一种大口径螺旋钢管在线切割方法及系统与流程

1.本发明涉及螺旋钢管加工技术领域，尤其涉及一种大口径螺旋钢管在线切割方法及系统。


背景技术：

2.在大型工程中大口径管材最普遍、可靠的连接方式为对焊连接，但是对焊连接在实际运用过程中问题比较突出，其中最影响管道连接的就是管口切斜问题。特别是大口径螺旋焊接管材，在实际生产中，由于摆桥、成型不稳等因素影响，管口切斜无法保证，此外大口径管材目前还没有一种较为简便的测量方法进行测量验证，给实际生产及施工带来了较大的困难。
3.为了解决钢管生产后的测量问题，很多厂家主要研究端口测量的设备或研究倒棱机设备。但是大口径管材(特别是口径1600mm以上的管材)本身受不圆度大、焊道高度高、管材外径偏差较大等实际控制问题的影响，实际解决难度较大且各种理论方法实际应用不理想。在螺旋钢管行业中大部分厂家重点研究的方向在大型倒棱机的精度，但是大型倒棱机由于整体设备太大造价较高，此外倒棱机整体转盘较大，快速转动时受加工精度及配合间隙等因素的影响，本身就带有偏差，因此很难满足加工精度。此外螺旋钢管属于流水线式生产模式，大口径管材无直观简单的测量方法，无法提前识别预防；只能到施工对口焊接时才发现问题，影响整体施工进度及质量。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种大口径螺旋钢管在线切割方法及系统，通过在线喷涂环形标示线的方法，形成切割和测量基准，实现了在线精确切割的目的，并能够精确测量切斜值。
5.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
6.第一方面，本发明的实施例提供了一种大口径螺旋钢管在线切割方法，预先在大口径螺旋钢管表面喷涂环形标识线，切割过程中沿环形标识线进行环向切割，并测量管端距环形标示线的距离，得到切斜值。
7.作为进一步的实现方式，所述环形标识线的喷涂过程为：
8.将大口径螺旋钢管通过夹紧装置支撑于环形导轨内，夹紧管体，使喷标系统与管体保持相对静止后进行环向喷标。
9.作为进一步的实现方式，大口径螺旋钢管与环形导轨同轴设置，二者之间设有多个夹紧装置，且夹紧装沿大口径螺旋钢管环向均匀分布。
10.作为进一步的实现方式，大口径螺旋钢管定尺长度达到要求后，夹紧装置夹紧管体外周，并使喷标系统靠近管体表面，此时大口径螺旋钢管为旋转前进状态；
11.夹紧装置与环形导轨能够实现环向位移，当定尺长度达到要求后，喷标系统对管体外周进行喷涂环形标识线。
12.作为进一步的实现方式，采用激光识别环形标示线的方式进行环向切割。
13.作为进一步的实现方式，通过激光测量管端距环形标示线的距离，得到准确的切斜值。
14.第二方面，本发明的实施例还提供了一种大口径螺旋钢管在线切割系统，包括：
15.环形导轨，同轴设置于大口径螺旋钢管外侧；
16.夹紧装置，连接于环形导轨内壁，用于夹紧大口径螺旋钢管外周；
17.喷标系统，用于在大口径螺旋钢管夹紧后沿管体外周喷涂环形标示线；
18.切割装置，用于沿环形标示线切割大口径螺旋钢管。
19.作为进一步的实现方式，所述夹紧装置沿环形导轨内壁均匀分布多个。
20.作为进一步的实现方式，所述夹紧装置包括夹持板、与夹持板连接的液压缸；所述夹持板具有与大口径螺旋钢管贴合的圆弧面。
21.作为进一步的实现方式，还包括用于识别环形标示线以及测量管端距环形标示线距离的激光传感器。
22.本发明的有益效果如下：
23.(1)本发明通过预先喷涂环形标示线的方式，实现在线精确切割以及精确测量切斜的目的，不仅实现在前端保证管口垂直度，同时节约材料以及工序，便于大口径螺旋钢管的实际生产及安装使用；通过喷标系统与大口径螺旋钢管的同步旋转，使二者保持相对静止，使环形标示线的位置准确，为切割和切斜测量提供精确的基准。
