钢管先进制造技术 温朝福 钢管生产指南 钢管制造工艺过程 螺旋缝埋弧焊焊接工艺 钢管制造领域技术人员参考 机械类专业参考

随着石油、天然气等化学能源用量的增加，钢管，尤其是高性能、高钢级钢管的使用量越来越大，对于钢管的焊接工艺和焊接质量的要求也在不断提高。本书结合作者三十余年现场工作经验，通过大量一线的工艺过程和实际问题的解决方案，介绍了钢管生产的工艺过程和注意事项，适宜相关技术人员参考。

《钢管先进制造技术》着重介绍了钢管制造工艺过程，涵盖无缝钢管的轧制、有缝钢管的直缝焊接和螺旋缝埋弧焊焊接工艺、各类钢管的缺陷分析和质量控制、钢管制造企业的“三废”防治以及钢管产品的仓储与保养等内容;结合多个经典工艺实例，介绍了常用工艺参数的选取和相关设备的选择，并对比了不同工艺参数的产品性能以及适用性;对国内钢管制造的新技术、新工艺做了介绍;同时，对于国内外钢管制造的进展做了简要介绍。
本书适宜从事钢管制造领域的技术人员和相关企业的管理人士参考，也可供机械类大专院校的相关专业师生参考。

温朝福，男，1971年2月生，河北省沧州市人；大学学历，高级工程师，河北省优秀民营企业家；长期从事钢铁金属制品技术研究及企业管理工作，在焊管制造及防腐技术方面具有突出贡献，所领导的衡水京华制管有限公司被河北省政府授予质量奖组织奖，温朝福被河北省政府授予质量奖个人奖，衡水京华制管有限公司在2015年被评为国家高新技术企业；现担任河北省金属学会钢管学术委员会主任委员，中国质量检验协会理事，中国钢结构协会冷弯型钢分会常务理事。在国内焊管制造和钢管热镀锌领域先后获得国家专利38项，其中：镀锌钢管双向交替分流传送装置和高频焊管生产在线监控系统获得河北省科学技术进步成果奖。
现任衡水京华制管有限公司法人代表、总经理，兼任江苏京华智能科技有限公司、郑州京华制管有限公司和日照京华制管有限公司三家公司总经理。
联系方式：E-mail：jljhwz@163.com

第一章 绪论1
第一节 钢管制造发展历史 1
第二节 钢管制造行业现状 4

第二章 钢管生产8
第一节 钢管的特性和类别 8
第二节 钢管制造的原料 11
第三节 钢管制造原料存放 17
第四节 钢管分类生产方法 20
第五节 钢管生产的技术要求 23
第六节 钢管相关技术指标说明 29
第七节 钢管产品主要标准要求 34

第三章 带钢的纵剪41
第一节 纵剪线设备组成 41
第二节 工艺操作流程 42
第三节 圆盘纵剪机快速配刀工艺 46
第四节 直缝焊钢管用带钢纵剪宽度的计算方法 49
第五节 薄钢带精密纵剪工艺 52
第六节 精密分条圆盘剪配刀工艺 58
第七节 圆盘剪纵剪带钢对质量的影响分析 63
第八节 完善设备提高纵剪质量工艺 66
第九节 带钢废边卷取与自卸装置 68
第十节 带钢纵剪出现缺陷的分析 70
第十一节 纵剪线常见问题及解决方法 72
第十二节 带钢纵剪线操作规程 74
第十三节 纵剪安全工作规章制度 75

第四章 焊管制造基础78
第一节 焊管的生产方法 78
第二节 焊管成型的基本原理 82
第三节 焊管机组成型过程的调整 83
第四节 焊管的焊接方法 89
第五节 工艺参数对焊接质量的影响 92
第六节 影响开口角的因素及调整原则 95

