GBT50398-2018 无缝钢管工程设计标准.pdf
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seamless steel pipe
采用钢坏经穿孔,或穿孔后轧制,或锻造后机加工方法制 带焊缝的钢管,
2.0.3热轧无缝钢管
市政图纸、图集采用在再结晶温度以上进行最终压力加工变形方法制造的 钢管。
2.0.4冷拔无缝钢管
采用在工厂环境温度下进行最终拔制压力加工变形方法制 无缝钢管。
heat treatment
通过加热到一定温度,并保温一定时间及控制冷却速度,使无 缝钢管获得要求的金相组织和与之相对应的各种性能,以满足产 品标准及用户的要求。
对油管(套管)管体螺纹加工、油管(套管)接箍加工、钻杆工具 接头加工和对焊、钻杆管体加工等四条加工线的统称。
完成一项特定工艺功能的设备,如穿孔机组、轧管机组、定径 机组、矫直机组、冷轧机组、水压机组、淬火机组、探伤机组、管体车 丝机组、接箍车丝机组等。
完成产品大纲所需要占用的实际工作时间。
2. 0. 10 年工作时间
一年当中去除计划检修时间、交接班时间、机电事故处理时 间、换工具时间等之外的工作时间
2.0. 11 负荷率
duty ratio
反映生产线繁忙程度的指标,通常用年占用工时与年工作 化值的百分比表示。
2.0.12全浮动芯棒
将芯棒插入毛管和毛管一起送入轧管机中,芯棒在轧管过 自由随同荒管运动,并与荒管一起通过轧管机。
retained mandre
将芯棒插入毛管并使其头部到达轧机的某一位置,然后将毛 管送人轧机中,轧管过程中芯棒在恒定的运行速度下与荒管一同 前进。
全浮动芯棒轧管过程结束后,荒管全长都与芯棒接触,荒管与 芯棒分离的过程。
2. 0. 15 管坏
热轧无缝钢管所用原料,一般为连铸圆坏,生产特殊钢种、特 殊规格时,也可采用轧制圆坏、锻制圆坏、多边形钢锭、电渣锭。
2. 0. 16 管料
冷冷拔无缝钢管与热处理、精整或管加工
2. 0. 17 毛管
经过穿孔机轧制后的钢管。
2. 0. 18 荒管
经过轧管机制后的钢管
2. 0. 19 冷拔
cold drawn
常温条件下,利用外模和内模对管料进行拨制实现减径和减 壁的一种工艺过程。
常温条件下,利用轧辊孔型及内变形工具对管料进行轧制实 现减径和减壁的一种工艺过程。
end shrink
又叫打头,用打头机或空气锤将管料头部外径变小,以便头部 插进冷拨机外模进行拨制,
bright annealed
采用气体保护或者在真空状态下进行热处理,避免或减少钢 管表面氧化。
3.0.1无缝钢管工程建设应采用先进可靠的新技术、新工 设备。
3.0.2无缝钢管工程建设应遵循原料质量稳定、可靠的原则
间和负荷率应合理确定,主要技术经济指标应达到或超过国内先 进水平。
进水平。 3.0.5无缝钢管生产线产生的废气、废物、废液不得直接排放。 3.0.6无缝钢管工程宜设置符合相关国家标准规定的生活辅助 设施。
4.1热轧无缝钢管生产线
4.1.1在编制工程设计文件时,应根据产品方案确定的品种、规
4.1.1在编制工程设计文件时,应根据产品方案确定的品种、规 格范围、年设计产量及原料条件和综合建厂条件选择热轧无缝钢 管生产线的类型和规格系列
4.1.2热轧无缝钢管生产线规格系列宜符合本标准附录A的规定
4.2.1生产极薄壁管、极厚壁管、部分高合金小口径厚壁管、特殊 精密管以及表面质量要求高的钢管,宜选择冷轧冷拨无缝钢管生 产线。
4.3热处理、精整、管加工生产线
4.3.1在编制工程设计文件时,应根据产品方案确定的品种、规 格范围、年设计产量选择热处理、精整、管加工生产线的规格系列。 4.3.2连续热处理生产线系列选择宜符合本标准附录B的规定。 4.3.3精整生产线应与热轧无缝钢管生产线系列相匹配。 4.3.4油管、套管车丝生产线系列选择宜符合本标准录C的
