專利名稱：鋼管的構(gòu)造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直徑超過(guò)600mm的鋼管的構(gòu)造方法，并且特別是相鄰鋼管都粗略排列的鋼管的構(gòu)造方法，且一個(gè)塑形器被安裝到鋼管的端部，因此形成一個(gè)完整的(perfect)圓形，并且完整圓形的端部被排列得相互毗連，或相互鍥入，從而焊接內(nèi)或外表面的毗連部分。
背景技術(shù)：
一般說(shuō)來(lái)，鋼管被用在直線管道，輸油管道和輸水管道等地方，并且有超過(guò)600mm的直徑，在鋼管的制作方法上，有軋輥彎曲方法和螺旋方法。在軋輥彎曲方法中，鋼管被多個(gè)輥?zhàn)拥膱A形截面彎曲，并且在中心線方向焊接鋼管的連接端。在螺旋的方法中，使用一個(gè)鋼帶以螺旋形式卷曲鋼管，并將其焊接，同時(shí)扭曲同一鋼管。
鋼管制造方法的螺旋方法具有薄鋼板材料，大規(guī)模的生產(chǎn)變得容易。然而如果鋼管厚，在制造過(guò)程中會(huì)降低精確度。因此，通常使用軋輥彎曲技術(shù)。
即便基于軋輥彎曲方法制造鋼管，由于制造方法，也非常難于形成完整的圓形鋼管。從而制造了不完整的圓形鋼管。按照KS標(biāo)準(zhǔn)，允許的圓形周長(zhǎng)的誤差范圍是0.5％，當(dāng)圓形管的直徑增加，誤差也隨之增加。例如對(duì)于600mm的鋼管，允許的誤差范圍是597-603mm，所以至少有6mm的誤差發(fā)生，除了上述誤差之外，由于累積的誤差，鋼管上部分的誤差隨之增加，所以在基于套接的連接方法和壓制方法上有許多問(wèn)題出現(xiàn)。
由于下面的原因出現(xiàn)了上面的問(wèn)題，也就是，當(dāng)用在鋼管構(gòu)造地點(diǎn)采用套接形式構(gòu)造鋼管時(shí)，需要將鄰近鋼管的一端部鍥入鋼管另一端部的套筒，因而，由于鋼管圓形截面變形，不可能實(shí)現(xiàn)合適的鍥入。
在鋼管的傳統(tǒng)鍥入方法中，當(dāng)鄰近鋼管的另一端部懸停在鋼管一端部的套筒上并被沖壓時(shí)，在此狀況下，一個(gè)鍥子被鍥入一個(gè)由于變形不能夠被鍥入的部分，形成一個(gè)完整的圓形。按照另一個(gè)方法，絲扣或者一個(gè)鏈動(dòng)堵頭(chain block)鍥入鋼管的內(nèi)表面從而實(shí)行一個(gè)鍥入操作。
由于上面的鋼管在地下被安裝，地面順著直線被挖鑿，鋼管掩埋其中。鋼管的鍥入構(gòu)造在被粗略排列于挖鑿部分的狀況下進(jìn)行安裝。因此，在這種情況下，工作變差了，并且拖延了構(gòu)造時(shí)間，可能發(fā)生安全事故。
特別的是，毗鄰兩個(gè)鋼管的連接部分的地面需要開鑿的更深，并且更寬。由于工人必須在其上面部分進(jìn)行鋼管的連接工作，構(gòu)造時(shí)間被耽擱，并且被延期，且可能引發(fā)安全事故。

發(fā)明內(nèi)容
因此，當(dāng)前發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是克服上面所述的問(wèn)題。
當(dāng)前發(fā)明的另外一個(gè)目標(biāo)是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)鋼管的更易構(gòu)造且能夠最小化構(gòu)造時(shí)間的鋼管的構(gòu)造方法，以此種方法，相鄰的鋼管在構(gòu)造地點(diǎn)粗略排列，并且相鄰鋼管的端部用塑形器夾持并以徑向向外加壓，從而獲得一個(gè)完整的圓形(perfect circle)。并且接著鋼管被以直線形式排列，鋼管的端部被安排相互靠緊，或者相互鍥入，從而焊接鋼管的內(nèi)或者外表面的連接部分。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種能夠防止安全事故的鋼管的構(gòu)造方法，所述安全事故發(fā)生在形成完整圓形或者在塑形器上以徑向方向設(shè)置多個(gè)液壓缸，且在鋼管內(nèi)或外表面的連接部分準(zhǔn)備一焊接機(jī)器的形式下。