第五章 高频焊管生产工艺99
第一节 焊管原料的准备 99
第二节 焊管成型前钢带的矫直 101
第三节 焊管的成型工艺 104
第四节 薄壁管成型工艺 107
第五节 厚壁管成型工艺 110
第六节 高频焊接设备 113
第七节 焊管的高频焊接 117
第八节 高频直缝感应焊管成型及焊接质量分析 123
第九节 大直径焊管纵缝焊接自动跟踪工艺 129
第十节 焊管CO2 气体保护焊单面焊双面成型焊接工艺 131
第十一节 JCOE 直缝埋弧焊管生产线的研制 135
第十二节 直缝埋弧焊管生产线预弯工艺 139
第十三节 HFW508 直缝焊管机组的应用技术 142
第十四节 宝钢UOE 机组的装备水平与工艺 技术 146
第十五节 UOE 钢管扩径工艺的改进 152
第十六节 X100 管线钢管的技术要求及研发 154
第十七节 高频焊管常见的焊接缺陷及预防措施 159
第十八节 新型高频直缝焊管内毛刺清除装置 163

第六章 焊管成型过程中的问题172
第一节 焊管成型过程常见的问题 172
第二节 HFW 焊管生产常见问题的预防 177
第三节 焊管在成坯过程中对鼓包的预防 179
第四节 焊管用焊接机所造成的故障 182
第五节 ERW 焊管常见错边故障的控制 190
第六节 焊管表面划伤的消除方法 192

第七章 焊管的定径工艺195
第一节 焊管定径的基本功能与特点 195
第二节 定径机的结构 197
第三节 焊管定径机常见的故障 203
第四节 定径段焊管质量缺陷纠正措施 207
第五节 新型焊管定径机 209
第六节 一种焊管整圆工艺 211
第七节 高精度焊管定径孔型设计方法 214
第八节 定径机安全技术操作规程 216

第八章 钢管的热处理工艺218
第一节 钢管的感应加热处理工艺 218
第二节 35CrMo 钢管中频感应加热调质工艺 225
第三节 X70 钢级HFW 钢管感应热处理工艺 228
第四节 感应加热技术在油井管中的应用 233
第五节 小口径钢管感应加热调质工艺 238
第六节 高频冷轧钢管连续退火处理工艺 244
第七节 焊缝在线热处理工艺与空冷长度参数 247
第八节 焊管生产管体温度不均引起弯管的预防措施 248

第九章 焊管的在线探伤251
第一节 钢管探伤的意义及方法 251
第二节 焊管在线涡流探伤工艺 259
第三节 涡流探伤在高频焊管上的应用 261
第四节 焊管质量缺陷涡流检测的方法 264
第五节 钢管涡流探伤装置性能评定方法 267
第六节 焊管涡流探伤要求与操作方法 270
第七节 钢管涡流超声波联合探伤技术 272
第八节 涡流探头的选用及探伤参数的选择 278
第九节 钢管超声波探伤的方法 288
第十节 漏磁探伤在无缝钢管生产上的应用 290
第十一节 漏磁探伤设备的调整和故障处理 295

第十章 钢管的锯切299
第一节 钢管的锯切程序 299
第二节 冷锯机在焊管生产上的应用 307
第三节 锯片失效的形式和维护 311
第四节 锯切机的安装与使用 315
第五节 钢管生产线优化锯切计算方法 316
第六节 钢管锯切机润滑系统的改进 320
第七节 焊管生产锯切无毛刺锯切工艺 322
第八节 焊管定尺飞锯直流驱动控制技术 325
第九节 高频焊管飞锯智能控制技术 327
第十节 锯切机实际操作步骤说明 329

第十一章 钢管的矫直330
第一节 钢管矫直的方法与原理 330
第二节 钢管常用矫直工艺 334
第三节 矫直机调整工艺 335
第四节 一种钢管矫直操作工艺 338
第五节 斜辊矫直机矫直辊身中心调整技术 339
第六节 中频正火焊管的在线矫直 343
第七节 矫直对焊管尺寸精度的影响 345
第八节 大型直缝焊管多次三点弯曲压力矫直控制工艺 346

第十二章 钢管铣平头和倒棱354
第一节 钢管平头、倒棱机的发展现状 354
第二节 新型钢管铣平头倒棱机的性能 358
第三节 钢管平头倒棱加工工艺 366
第四节 平头倒棱机组液压润滑工艺 374
第五节 平头倒棱机电控制工艺 376
第六节 新型大直径厚壁钢管铣头倒棱工艺 381
第七节 焊接钢管铣平头方式的改进 385
第八节 钢管平头倒棱后质量的控制 386
第九节 平头倒棱机岗位作业指导书 391

