一種矯正鋼管焊縫外凸變形的垂直頂升式壓力機(jī)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種矯正小型壓力鋼管縱縫外凸變形的液壓頂升壓力機(jī)裝置。主要用于水電站小型壓力鋼管單節(jié)鋼管縱縫焊接后外凸變形的矯正，也可用于其它供水工程輸水管道或者石油液化氣管道的縱縫焊接變形的矯正。屬于金屬結(jié)構(gòu)件焊接變形矯正領(lǐng)域新裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]壓力管道作為液態(tài)、氣態(tài)介質(zhì)輸送載體用得越來(lái)越普遍。在裝機(jī)容量不大的電站機(jī)組前的輸水鋼管、城市供水管道、壓力相對(duì)較低的石化氣(油)的輸送管道等，往往用到的鋼板材質(zhì)是Q235或者Q345級(jí)別鋼材，鋼管壁厚在8-30mm以?xún)?nèi)，鋼管直徑以1.5m-4m居多。針對(duì)此類(lèi)鋼管在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的制造情況，批量較大，為減少項(xiàng)目成本，往往在工地現(xiàn)場(chǎng)建鋼管廠的情況較多，鋼管卷制時(shí)卷板機(jī)是必備設(shè)備，但是工地裝設(shè)矯正焊縫變形的大型壓力機(jī)是很少見(jiàn)，因?yàn)閴毫C(jī)設(shè)備成本較高和基礎(chǔ)相對(duì)較大。
[0003]本發(fā)明重點(diǎn)是從實(shí)際出發(fā)，此類(lèi)鋼管一般只有一條縱縫，而且焊接時(shí)從成本上考慮往往是開(kāi)具單面坡口，采用埋弧自動(dòng)焊方法，考慮焊接位置的方便性，往往開(kāi)具內(nèi)坡口，如果焊接過(guò)程中焊接線(xiàn)能量和焊接層次沒(méi)有控制好，會(huì)造成縱縫的焊接變形，如果縱縫是內(nèi)凹變形可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的卷板機(jī)來(lái)進(jìn)行強(qiáng)制矯正，但外凸的焊縫在現(xiàn)場(chǎng)就沒(méi)有很好的解決方法的，如果采用熱矯形，不僅成本高效率低，而且對(duì)操作人員的技術(shù)熟練度要求高。本發(fā)明重點(diǎn)要解決是中小型管徑縱縫外凸變形的矯正方法，通過(guò)一種垂直頂升式壓力機(jī)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。解決了鋼管現(xiàn)場(chǎng)制造縱縫焊接外凸變形的矯正難題。不僅成本低、效率高、易于在工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種矯正鋼管焊縫外凸變形的垂直頂升式壓力機(jī)裝置及方法，主要是為了提高中小型鋼管制造質(zhì)量，消除焊接殘余應(yīng)力，保證鋼管橢圓度符合規(guī)范要求，以減少鋼管組裝對(duì)接時(shí)管口的錯(cuò)邊現(xiàn)象，以達(dá)到減少氣體或者液體介質(zhì)在鋼管運(yùn)行中能量的損失。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)特征，本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種矯正鋼管焊縫外凸變形的垂直頂升式壓力機(jī)裝置，它包括左側(cè)豎向支撐架，左側(cè)豎向支撐架的底端固定安裝在底部支撐架上;所述左側(cè)豎向支撐架的頂部水平安裝有頂部支撐架，所述頂部支撐架的下端面安裝有上凸模，上凸模與下凸模配合構(gòu)成校正頂升機(jī)構(gòu)，所述下凸模安裝在支撐板的上端面，所述支撐板支撐固定安裝在兩個(gè)頂升液壓缸的活塞桿頂部，所述頂升液壓缸安裝在底部支撐架上。