提供了一種為了實(shí)現(xiàn)上面的目標(biāo)的鋼管的構(gòu)造方法，其中包括一個(gè)對(duì)準(zhǔn)步驟，其中鋼管排列使得鄰近的鋼管P最靠近，并在鋼管構(gòu)造的位置上排成線形；形成完整的圓形的步驟，其中一個(gè)塑形器10被安裝在在對(duì)準(zhǔn)步驟中被對(duì)準(zhǔn)的各鋼管P的一端部的外表面，并且使用塑形器10從中心以放射狀沖壓鋼管P端部，從而調(diào)整并且保持完整的圓形；一個(gè)裝配步驟，其中鋼管P端部的圓周表面緊挨并且以鋼管P在形成完整圓形步驟后保持直線形的情況下鍥入套筒PS；和一個(gè)焊接步驟，其中在裝配步驟時(shí)被裝配的相鄰鋼管P的內(nèi)或外表面的連接部分被焊接。
在形成完整圓形步驟中，有選擇地并且統(tǒng)一的在從鋼管的內(nèi)部向外部的方向進(jìn)行沖壓而不是在與沖壓相反的方向進(jìn)行，也就是，不從鋼管的外部向著中心進(jìn)行沖壓，從而形成一個(gè)完整的圓形。在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)從鋼管內(nèi)外同時(shí)加壓的方法形成完整的圓形，其中在向著鋼管的中心方向進(jìn)行加壓，并且從鋼管的中心向外部進(jìn)行加壓。
裝配步驟中的拉部件可以和塑形器結(jié)為一體并且可以獨(dú)立于上面的塑形器設(shè)置在鋼管端部的外表面，并且可由液壓缸，或者其兩個(gè)端部與塑形器整體連接的螺絲扣組成。
使用一個(gè)焊接機(jī)器或者一個(gè)軌道移動(dòng)焊接機(jī)器焊接鋼管內(nèi)表面的連接部分，其中，當(dāng)所述軌道移動(dòng)焊接機(jī)器沿著鋼管內(nèi)部縱軸(中心)方向移動(dòng)和停止時(shí)，僅僅焊接裝置被轉(zhuǎn)動(dòng)，所述焊接機(jī)器能夠以此方法進(jìn)行焊接。
使用一個(gè)單獨(dú)設(shè)置在鋼管端部外表面的焊接機(jī)器以及一個(gè)設(shè)置于被安裝用于成形鋼管端部的塑形器上的焊接機(jī)器，能夠焊接鋼管外表面的連接部分。


參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是一個(gè)示意圖，其說(shuō)明了一個(gè)反向鏟和一個(gè)塑形器安裝在反向鏟的一個(gè)機(jī)械臂上，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的鋼管構(gòu)造方法。
圖2是示出圖1塑形器部分的前視圖。
圖3是圖2的側(cè)視圖。
圖4是透視圖，其說(shuō)明了根據(jù)當(dāng)前發(fā)明的用于鋼管內(nèi)表面的連接部分的焊接機(jī)器。
圖5是根據(jù)當(dāng)前發(fā)明的一種鋼管構(gòu)造方法的視圖。
圖6A至6F是說(shuō)明了根據(jù)當(dāng)前發(fā)明鋼管的構(gòu)造方法中的每一操作的視圖。
優(yōu)選實(shí)施方式將說(shuō)明用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)當(dāng)前的發(fā)明的鋼管構(gòu)造方法的設(shè)備。
圖1是一個(gè)示意圖，其用于說(shuō)明一個(gè)反向鏟，和在反向鏟上的一個(gè)機(jī)械臂上安裝的塑形器，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的鋼管的構(gòu)造方法，圖2是一個(gè)前視圖，其用于說(shuō)明圖1的塑形器的部分。圖3是圖2的側(cè)視圖，并且圖4是透視圖，其說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明，焊接機(jī)器用于連接鋼管的內(nèi)表面。
正如此處所示，塑形器10被安裝在反向鏟(BH)的工作機(jī)械臂R的末端，并且能夠在鋼管P的端部形成完整的圓形，當(dāng)鋼管P被加工或者被轉(zhuǎn)移到構(gòu)造地點(diǎn)或者被卸載時(shí)，其端部可能會(huì)變形。塑形器10被安裝在鋼管P的每個(gè)端部并且被配對(duì)從而成為一個(gè)整體。一對(duì)塑形器被設(shè)計(jì)為關(guān)于鋼管P中心張開或者收縮，并且被連接，以及通過(guò)一個(gè)拉裝置20合成一個(gè)整體。
