| 鋼管擴徑工藝：從成型到精密的科技革新
一根直徑不過半米的鋼管，在液壓驅動下被一點點“撐大”，最終成為壁厚均勻、精度達到毫米級的油氣輸送管道，這個看似簡單的物理過程，背後是數百噸力量的精密控製。
直徑為406毫米至1422毫米、壁厚6毫米至40毫米、管長可達18.4米的深海管線管，必須經過擴徑處理才能投入使用。這項技術能夠降低鋼管成型的“包辛格效應”，提升鋼管的屈服強度和尺寸精度，同時還能檢驗焊接質量。
近年來國內創新不斷湧現，如湘潭華進重裝研製的1500T/18.3M鋼管全長擴徑機組，成功實現了18.3米超長鋼管的擴徑，打破了國外技術壟斷。
01 設備核心
擴徑機並非單一設備，而是一套由多個子係統構成的精密加工係統。核心機械結構包括旋轉托輥裝置、升降錐輥道、傳動拉杆套支撐輥、測長輥、夾管小車、擴徑頭、拉杆、擴徑機液壓缸和機架等組件。
根據應用需求和加工原理，目前主流的擴徑技術主要分為兩大類：熱拔擴徑和斜軋擴徑。
熱拔擴徑工藝相對傳統，鋼管先被加熱，然後在熱拔機上進行拔製擴大直徑。意大利Dalmine工廠的100噸熱拔擴徑機，能將Φ420毫米鋼管擴大至720-950毫米。
斜軋擴徑技術設備結構較為複雜，容易使擴徑後的鋼管表麵產生螺旋狀條紋，影響表麵質量。
隨著技術進步，現代擴徑機組已發展成為高度集成的係統，如華進重裝研發的1500T/18.3M鋼管全長擴徑機組，不僅包含擴徑主機裝置，還整合了衝洗裝置、校直裝置、在線測量係統和鋼管傳輸係統等。
02 工藝流程
鋼管擴徑的工藝流程是一係列精準控製的工序，每一步都對最終產品質量至關重要。整個過程可分為準備、定位、步進擴徑和精整四大階段。
在擴徑前，鋼管必須經過徹底的清潔處理。現代擴徑設備通常配有專用的衝洗裝置，使用水基乳化液和潤滑油進行清洗。
優化提示：為環保和提高效率，應建立擴徑用水循環處理係統，通過加藥、破乳、絮凝、氣浮、活性炭吸附和砂濾等工藝處理廢乳化液。
清洗後的鋼管被送至擴徑機中心線上的旋轉托輥裝置上。借助攝像係統，鋼管焊縫會被精確地旋轉到“12點鍾位置”。
接下來，升降錐輥道將鋼管升至擴徑機中心線，其位置由升降液壓缸中的位移傳感器精確控製。夾管小車向前移動，由金屬檢測器檢測鋼管尾端並卡牢。
03 擴徑力學
擴徑過程中，鋼管內部會發生複雜的應力應變變化。機械擴徑工藝主要通過塑性變形實現鋼管尺寸的精確調整，這一過程涉及巨大的力量。
擴徑機核心機構由多麵棱錐和對應的扇形塊組成，由液壓驅動，使分瓣的扇形塊沿徑向擴張。依靠楔麵的放大作用，能在直徑方向產生數百噸的大擴徑力。
鋼管以步進方式前進，分段實現全管長的塑性變形擴徑。
技術突破：華進重裝通過低速摩擦塑性成形技術、在線擴徑校直技術和智能實時監控技術，成功解決了18.3米超長鋼管的擴徑難題。
04 精度控製
現代鋼管擴徑加工中，精度控製不再是簡單的人工測量與調整，而是通過智能化係統實現的精密過程控製。這保證了鋼管擴徑後能夠達到嚴格的行業標準要求。
在線測量係統能夠實時監控擴徑過程中的關鍵參數，如擴徑率、鋼管圓度和直線度等。這種實時監測使操作人員能夠及時發現並糾正偏差，防止廢品產生。
以滄州91抖音视频機械設備有限公司為代表的中國企業在精度控製領域取得了顯著成就。通過技術創新和工藝優化，實現了對鋼管擴徑全過程的高精度控製。
通過集成智能實時監控技術，現代擴徑機組能夠對18.3米超長鋼管進行全長擴徑。
5 效率提升
隨著全球能源基礎設施建設的快速發展，鋼管擴徑生產效率的提升顯得尤為重要。技術創新在這一領域持續推動著產能的突破。
一個重要的效率提升策略是優化工藝流程，縮短擴徑機的輔助操作時間，實現“前衝洗—擴徑—後衝洗”流水作業，減少擴徑機的等待時間。
對於高產量直縫埋弧焊管生產線，可配置兩台半管長機械擴徑機，兩台機器相對錯開布置。
效率對比：兩台半管長擴徑機的配置，相比兩台全管長擴徑機，既能減少設備投資，又能獲得更高的生產率。
另一個方向是開發自動化程度更高的設備，如連續擴徑機構。這些設備通過自動上料組件、間歇轉動組件和擴徑組件的協同工作，實現上料、擴徑和下料的同步進行。
06 環保處理
鋼管擴徑加工不可避免地會產生一定的環境汙染風險，主要體現在大量使用的水基乳化液和潤滑油可能造成的水體汙染。
現代擴徑機生產線已配置了專門的循環處理係統，將衝洗後的乳化液收集進入收集池，經處理後循環使用。
更換乳化液時，廢乳化液會被送入廢水處理係統，該係統通常由乳化液預處理機、工業廢水處理機和箱式壓濾機組成。
處理工藝包括加藥、破乳、絮凝、氣浮、活性炭吸附和砂濾等環節，能夠有效分離汙染物。
通過這種循環處理係統，分離出的固態廢物經箱式壓濾機處理後成為廢渣，可送入鍋爐焚燒處理；而回收的清水則可作為清洗用水再次利用。
直徑從不足半米到近一米，長度從12米延伸到18.3米，這些變化不隻是尺寸的擴張。華進重裝推出的18.3米超長鋼管，能將施工環焊縫減少三分之一，顯著降低質量風險。
在深海管線領域，機械擴徑機成為提升鋼管屈服強度和尺寸精度的關鍵裝備，直麵海底高壓、海水腐蝕等嚴苛環境的挑戰。
從意大利Dalmine工廠的傳統熱拔擴徑到中國的智能化全長擴徑機組，鋼管擴徑技術仍在不斷延伸著自己的邊界。
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