5.1热轧无缝钢管生产线用管坏
5.1.1热轧无缝钢管生产线宜选用连铸圆管坏做原料
5.1.1热轧无缝钢管生产线宜选用连铸圆管坏做原料,生产特殊 钢种或采用特殊生产工艺时,可采用轧制坏、锻制坏、多边形钢锭 及电渣锭等其他供坏方式。 5.1.2管坏的技术条件应符合现行行业标准《连铸圆管坏》 YB/T4149的有关规定。
5.1.2管坏的技术条件应符合现行行业标准《连铸圆管坏》
5.2冷轧冷拔无缝钢管生产线用管料
1冷轧冷拨无缝钢管生产线用管料宜选用热轧无缝钢管: 生产的合格管料。 2管料尺寸宜接近冷轧冷拔成品钢管的尺寸
5.2.2管料尺寸宜接近冷轧、冷拔成品钢管的尺寸。
热处理、精整、管加工生产线
5.3.1热处理的管料由热轧生产线或冷轧冷拔生产线提供 应是无缺陷的合格钢管
应是无缺陷的合格钢管。 5.3.2精整生产线的管料可由热轧生产线提供,也可由热处理生 产线提供。
5.3.2精整生产线的管料可由热轧生产线提供,也可由热 产线提供。
5.3.2精整生产线的管料可由热轧生产线提供,也可由热处理生
5.3.3管体(接箍)车丝生产线宜采用热轧管或经热处理的钢管
5.3.3管体(接箍)车丝生产线宜采用热轧管或经热处理的钢管 做原料,也可采用冷加工或热模锻钢管做原料。
6.1热轧无缝钢管生产工艺
6.1.1热轧无缝钢管生产工艺应符合下列规定: 1连轧管生产线和带主动导盘的二辊斜轧管生产线应采用 限动芯棒轧管工艺,三辊斜轧管生产线可采用限动芯棒轧管工艺 或全浮芯棒轧管工艺: 2顶管生产线应采用斜轧穿孔、毛管前部缩口和顶管工艺, 大顶管生产线应采用液压冲孔、顶管工艺: 3周期轧管生产线应采用斜轧穿孔或压力冲孔、斜轧穿孔工 艺; 4扩管生产线应采用辊式扩径、均整、定径工艺: 5自动轧管生产线应采用穿孔、轧管、均整、定径工艺。 6.1.2热轧无缝钢管生产工序应符合下列规定: 1连轧管生产线工序应包括管坏切断、管坏加热、穿孔、防氧 化、穿芯棒、除鳞、轧管、脱管(脱棒)、除鳞、定径(张力减径)、冷却 和切定尺;
1连轧管生产线工序应包括管坏切断、管加热、穿孔、防氧 化、穿芯棒、除鳞、轧管、脱管(脱棒)、除鳞、定径(张力减径)、冷却 和切定尺; 2三辊斜轧管生产线工序应包括管坏切断、管坏加热、穿孔 穿芯棒、轧管、高压水除鳞、定径、冷却和切定尺; 3带主动导盘二辑斜轧管生产线工序应包括管坏切断 管坏加热、穿孔、穿芯棒、轧管、高压水除鳞、定径、冷却和切定 尺; 4自动轧管生产线工序应包括管坏切断、管坏加热、穿孔、轧 管、均整、高压水除鳞、定径、冷却和切定尺; 5顶管生产线工序应包括管坏切断、管坏加热、穿孔、穿芯 棒、缩口、顶管、松棒、脱棒、再加热、除鳞、定径(张力减径)、冷却和
切定尺; 6周期轧管生产线工序应包括管坏切断、管环加热、穿孔、防 氧化、穿芯棒及预打头、轧管、切头、再加热、除鳞、定径、冷却和切 定尺; 7大顶管生产线工序应包括钢锭加热、除鳞、液压冲孔、再加 热、除鳞、液压顶管、冷却和切定尺; 8辊式热扩管生产线工序应包括管料加热、除鳞、扩管、均 整、再加热、除鳞、定径、冷却和切定尺。
2冷轧冷拔无缝钢管生产工
洁、表面润滑、冷轧(冷拔)、精整。 6.2.2冷轧冷拔的管料准备宜包括管料检查、修磨、切断等工序, 冷拔管料准备应有缩头工序。 6.2.3不锈钢、合金钢冷冷拔管料在检查前,宜先酸洗处理。 根据产品要求,不锈钢、合金钢冷轧冷拔的管料准备可增设剥皮等 工序。 6.2.4合金钢及中、高碳钢在冷加工前,宜先进行管料热处理。 6.2.5冷轧、冷拔无缝钢管的表面清洁宜采用酸洗工艺。酸洗工 艺应有钢管打捆、酸洗、清洗、冲洗、中和、清洗等工序。不锈钢、合 金钢在酸洗后可增设白化工序。 6.2.6碳素钢和低合金钢的表面润滑宜采用磷化和皂化润滑工 艺。合金钢、不锈钢的表面润滑宜采用喷涂润滑剂工艺,也可采用 其他表面润滑工艺。 6.2.7经冷轧或经牛油石灰润滑的精密管、高合金管、不锈钢管