第十三章 钢管静水压检验393
第一节 钢管水压试验机设备组成 393
第二节 钢管静水压试验机功能 396
第三节 钢管耐压测试的程序与维护 401
第四节 水压机的维护与安全操作 403
第五节 自动化螺旋焊管静水压试验机的应用 406
第六节 计算机在钢管静水压试验中的应用 410
第七节 焊管水压试验增压补进水的计算 413
第八节 水压试验机故障诊断与故障预测方法 417
第九节 静水压试验对钢管质量的影响 422
第十节 UOE 焊管静水压试验端面密封圈爆裂原因分析 434
第十一节 X80 螺旋焊管静水压爆破试验工艺 436
第十二节 钢管水压试验机充水阀密封失效的解决方法 441

第十四章 螺旋缝埋弧焊钢管生产444
第一节 螺旋缝埋弧焊钢管简介 444
第二节 螺旋缝埋弧焊钢管采用的标准 448
第三节 螺旋缝埋弧焊钢管生产用材料 449
第四节 螺旋缝埋弧焊钢管的生产原理 454
第五节 螺旋缝埋弧焊钢管生产方式 460

第十五章 螺旋缝埋弧焊钢管的制造工艺464
第一节 螺旋缝埋弧焊钢管制造工艺流程 464
第二节 螺旋缝埋弧焊钢管成型前的准备工作 465
第三节 螺旋缝埋弧焊钢管生产递送机打滑原因及解决措施 468
第四节 螺旋缝埋弧焊钢管成型综合设计 469
第五节 螺旋缝埋弧焊钢管成型工艺参数的优化 483
第六节 螺旋缝埋弧焊钢管的成型操作 487
第七节 螺旋缝埋弧焊钢管管坯的焊接 496
第八节 螺旋缝埋弧焊预精焊生产工艺 510
第九节 螺旋缝埋弧焊钢管两步法生产工艺 513
第十节 螺旋缝埋弧焊预精焊机控制技术 516
第十一节 螺旋缝埋弧焊钢管预精焊质量控制方法 519
第十二节 螺旋缝埋弧焊钢管的切断工艺 523
第十三节 螺旋缝埋弧焊预精焊机组钢管切断装置的改进 524

第十六章 螺旋缝埋弧焊钢管消磁技术528
第一节 螺旋缝埋弧焊钢管消磁技术概述 528
第二节 直流消磁装置在螺旋焊管生产中的应用 530
第三节 螺旋焊管焊接中整管消磁工艺 533
第四节 克服钢管剩磁对焊接电弧的影响 536

第十七章 螺旋焊管生产质量控制538
第一节 螺旋焊管焊缝外观质量的控制 538
第二节 对螺旋焊管生产中咬边缺陷的控制 543
第三节 焊管圆度质量的控制 545
第四节 螺旋焊管椭圆度的控制 548
第五节 螺旋焊管直径的控制 552
第六节 螺旋焊管弹复量的质量控制 556
第七节 螺旋焊管焊接缺陷的控制措施 559
第八节 螺旋焊管导向弯曲不合格的控制 561
第九节 螺旋焊管焊缝缺陷返修质量控制 565
第十节 直缝埋弧焊管焊缝单侧咬边缺陷的控制 568
第十一节 螺旋焊管焊接偏量测定方法 570
第十二节 螺旋焊管焊接裂纹产生的原因及防控措施 572
第十三节 提高螺旋焊管焊道外观质量的工艺措施 575
第十四节 螺旋焊管的残余应力的测量与计算 579
第十五节 螺旋焊管残余应力的试验与控制 582
第十六节 螺旋焊管夏比冲击试验误差分析 586

第十八章 螺旋焊管生产设备590
第一节 开卷机 590
第二节 矫平机 592
第三节 剪焊机 596
第四节 铣边机 597
第五节 递送机和预弯机 600
第六节 成型器 602
第七节 螺旋焊管的焊接装置 607
第八节 新型螺旋焊管内焊装置 607
第九节 切管装置 610
第十节 带钢储料和水压机试验装置 612
第十一节 螺旋焊管的扩径和倒棱机 614

