專利名稱：一種端部加厚鋼管的矯直方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金工業(yè)中金屬管材的加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著世界工業(yè)的發(fā)展，特別是采油工業(yè)的發(fā)展，油井管制造行業(yè)也得到 了迅猛的發(fā)展。但隨著油井開(kāi)采難度的不斷加大，地質(zhì)條件的不斷惡劣。由 于高鋼級(jí)加厚油管具有優(yōu)良的密封性、可靠的連接性、簡(jiǎn)易的操作性等優(yōu)點(diǎn)， 因此高鋼級(jí)加厚油管的市場(chǎng)迅速發(fā)展?fàn)畲笃饋?lái)。所謂加厚油管即在鋼管生產(chǎn) 加工過(guò)程中需要將鋼管兩端加厚，形成兩頭粗、中間細(xì)的啞鈴狀，這樣使得 加厚油管在通常矯直機(jī)上進(jìn)行矯直時(shí)會(huì)存在不可避免的兩端矯直盲區(qū)。因
此，為了保證加厚油管全長(zhǎng)直線度滿足API 5CT規(guī)定要求，鋼管在通常矯 直后還必須進(jìn)行管端盲區(qū)的局部矯直。但加厚油管端部的矯直一直是個(gè)難以 解決問(wèn)題。
現(xiàn)有技術(shù)的鋼管矯直機(jī)一般采用斜輥矯直機(jī)，由于矯直輥傾斜布置，故 鋼管在矯直過(guò)程中始終作螺旋線運(yùn)動(dòng)，鋼管在矯直輥間進(jìn)行多次反復(fù)彎曲， 來(lái)完成鋼管的矯直。但對(duì)于加厚油管端部的矯直，斜輥矯直機(jī)也無(wú)能為力。 國(guó)外也有研究機(jī)構(gòu)，利用光電傳感器技術(shù)，在鋼管的矯直過(guò)程中，隨著管徑 的變化，利用傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)矯直機(jī)上下輥的距離的調(diào)整，端部通過(guò)時(shí)，將上 下輥距離加大，讓頭部通過(guò)，通過(guò)后再壓下矯直輥。但這種情況實(shí)際上末能 達(dá)到精整鋼管端部的目的，只能矯直管體部分。因此加厚油管的端部矯直問(wèn) 題， 一直是個(gè)技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供針對(duì)兩端外徑與管體外徑不等的鋼管的矯直方法。本發(fā)明將鋼管自由支撐在托輥上，在彎曲段的兩端分別設(shè)置兩個(gè)支撐 點(diǎn)，在彎曲段的最大彎曲面的外側(cè)向鋼管中軸施加壓力。 所述兩個(gè)支撐點(diǎn)之間的間距可調(diào)。
將需要精整矯直的鋼管通過(guò)上料機(jī)構(gòu)進(jìn)入到托輥上，通過(guò)旋轉(zhuǎn)找到鋼管 彎曲部位，通過(guò)電控使托輥轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鋼管在托輥上前后移動(dòng)。根據(jù)彎曲的長(zhǎng) 度，任意調(diào)整兩個(gè)支撐點(diǎn)之間的距離，固定后，再使彎曲段的最大彎曲面的 外側(cè)與外力相對(duì)，通過(guò)施加壓力達(dá)到矯直鋼管的目的。在整個(gè)壓力矯直過(guò)程 中，加厚油管兩端處于自由狀態(tài)，沒(méi)有任何軸向的約束，因此油管會(huì)發(fā)生明 顯的軸向拉伸現(xiàn)象。滿足了下道工序車絲扣的要求，克服了過(guò)去人工壓力矯 直機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，質(zhì)量差，偏差大的缺點(diǎn)，本發(fā)明具有投資少、操 作簡(jiǎn)單、效率高、矯直精度高等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