根据产品要求,不锈钢、合金钢冷轧冷拔的管料准备可增设剥皮等 工序。 6.2.4合金钢及中、高碳钢在冷加工前,宜先进行管料热处理。 6.2.5冷轧、冷拔无缝钢管的表面清洁宜采用酸洗工艺。酸洗工
6.2.4合金钢及中、高碳钢在冷加工前,宜先进行管料热处
6.2.8冷拔宜采用无芯棒拔制或短芯棒拔制,生产特薄壁钢管可
6.2.9冷轧一般钢管宜采用二辊长行程轧机轧制。冷
、薄壁钢管、极薄壁钢管时宜采用多辊轧机轧制。
壁钢管、极薄壁钢管时宜采用多辊轧机轧制。 冷轧冷拔的精整应设置热处理、切断、矫直等工序。成品 应设置检查、称重、包装等工序。不锈钢、合金钢应另设置 面处理工序
热处理、精整、管加工生产工
6.3.1热处理应包括正火,退火,光亮退火,正火、回火,萍火、回 火的工艺。
3.2连续热处理生产线应采用正火工艺;正火、回火工艺
火、回火工艺。生产工序设置应符合下列规定: 1正火工艺应包括加热、冷却、矫直、冷却、管体探伤和检查; 2正火、回火工艺应包括加热、冷却、加热、矫直、冷却、管体 探伤和检查; 3萍火、回火工艺应包括加热、高压水除鳞、率火、加热、矫 直、冷却、管体探伤和检查。
3.3精整线由光管精整线与管端加厚线构成,工序设置应
1光管精整线工序应包括钢级鉴别、管端探伤、矫直、水压试 验、管体探伤、平端面倒棱、测长、称重、喷印、涂油、包装; 2管端加厚线工序应包括管端加热、管端加厚、检查、探伤 修磨、加厚管端平整工序;油管管端加厚应采用外加厚,钻杆管端 加厚可选择外加厚、内加厚和内外加厚
3.4管加工各条加工线生产工序应符合下列规定:
1油管(套管)管体螺纹加工应包括管端探伤、管端螺纹加 1.、螺纹检查、拧接箍、水压试验、通径检查、拧保护环、测长、称重、 色环、喷印、打印、涂油、包装,油管(套管)特殊螺纹管体车丝加工 宜增加管端收口工序; 2油管(套管)接箍加工应包括接箍料定尺切断、螺纹加工) 螺纹检查、磁粉探伤、表面处理、涂漆、标记;
3钻杆工具接头加工工序应包括切断、粗车、镗锥孔、热处 理、螺纹加工、螺纹检查、探伤、标记、表面处理: 4钻杆加工工序应包括管端加工、摩擦对焊、焊缝热处理、焊 缝探伤、焊缝检查、测长、称重、喷印、包装
3钻杆工具接头加工工序应包括切断、粗车、镗锥孔、热 螺纹加工、螺纹检查、探伤、标记、表面处理; 4钻杆加工工序应包管端加工、摩擦对焊、焊缝热处理 伤、焊缝检查、测长、称重、喷印、包装
7.1热轧无缝钢管设备选择
7.1.1倍尺管坏切断宜采用锯切方式。 7.1.2管坏加热可选择环形炉,也可选择步进炉。 7.1.3热定心机宜采用液压传动且具有夹紧及对中功能。高压 水除鳞装置应保证系统压力在20MPa~25MPa。 7.1.4穿孔机宜采用导板式或导盘式锥形辊型式,也可采用桶形 辊形式,出口台可配置顶杆循环或顶头自动更换装置。周期轧管 和大顶管生产线可采用液压(水压)机冲孔
1连轧管机宜采用5个~7个机架并配置液压压下装置,可 在连轧管机前设置空减机架: 2三辊斜轧管机宜采用三辊单独传动和轧辊液压快开技 术; 3带导盘的二辊斜轧管机宜采用锥形辊型式; 4自动轧管机应采用顶头自动更换技术; 5顶管机应采用辊式模; 周期轧管机应采用单一规格空气活塞喂料器; 7 扩管机应采用辊式扩管机。 7.1.6 荒管再加热宜采用步进炉,也可采用电感应加热装置。 7.1.7 张力减径机或定径机宜选用三辊形式。 7.1.8 钢管冷却宜采用步进式冷床,也可选择链式冷床。 7.1.9 钢管定尺切断宜采用镶齿圆盘冷锯机,也可采用切管机切 断。 7.1.10精整线设备选择应符合本标准第7.3.2条的规定。