[0006]所述頂部支撐架和底部支撐架的右端分別加工有上銷(xiāo)軸孔和下銷(xiāo)軸孔，所述上銷(xiāo)軸孔和下銷(xiāo)軸孔之間通過(guò)銷(xiāo)軸可拆卸的安裝有連接桿，連接桿將頂部支撐架和底部支撐架的右端固定相連。
[0007]所述底部支撐架的上頂面兩端固定安裝有支撐板。
[0008]所述頂升液壓缸通過(guò)液壓油管與液壓栗站相連。
[0009]所述左側(cè)豎向支撐架的側(cè)壁右側(cè)壁上安裝有紅外掃描裝置。
[0010]所述上凸模包括左凸模和右凸模，所述左凸模和右凸模與下凸模相配合，對(duì)鋼管的焊縫處進(jìn)行校正。
[0011 ]所述頂部支撐架和底部支撐架都采用矩形鋼箱梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)鋼板焊接而成。
[0012]所述底部支撐架通過(guò)地腳螺栓固定安裝在地基上。
[0013]所述頂部支撐架和底部支撐架的長(zhǎng)度能夠根據(jù)鋼管的長(zhǎng)度選用。
[0014]采用所述壓力機(jī)裝置進(jìn)行焊縫校正的方法，它包括以下步驟:
1)根據(jù)項(xiàng)目情況和現(xiàn)場(chǎng)卷板機(jī)能力可以確定需矯正的鋼管長(zhǎng)度、板厚、材質(zhì)以及鋼管直徑，進(jìn)一步確定支撐架胎膜規(guī)格型號(hào)，并確定頂升液壓缸的噸位，利用所在工程現(xiàn)地有的板材或者型材，焊接所需要的零部件，并校驗(yàn)其強(qiáng)度及剛度，取5倍安全系數(shù)，設(shè)計(jì)出箱型頂部支撐架和底部支撐架，用三根2/3截面圓鋼構(gòu)造作為上凸模和下凸模模具；
2)拆除連接桿的上下兩銷(xiāo)軸，然后拆下連接桿，通過(guò)吊裝將鋼管穿入到頂部支撐架和底部支撐架之間的上凸模和下凸模之間，從而將鋼管支撐在支撐板上，待支撐穩(wěn)定之后，再將連接桿的兩端通過(guò)銷(xiāo)軸固定在頂部支撐架和底部支撐架之間；
3)啟動(dòng)液壓控制系統(tǒng)將頂升液壓缸慢慢頂起頂升下凸模，使鋼管內(nèi)壁接觸到左凸模和右凸模，調(diào)整左右頂升液壓缸使之均勻出力，逐步施加頂升力，通過(guò)下凸模將力作用在鋼管外壁，左凸模和右凸模作為二個(gè)支承點(diǎn)位來(lái)完成對(duì)鋼管外凸變形的矯正工作，在頂升過(guò)程中，根據(jù)鋼管的壁厚、直徑、材質(zhì)和焊接后實(shí)際變形量，對(duì)鋼管預(yù)設(shè)一個(gè)具體變形值，常值范圍是2?5mm;
4)逐步加壓，使鋼管內(nèi)壁位置達(dá)到預(yù)壓掃描線(xiàn)位置后，停止升壓，該力保壓2min左右，再慢慢泄壓，鋼管會(huì)有一個(gè)2?5mm反彈量，這樣鋼管內(nèi)壁剛好可以達(dá)到理論位置線(xiàn)，經(jīng)過(guò)2至3次的壓制，整條焊縫的外凸矯正就可以完成；
5)校正完成之后，拆除連接桿的上下兩銷(xiāo)軸，然后拆下連接桿，通過(guò)吊裝將鋼管取出。
[0015]本發(fā)明有如下有益效果:
1、通過(guò)采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)的頂部支撐架和底部支撐架提高了整個(gè)裝置的抗彎、抗扭能力，提高了整個(gè)裝置的強(qiáng)度。
[0016]2、通過(guò)整個(gè)裝置都采用工程中廢棄的鋼材焊接而成，節(jié)省了材料，進(jìn)而節(jié)約了成本。
[0017]3、通過(guò)將連接桿用銷(xiāo)軸連接在頂部支撐架和底部支撐架之間，增加了連接強(qiáng)度，保證了整個(gè)頂升過(guò)程中頂部支撐架不被頂起，同時(shí)采用銷(xiāo)軸的可拆卸連接方式，方便對(duì)其進(jìn)行拆除，方便了鋼管的安裝。