將鋼管自由支撐在托輥上，在彎曲段的兩端分別設(shè)置間距可調(diào)的兩個(gè)支 撐點(diǎn)，在彎曲段的最大彎曲面的外側(cè)向施加徑向壓力。 其矯直原理及力學(xué)依據(jù)
將鋼管的彎曲部份放在兩個(gè)固定的支點(diǎn)上，當(dāng)向鋼管施加徑向外力時(shí)， 鋼管彎曲部分就產(chǎn)生適量的彈塑性變形而得到矯直。
矯直時(shí)頂頭對(duì)彎曲鋼管施加的矯直力應(yīng)符合力學(xué)公式(O: P/2XL/2> o SXS
P〉4o SXS/L (N) (1) 式中Os-被矯鋼管的屈服強(qiáng)度 (Pa) S—被矯鋼管的塑性斷面系數(shù)(m3) L一同側(cè)兩固定支點(diǎn)之間的距離 (m) 鋼管矯直的力學(xué)參數(shù)的計(jì)算
被矯直鋼管在液壓缸的頂頭和兩支點(diǎn)間施加的矯直力作用下，使被矯鋼管成為一受力簡(jiǎn)支梁，由于受迫彎曲產(chǎn)生的最大正應(yīng)力位于最大彎矩所在截 面上距中性軸最遠(yuǎn)的地方。
要使鋼管發(fā)生塑性變形而被矯直，且鋼管不被折斷，由彎距M在整個(gè) 截面上形成的正應(yīng)力P，必須全部或大部份處于材料的塑性變形范圍，達(dá)到 塑性變形條件。 即
osXS<M<obXS (1) 或
4osXS圓/L <P<4obXSB/L (2) 4osXS方/L〈P〈4osXS方/L (3) 式中-
S—鋼管的塑性斷面系數(shù)
對(duì)于圓管S H=4/3(R3-r3) (D0和d。分別為鋼管的內(nèi)外半徑) 對(duì)于方管S fl/4(A3-a3) (A和a分別為方管的外內(nèi)邊長(zhǎng))
L—同側(cè)兩受力點(diǎn)間的距離
在矯直設(shè)備的設(shè)計(jì)或?qū)υO(shè)備能力參數(shù)的計(jì)算中應(yīng)按鋼管斷面上的正應(yīng)
力全部達(dá)到塑性變形的角度考慮，結(jié)合以上公式(2)和(3)，矯直機(jī)矯直
力P應(yīng)為
對(duì)于圓管
16o s(R3-r3)/3L< P<16 o b(R3-r3)/3L
對(duì)于方管 o s (A3-a3)/L<P< o b (A3-a3)/L
權(quán)利要求
1、一種端部加厚鋼管的矯直方法，其特征在于將鋼管自由支撐在托輥上，在彎曲段的兩端分別設(shè)置兩個(gè)支撐點(diǎn)，在彎曲段的最大彎曲面的外側(cè)向鋼管施加徑向壓力。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述端部加厚鋼管的矯直方法，其特征在于所述兩 個(gè)支撐點(diǎn)之間的間距可調(diào)。
全文摘要
一種端部加厚鋼管的矯直方法，涉及冶金工業(yè)中金屬管材的加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將鋼管自由支撐在托輥上，在彎曲段的兩端分別設(shè)置兩個(gè)支撐點(diǎn)，在彎曲段的最大彎曲面的外側(cè)向鋼管中軸施加壓力。本發(fā)明在整個(gè)壓力矯直過(guò)程中，加厚油管兩端處于自由狀態(tài)，沒(méi)有任何軸向的約束，因此油管會(huì)發(fā)生明顯的軸向拉伸現(xiàn)象。滿足了下道工序車絲扣的要求，克服了過(guò)去人工壓力矯直機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，質(zhì)量差，偏差大的缺點(diǎn)，本發(fā)明具有投資少、操作簡(jiǎn)單、效率高、矯直精度高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21D3/00GK101507990SQ20091002996
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者錚 張, 朱茂榮, 俊 蘇, 忠 陳 申請(qǐng)人:江蘇誠(chéng)德鋼管股份有限公司