7.2.1缩头设备选择应符合下列规定:
7.2冷轧冷拔无缝钢管设备选择
. 缩天设备选拌位付下列规楚 1钢管外径小于或等于16mm时宜选用轧尖机,也可选用 回转锻造机: 2钢管外径大于16mm,小于或等于30mm的薄壁管宣选用 回转锻造机; 3其他规格钢管,宜选用挤头机、缩口机、空气锤、压力机或 焊接引导段。 7.2.2冷轧管机设备选择应符合下列规定: 1冷轧一般钢管时宜选用二辊、单排辊和长行程型式: 2冷轧精密钢管、薄壁钢管时宜选用多辊、单排辊和长行程 型式。 7.2.3 冷拨管机可选用间歇式、半连续式或连续式 7.2.4 酸洗设备选择应符合下列规定: 1 酸洗宜采用酸洗槽; 2 除氢氟酸外的其他酸洗槽应配有蒸汽加热设施。 7.2.5 钢管润滑装置选择应符合下列规定: 1 磷化和皂化润滑宜米用润滑槽; 2 喷涂润滑应设润滑剂喷涂装置。 7.2.6碳素钢和合金钢钢管热处理宜选用辊底式连续炉,也可选 用辑底式连续光亮炉。
7.3热处理、精整、管加工设备选择
7.3.1 热处理设备选择应符合下列规定: 1 热处理用加热炉可选择步进炉、辊底炉、车底炉和感应加 热炉; 2步进式加热炉后宜配制高压水除鳞装置; 3水萍火装置宜选用内喷外淋式或内喷槽式水火装置;
4钢管矫直间选用辊式矫直机或压力矫直机,油井管矫直可 同时设置热矫直机和冷矫直机; 5管体探伤可采用超声波探伤、漏磁探伤设备,管端可采用 超声波探伤、磁粉探伤设备; 6钢管冷却宜采用双向链式冷床,也可采用步进式冷床。 7.3.2精整设备选择应符合下列规定: 1矫直宜设辊式矫直机: 2钢管锯切可选用镶齿圆盘冷锯机,也可选用切管机; 3探伤设备可在涡流探伤设备、超声波探伤设备、漏磁探伤 设备、超声涡流组合探伤设备和超声漏磁组合探伤设备中选择; 4水压试验可选用双根管水压试验机,也可选用单根管水压 试验机; 5管端加厚前的加热设备,宜选用中频感应加热炉; 6管端加厚机宜选用液压式加厚机。 7.3.3管加工设备选择应符合下列规定: 1管体车丝机可选用钢管固定、刀盘旋转并移动的机床,也 可选用钢管旋转、刀盘移动的机床; 2拧接箍宜选用扭矩控制式拧接机,也可选用扭矩(位置)控 制式柠接机: 3通径机可选用气动式,也可选用机械式; 4接箍车丝机可选用单工位车丝机或多工位车丝机; 5钻杆体与工具接头的对焊宜选用惯性摩擦焊机,也可选 田油阳旗机成板恒机
7.4.1生产及检修用起重机选择应符合下列规定: 1 管坏和钢管吊运宜选用挠性挂梁式,也可选择小车可回转式 2管坏和钢管吊运宜采用磁盘式,设备检修宜选用吊钩式; 3起重机宜采用地面操控式。
8.0.2热轧无缝钢管生产线的自动化水平应符合下列
1连轧管生产线,宜采用二级自动化系统,也可采用三级自 动化系统; 2斜轧管生产线应采用不低于一级自动化系统; 3周期轧管生产线,宜采用一级自动化系统。 8.0.3 冷轧、冷拔机宜设单机或单线一级自动化系统。 8.0.4 热处理、精整、管加工各生产线应设置一级及以上自动化 系统。 8.0.5核电用管以及13Cr油管(套管),应采用无氧化热处理装 备技术。 8.0.6热轧无缝钢管生产线宜采用在线热处理工艺和技术。 8.0.7轧机的主传动电机宜采用交流电动机传动和交流变频控 制装置供电。 8.0.8加热炉、再加热炉、预热炉、电感应加热炉和热处理炉应采 用节能、降耗、环保技术。
9. 1 工作制度和年工作时间
9.1.1热轧无缝钢管生产线宜采用四班三运转连续工作制。年 工作时间应为5000h~6500h。 9.1.2冷轧、冷拨无缝钢管生产线置采用四班三运转连续工作 制。年工作时间应为6000h~6800h。 9.1.3热处理、精整、管加工各生产线宜采用四班三运转连续工 作制。年工作时间应为5500h~7000h,
