当最小；2）在完成生产工序的前提下，工艺设备的数量应当最少。因此，需要选择最佳的生产工艺流程，正确地安排生产线内和线外的加工工序；3）车间内部的金属货流合理，避免回运和交叉运输，或者将其减少到最低限度；4）具有扩大和革新生产的可能性；5）具有通风和向主要部位提供能源的必要条件；6）工艺设备、其他设施及其管路系统的维修方便、安全；7）有害物质要限制在产生它的地方，防止其扩散和污染周围环境，或者污染程度不超过标准规定；8）厂房要保持现行建筑标准，采用统一构件，保证工业化施工。上述各种因素互有影响
43、，其中每一种因素都要从技术、动力、运输和其他各方面加以综合考虑。因此，车间的平面布置和各种设施的配置需要由工艺、机械、动力、工业卫生、建筑、经济分析等各方面的专家进行综合研究。5.2车间构成根据XX钢铁公司实际情况，年产50万吨管材生产线由4个管材生产车间组成，分别为一车间、二车间、三车间和四车间；4个车间共布置10条管材生产线，其中一车间、二车间、三车间分别布置2条生产线，各车间年生产能力为10万吨；四车间布置4条生产线，年生产能力为20万吨。4个车间总生产能力为50万吨。车间组成及生产能力如表5-1表5-1 年产50万吨管材车间组成及生产能力序号车间名称生产线数量（条）生产能力（万吨/年）备注1一车间2102二车间2103三车间2104四车间420505.3车间布置一车间、二车间、三车间布置在厂区中部，其中一车间布置在轧钢厂南侧，二车间、三车间布置在轧钢厂西侧，二车间位于三车间北侧，3个车间横轴线与轧钢厂横轴线平行，车间长向为东西向布置。四车间布置在厂区南部，车间长向为东西向布置。一车间布置2条生产线，2条生产线位于同一条轴线上，原料带