24.(2)本发明在切割方面，不再采用机械压紧切割的方式，采用激光识别环形标示线的方式进行环向切割，使切割装置不与管材直接接触，而是始终沿环形标示线进行切割，从而不受管材外径、不圆度及实际摆桥的影响，切割后的管口垂直度得到保证。
25.(3)本发明在测量切斜方面，通过激光测量管端距环形标示线的距离，可以得到准确的切斜值，从而可以提前发现，提前解决切斜问题。
附图说明
26.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
27.图1是本发明根据一个或多个实施方式的系统结构示意图。
28.其中，1-环形导轨；2-液压缸；3-喷标系统；4-夹紧装置；5-大口径螺旋钢管。
具体实施方式
29.实施例一：
30.本发明的一个典型实施例中，给出一种大口径螺旋钢管在线切割方法。
31.大口径螺旋钢管的口径一般大于1.6m，例如3.4m、4m等，大口径螺旋钢管的板材比较后，成型过程中存在三个维度的运动，即旋转、前进、晃动，现有技术通常是通过压辊将钢管固定，随着钢管运动切割，由于螺旋钢管焊道比较宽且高，经过焊道位置容易偏斜，造成切不直；而且偏斜量通过肉眼不容易识别(口径太大且是环向，无参照物很难肉眼发现)，虽然目前存在倒棱机作为坡口加工设备，但设备本身存在误差，不能保证加工精度；而且过程中很难区分是设备误差造成的切斜还是自身管材问题造成的切斜，很难简单直观的辨别。
32.基于此，本实施例提供了一种大口径螺旋钢管在线切割方法，将现有在生产线后端通过设备解决的思路，改为在生产前端解决，即通过在线喷涂环形标示线的方法，形成切割和测量基准，实现了在线精确切割的目的，并能够精确测量切斜值。
33.下面，结合附图对上述大口径螺旋钢管在线切割方法进行详细说明。
34.本实施例采用在大口径螺旋钢管5生产时先喷环形标识线作为切割及测量的参照物，再根据参照物进行切割及测量，降低切割及测量难度。
35.环形标识线的喷涂过程为：
36.采用夹紧装置4夹紧大口径螺旋钢管5的管体外周，使喷标系统3与管体保持相对静止后进行环向喷标，保证标示线的环向精度。如图1所示，环形导轨1与大口径螺旋钢管5同轴设置，大口径螺旋钢管5位于环形导轨1内侧，且二者之间设置多个夹紧装置4。
37.夹紧装置4固定于环形导轨1内壁，并沿环形导轨1的环向均匀分布，以达到对罐体的稳定夹持；本实施例大口径螺旋钢管5的同一横截面分布四个夹紧装置4；当然，在其他实施例中，夹紧装置4可以调整为三个、五个或其他，其数目根据大口径螺旋钢管5的重量而定。
38.夹紧装置4能够实现大口径螺旋钢管5的径向夹紧，本实施例的夹紧装置4包括夹紧板和液压缸2，液压缸2与环形导轨1固定，其缸杆连接夹持板，夹持板朝向大口径螺旋钢管5的表面为弧形接触面，以与大口径螺旋钢管5外周贴合。
39.环形导轨1与整体生产线安装时处于垂直状态并进行固定；正常生产时螺旋钢管定尺长度达到要求后由液压缸2带动夹紧板夹紧大口径螺旋钢管5，并使喷标系统3靠近管体表面，此时大口径螺旋钢管5为旋转前进状态。其中，喷标系统3为现有设备，能够在钢管表面喷涂标记线，此处对其具体结构不再赘述。
40.夹紧装置4与环形导轨1可实现环向位移，其中，夹持装置4夹紧管体，并与管体同步旋转，使喷标系统3与管体保持相对静止；当定尺长度达到要求后整体信号传递至喷标系统3，喷标系统3在管体表面进行喷涂环形标识线。该标识线宽度控制在1mm之内。
41.之后切割装置以环形标识线为参考进行识别，沿环形标示线进行环向切割，既能保证管端垂直度又能解决测量的问题。
42.本实施例在切割方面，不再采用机械压紧切割的方式，这是因为机械压紧的方式，在切割过程中经过焊道时由于焊道较高，压紧装置会发生偏移影响切斜；且管材切斜较大时肉眼无法直观的发现。针对这一问题，采用激光传感器识别环形标示线的方式进行环向切割，使切割装置不与管材直接接触，而是始终沿环形标示线进行切割，从而不受管材外径、不圆度及实际摆桥的影响，切割后的管口垂直度得到保证。