第十九章 钢管制造新技术、新工艺618
第一节 一种新型带钢纵剪机组圆盘剪 618
第二节 二辊带钢液压自动输送机 619
第三节 带钢纵剪自动化控制技术 621
第四节 厚壁直缝钢管五丝埋弧焊工艺 624
第五节 一种HFW 焊管定径工艺及装置 628
第六节 一种钢管的定径冷却装置 631
第七节 精密焊管的制造工艺流程 633
第八节 钢塑复合管生产工艺 638
第九节 焊管的焊接电流控制装置及其方法 642
第十节 螺旋焊管的定径方法 645
第十一节 双工位新型钢管平头倒棱机 647
第十二节 外仿形钢管平头倒棱新装置 649
第十三节 新型螺旋焊管全自动切断装置 652
第十四节 新型钢管端部全自动铣削装置 654
第十五节 消除薄壁焊管焊缝残余应力的方法 656
第十六节 新型螺旋焊机组钢带自动对中装置 658
第十七节 新型螺旋焊管预焊焊接设备与工艺 660
第十八节 色玛图尔固态高频电源在钢管生产中的应用 663
第十九节 一种钢管自动码垛机 667

第二十章 钢管生产的环保治理新技术678
第一节 钢管生产中噪声产生原因及防治技术 678
第二节 焊管生产用钢带上料拆卷除尘降噪系统 680
第三节 钢管移运撞击噪声的控制技术 682
第四节 焊管生产中废水的控制与处理 687
第五节 焊管成型中乳化液废水处理工艺 689
第六节 焊管端头防腐层处理装置 694
第七节 螺旋焊管等离子切割烟尘净化设计 695
第八节 螺旋焊管等离子切割自动除尘净化装置 697
第九节 防止钢管端头铣削机夹持体下落安全装置 700

第二十一章 钢管生产现场管理703
第一节 钢管生产质量管理体系介绍 703
第二节 HSE 管理体系 704
第三节 TPM 及6S 现场管理 708
第四节 螺旋焊管生产线各岗位操作规程 710

附录722
附录一 输油管道及配套工程螺旋焊管用卷板 722
附录二 GB/T 14164—2013 标准牌号与相关标准牌号对照表 724
附录三 石油用钢管的钢带和钢板的力学和工艺性能（摘录） 725
附录四 直缝焊管车间主要设备清单 727
附录五 直缝钢管主要原辅助材料及能源消耗用量表 729
附录六 焊管用焊条、焊丝主要化学成分表 729
附录七 部分国外无缝钢管成品化学成分分析抽样方法 730

参考文献732

钢管的使用至今已有200 多年的历史，人们先后发明了无缝钢管、直缝焊管及螺旋焊管等多种钢管生产工艺和方法，同时开发了用于钢管制造的各种生产及配套设备。随着时代的发展和工业生产总量的增长，特别是改革开放以来，我国钢管的产量有了突飞猛进的发展。通过引进和消化吸收国外先进装备与技术，钢管品种不断发展丰富，钢管质量也有了质的突破和提高。进入20 世纪后，钢管产业经过飞速发展，钢管产量连续数年位居世界首位，我国已成为全球最大的钢管生产国和消费国。钢管行业的繁荣与发展凝结着钢管行业广大职工的智慧和心血，包含着千千万万产业工人的汗水与辛劳。实践证明，人才是兴国之本、富民之基和发展之源。钢管行业中的高技能人才是推动技术创新，实现科技成果转化的主体和重要力量。
为促进钢管行业职工的技能培训和业务学习，作者在专业理论基础上结合长期在钢管生产中的实践和所积累的丰富经验，详细介绍了钢管特别是焊管的制造工艺、生产装备和质量控制等技术。同时对近年来钢管制造新的发展趋势、先进的技术和新的工艺做了较为详尽的介绍，并参考了大量的文献，去粗取精地编写出《钢管先进制造技术》一书。此书对钢管成型、焊接及预防与解决后续工艺中易出现的一些缺陷，具有指导作用，对提高钢管的产品质量和装备水平具有一定的积极作用。相信此书对钢管行业培养出一批具有“工匠精神”的新型员工，培养出一批推动技术创新、实现科技成果转化的带头人，培养出一批提高生产效率、提升产品质量的带头人，促进钢管制造技术不断创新、不断发展，具有一定的积极意义。

中国钢研科技集团有限公司新冶集团总经理
先进金属材料涂镀国家工程实验室主任
钢铁研究总院表面技术与腐蚀工程研究室主任
中国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会副主任委员
博士、博士生导师、教授级高工
张启富