9.2.1生产能力应计算生产线的小时生产能力和生产线(关键设 备)负荷率。
9.2.2生产能力应按品种及代表规
1热轧无缝钢管生产线应依据各机组轧制速度和确定的辅 助时间,计算该机组轧制周期时间,确定生产线薄弱环节。根据轧 制表和生产线轧制周期时间应计算每种代表规格的管坏或钢管理 论和实际小时生产能力。 2冷轧机和冷拨机生产线应根据轧拔表和轧拨周期时间计 算每种代表规格的钢管理论和实际小时生产能力。 3热处理、精整、管加工各生产线应计算各关键设备的生产 周期,确定生产线薄弱环节,计算每种代表规格的钢管理论和实际 小时生产能力。
9.2.4生产线(关键设备)应根据编制的代表规格产品大
规格小时生产能力及年工作时间,计算生产线(关键设备)的年占
9.2.5热轧生产线负荷率和热处理、精整、管加工各生产线负荷 率宜大于75%。 9.2.6原料仓库、中间仓库和成品仓库用起重机应计算负荷率 经共离定切
9.2.6原料仓库、中间仓库和成品仓库用起重机应计算负荷率 负荷率不宜超过85%
负荷率不宜超过 85%,
10.0.1热轧无缝钢管生产线布置应符合下列规定: 1 生产线可采用直线布置,也可采用折返布置; 2新建连轧管生产线宜设置高架平台。 10.0.2冷轧冷拨无缝钢管生产线布置应符合下列规定: 1 生产线宜采用混合布置: 2酸洗间应布置在主厂房常年最小风频风向的上风侧,应与 主厂房脱开; 3所有污染物的排放应满足国家安全环保相关规定的要求。 10.0.3热处理、精整、管加工各生产线布置应符合下列规定: 1生产线可采用直线横移布置,一个主厂房内既可布置一条 生产线,也可布置多条生产线: 2各条生产线之间宜设置中间仓库。 10.0.4各生产线平面布置应设置设备检修、冷热工具存放、设备 安全操作空间和人行及起重机运行通道。 10.0.5无缝钢管生产线应设置原料仓库、中间仓库和成品仓库。 原料仓库存放天数宜为7d~10d。热轧与热处理、精整、管加工间 的中间仓库应根据计算确定,生产线内部各工序间的中间仓库存 放天数为3d~5d。成品仓库的存放天数为7d,
0.1无缝钢管生产线主要技术经济指标宜包含表11.0.1
表 11.0.1主要技术经济表指标
续表 11. 0. 1
2每吨产品工序能耗值应符合现行国家标准《钢铁企业节 规范》GB50632的有关规定。
12. 1 供配电系统
12. 1.1 供电电压等级宜选用10kV。 12.1. 2 10kV配电系统采用单母线分段接线的,宜将变流负荷 集中由一段母线供电。
铁路标准12.1.310kV配电系统应采取抑制谐波及无功补偿措施。
12.2.1主传动及辅传动电动机宜采用交流电动机。 12.2.2 交流调速传动装置宜采用交一直一一交变频调速系统。 12.2.3需要调节流量、风量的泵、风机类传动设备宜采用交流变 频调速系统,
12.3.1自动化系统宜选用技术发展成熟、运行安全可靠、具有扩 展能力的系统
阀门标准12.3.2基础自动化系统宜符合下列规定:
电气控制和仪表控制宜采用一体化系统; 2 系统宜采用分区设置、集中监控,通信网络选用工业型: 3 系统与现场控制设备连接宜采用现场总线方式: 4 生产设备宜设置过程数据采集系统: 5 生产线设备宜设置紧急停车功能, 2.3.3热轧生产线宜设置过程自动化系统。过程自动化系统各 子系统间,过程自动化系统与基础自动化系统间,均宜采用以太网 和网络通信协议(TCP/IP)进行通信。
12.3.3热轧生产线宜设置过程自动化系统。过程自动化系统各
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