43.此外在测量切斜方面，通过激光传感器测量管端距环形标示线的距离，可以得到准确的切斜值，从而可以提前发现，提前解决切斜问题。
44.本数实施例通过预先喷涂环形标示线的方式，实现在线精确切割以及精确测量切斜的目的，不仅实现在前端保证管口垂直度，同时节约材料以及工序，便于大口径螺旋钢管5的实际生产及安装使用。
45.实施例二：
46.本实施例提供了一种大口径螺旋钢管在线切割系统，如图1所示，包括环形导轨1、夹紧装置4、喷标系统3、切割装置(图中未示出)，大口径螺旋钢管5通过夹紧装置4夹紧于环
形导轨1内，在大口径螺旋钢管5旋转前进过程中，夹紧装置4随管体相对环形导轨1旋转，使喷标系统5与大口径螺旋钢管5同步旋转，从而保证二者相对静止。
47.夹紧装置4连接于环形导轨1内壁，并均匀分布多个，能够实现对大口径螺旋钢管5的稳定夹持；喷标系统3用于在大口径螺旋钢管5夹紧后沿管体外周喷涂环形标示线；切割装置，用于沿环形标示线切割大口径螺旋钢管5。
48.本实施例还包括用于识别环形标示线的激光传感器，以及用于测量管端距环形标示线距离的激光传感器，通过激光测量管端距环形标示线的距离，可以得到准确的切斜值。
49.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种大口径螺旋钢管在线切割方法，其特征在于，预先在大口径螺旋钢管表面喷涂环形标识线，切割过程中沿环形标识线进行环向切割，并测量管端距环形标示线的距离，得到切斜值。2.根据权利要求1所述的一种大口径螺旋钢管在线切割方法，其特征在于，所述环形标识线的喷涂过程为：将大口径螺旋钢管通过夹紧装置支撑于环形导轨内，夹紧管体，使喷标系统与管体保持相对静止后进行环向喷标。3.根据权利要求2所述的一种大口径螺旋钢管在线切割方法，其特征在于，大口径螺旋钢管与环形导轨同轴设置，二者之间设有多个夹紧装置，且夹紧装沿大口径螺旋钢管环向均匀分布。4.根据权利要求2或3所述的一种大口径螺旋钢管在线切割方法，其特征在于，大口径螺旋钢管定尺长度达到要求后，夹紧装置夹紧管体外周，并使喷标系统靠近管体表面，此时大口径螺旋钢管为旋转前进状态；夹紧装置与环形导轨能够实现环向位移，当定尺长度达到要求后，喷标系统对管体外周进行喷涂环形标识线。5.根据权利要求1或2所述的一种大口径螺旋钢管在线切割方法，其特征在于，采用激光识别环形标示线的方式进行环向切割。6.根据权利要求1或2所述的一种大口径螺旋钢管在线切割方法，其特征在于，通过激光测量管端距环形标示线的距离，得到准确的切斜值。7.一种大口径螺旋钢管在线切割系统，其特征在于，包括：环形导轨，同轴设置于大口径螺旋钢管外侧；夹紧装置，连接于环形导轨内壁，用于夹紧大口径螺旋钢管外周；喷标系统，用于在大口径螺旋钢管夹紧后沿管体外周喷涂环形标示线；切割装置，用于沿环形标示线切割大口径螺旋钢管。8.根据权利要求7所述的一种大口径螺旋钢管在线切割系统，其特征在于，所述夹紧装置沿环形导轨内壁均匀分布多个。9.根据权利要求7或8所述的一种大口径螺旋钢管在线切割系统，其特征在于，所述夹紧装置包括夹持板、与夹持板连接的液压缸；所述夹持板具有与大口径螺旋钢管贴合的圆弧面。10.根据权利要求7所述的一种大口径螺旋钢管在线切割系统，其特征在于，还包括用于识别环形标示线以及测量管端距环形标示线距离的激光传感器。

技术总结
本发明公开了一种大口径螺旋钢管在线切割方法及系统，涉及螺旋钢管加工技术领域，预先在大口径螺旋钢管表面喷涂环形标识线，切割过程中沿环形标识线进行环向切割，并测量管端距环形标示线的距离，得到切斜值。本发明通过在线喷涂环形标示线的方法，形成切割和测量基准，实现了在线精确切割的目的，并能够精确测量切斜值。量切斜值。量切斜值。


技术研发人员：倪奉尧 刘伯胜 孔伟川 徐海金 孔祥奇 赵欢 许旭 刘建军
受保护的技术使用者：山东东宏管业股份有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/8/5