[0018]4、通過(guò)在底部支撐架上焊接支撐板能夠?qū)︿摴苓M(jìn)行支撐。
[0019]5、通過(guò)設(shè)置紅外掃描裝置能夠方便控制校正過(guò)程中鋼管的變形量，當(dāng)預(yù)壓變形量大于設(shè)定變形量，紅外掃描裝置能夠自動(dòng)檢測(cè)到變形信號(hào)，進(jìn)而控制液壓系統(tǒng)停止供油，進(jìn)而及時(shí)停止繼續(xù)頂升，防止鋼管發(fā)生過(guò)變形。
[0020]6、通過(guò)設(shè)置左凸模、右凸模和下凸模構(gòu)成擠壓凸模結(jié)構(gòu)，當(dāng)下凸模在頂升過(guò)程中，左凸模和右凸模作為兩個(gè)支撐點(diǎn)進(jìn)而將外凸變形的焊縫向內(nèi)壁擠壓變形，進(jìn)而起到校正的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]圖1是本發(fā)明主視圖。
[0023]圖2是本發(fā)明B-B截面圖。
[0024]圖3是本發(fā)明鋼管矯正過(guò)程安裝位置圖。
[0025]圖4是本發(fā)明鋼管矯正過(guò)程變形演示過(guò)程示意圖。
[0026]圖5是本發(fā)明鋼管焊縫外凸變形矯正示意。
[0027]圖6是本發(fā)明圖5中鋼管焊縫外凸變形矯正局部放大圖。
[0028]圖中:左側(cè)豎向支撐架1、頂部支撐架2、紅外掃描裝置3、上凸模4、連接桿5、上銷(xiāo)軸孔6、下凸模7、支撐板8、下銷(xiāo)軸孔9、底部支撐架10、地腳螺栓11、頂升液壓缸12、液壓油管13、支撐板14、液壓栗站15、鋼管16、焊縫17;
左凸模401和右凸模402;
A:紅外掃描位置點(diǎn)；
焊接變形位置線(xiàn)1-1、理論位置線(xiàn)2-2、預(yù)壓掃描線(xiàn)3-3。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0030]實(shí)施例1:
參見(jiàn)圖1-3，一種矯正鋼管焊縫外凸變形的垂直頂升式壓力機(jī)裝置，它包括左側(cè)豎向支撐架I，左側(cè)豎向支撐架I的底端固定安裝在底部支撐架10上;所述左側(cè)豎向支撐架I的頂部水平安裝有頂部支撐架2，所述頂部支撐架2的下端面安裝有上凸模4，上凸模4與下凸模7配合構(gòu)成校正頂升機(jī)構(gòu)，所述下凸模7安裝在支撐板8的上端面，所述支撐板8支撐固定安裝在兩個(gè)頂升液壓缸12的活塞桿頂部，所述頂升液壓缸12安裝在底部支撐架10上。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)形成頂升校正裝置，能夠?qū)缚p進(jìn)行校正。
[0031]進(jìn)一步的，所述頂部支撐架2和底部支撐架10的右端分別加工有上銷(xiāo)軸孔6和下銷(xiāo)軸孔9，所述上銷(xiāo)軸孔6和下銷(xiāo)軸孔9之間通過(guò)銷(xiāo)軸可拆卸的安裝有連接桿5，連接桿5將頂部支撐架2和底部支撐架10的右端固定相連。采用銷(xiāo)軸的可拆卸連接方式，方便對(duì)其進(jìn)行拆除，方便了鋼管16的安裝。
[0032]進(jìn)一步的，所述底部支撐架10的上頂面兩端固定安裝有支撐板14。支撐板14能夠?qū)︻A(yù)校正的鋼管16進(jìn)行支撐。
[0033]進(jìn)一步的，所述頂升液壓缸12通過(guò)液壓油管13與液壓栗站15相連。通過(guò)液壓站15能夠?yàn)轫斏簤焊?2提供液壓動(dòng)力。
[0034]進(jìn)一步的，所述左側(cè)豎向支撐架I的側(cè)壁右側(cè)壁上安裝有紅外掃描裝置3。通過(guò)設(shè)置紅外掃描裝置3能夠方便控制校正過(guò)程中鋼管16的變形量，當(dāng)預(yù)壓變形量大于設(shè)定變形