螺旋焊管扩径机楔块的改造

【摘 要 】本文简要介绍了螺旋焊管扩径工艺的工作原理,针对扩径楔块螺栓断裂进行分析,找出了其失效的原因,并进行技术改造,彻底地解决了所存在的问题,提高了设备的安全性和可靠性,确保生产工作正常运行.

【关 键 词 】螺旋焊管；扩径；设备改造；螺栓校核

一、前言

在螺旋焊管的生产过程中,管端扩径是生产中必不可少的一道工艺程序.通过现场调研,发现扩径工艺中楔块装置的螺栓经常断裂,这不仅耽误了正常生产,降低了扩径设备的有效工作效率,而且还增加了生产成本.为了更好地适应西气东输二线钢管生产的需要,扩径楔块的技术改造工作已经势在必行.

二、管端扩径的工作原理

如图1所示,图1中标记序号部分分别为：1.钢管；2.扩径头；3.楔块；4.模具；5.连接机构；6.液压油缸.液压油缸6提供原动力,通过连接机构5带动扩径头2做往复收拉运动.楔块3与扩径头2直接接触,控制模具4的收缩,使钢管管端达到扩径工艺所需要的理想尺寸.

三、螺栓失效影响及原因分析

通过现场调研,管端在扩径过程中,楔块处连接铜板的螺栓经常发生断裂,这种现象给生产造成很多的不便,主要表现在以下几个方面：

1.钢管正在进行管端扩径,螺栓突然断裂,扩径尺寸达不到标准尺寸,管端出现畸形形变,工艺上要求切掉管端,造成生产浪费,提高了生产成本.

2.机器设备出现故障,影响整个生产工艺的运行速度.

3.降低了扩径机的有效利用率.

4.螺栓断裂螺纹中,更换相对不易,增加了维修人员的工作量.

鉴于以上诸多对生产不利因素,我们急需要对管端扩径机螺栓断裂问题进行分析,对设备进行技术改造.通过对断裂螺栓的分析得出其失效的主要原因：螺栓强度不足,断裂主要是受剪切力的作用.

四、螺栓强度校核

1.螺栓所能承受的最大剪力

扩径楔头铜板现状：楔头铜板与斜块之间用螺栓连接,螺栓为M10,数量为10个,性能等级为8.8级,具体如图2所示.

计算每个螺栓所能承受的最大剪力：

2.螺栓强度校核方法

（1）从满足生产要求方面进行校核

以西气东输二线钢管为例,对Φ1219× 18.4mm钢管进行扩径处理.扩径后钢管,管端发生塑性变形,即钢管内管端接触处任意一点主应力不小于钢管的屈服极限.

管端扩径设备每端有12个楔块,既有12块铜板,每个铜板上有10个螺栓,设每个螺栓平均受剪切力为Q2.

则：Q2 螺栓不满足强度要求,故发生截面断裂现象.

五、楔块的技术改造

鉴于校核中出现的问题,我们需要对楔块进行技术改造.在保证安全、经济的前提下,力争对设备改动最小,效果最佳.具体技术改造如图5所示.

在铜板中心处增加一道凸槽,槽宽40mm,深6mm,去掉中间两个螺栓,在楔块的对应位置开凹槽,配合铜板,提高抗剪切能力.

计算铜板抗剪力：

六、结语

通过对螺旋焊管扩径机楔块装置的技术改造,成功地解决了螺栓断裂的问题.不仅保证了焊管扩径工序的顺利进行,而且还提高了设备的安全性和可靠性,满足制管企业的需求,保证了企业的可持续发展.