塑形器10繞半圓體11和12的一側(cè)軸13轉(zhuǎn)動(dòng)，并且被打開和關(guān)閉。通過(guò)打開和關(guān)閉的汽缸14，半圓體11和12被打開和關(guān)閉。
提供一個(gè)鎖定裝置15，用于當(dāng)半圓體11和12的端部相連從而形成一個(gè)圓形時(shí)，防止體11和12被張開。在半圓體11和12上以發(fā)射狀設(shè)置多個(gè)加壓汽缸16，用于同時(shí)或者單獨(dú)在中心方向沖壓同一鋼管。
以與一對(duì)安裝在相鄰P鋼管端部的塑形器10結(jié)合為一個(gè)整體的方式提供一個(gè)拉裝置20。在這種情況下，拉裝置20可以由液壓拉汽缸形成。拉汽缸被以對(duì)稱角度安裝在半圓體11和12上，因此實(shí)現(xiàn)同時(shí)拉伸操作，以無(wú)側(cè)傾斜地拉伸鋼管。
在上面的說(shuō)明中，以和塑形器10結(jié)合為一個(gè)整體的形式提供拉裝置20。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，拉伸裝置以一個(gè)在相鄰鋼管P內(nèi)或者外表面的螺絲扣或者鏈堵頭(chain block)形式提供。
除此之外，焊接裝置適用于焊接鋼管P的內(nèi)或外表面的連接部分。在當(dāng)前的發(fā)明中，焊接裝置可能是各種形式，不過(guò)考慮到工作效率和安全，焊接機(jī)器30a和30b可能是最優(yōu)選擇。特別的是，為了防止在鋼管P的封閉內(nèi)部空間中的窒息或者電擊事故，優(yōu)選地使用此焊接機(jī)器焊接鋼管P內(nèi)表面的連接部分。
適用于焊接鋼管內(nèi)表面的焊接機(jī)器30a優(yōu)選地安裝在鋼管P的內(nèi)部。正如圖4，焊接機(jī)器30a包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)部分，用于沿著鋼管P的縱向方向移動(dòng)，以及一個(gè)設(shè)置部分能夠?qū)ζ溥M(jìn)行設(shè)置和固定。特別的是，進(jìn)一步提供了一個(gè)機(jī)械臂37，其在轉(zhuǎn)動(dòng)軸36以常規(guī)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以水平或者垂直調(diào)節(jié)，和在機(jī)械臂37端部的焊接裝置31。
適于焊接鋼管P內(nèi)表面的焊接機(jī)器37被安裝在用于形成鋼管P端部完整圓周的塑形器10上。焊接機(jī)器30b和一個(gè)在塑形器10的半圓體11一邊的半圓導(dǎo)軌32結(jié)合為一體，并且一個(gè)焊接裝置33被安裝在導(dǎo)軌32上用于實(shí)行焊接操作，其在滾輪34驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行移動(dòng)。在焊接機(jī)器30b中，一邊的塑形器10的半圓體11包括一個(gè)導(dǎo)軌32，在上面的說(shuō)明中，描述了焊接裝置32沿著導(dǎo)軌32移動(dòng)的操作。在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地采用一個(gè)與自驅(qū)動(dòng)設(shè)備有小驅(qū)動(dòng)誤差的車架。
除此之外，在本發(fā)明的上述說(shuō)明中，焊接機(jī)器30b被安裝在鋼管P的外表面的塑形器10上，不過(guò)某種焊接機(jī)器可被安裝在鋼管P外表面的端部。
基于上述的設(shè)備構(gòu)造，將說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的鋼管的構(gòu)造方法。
1)排列過(guò)程使用挖掘機(jī)或者一個(gè)起重設(shè)備的反向鏟(BH)沿著掩埋鋼管P的直線進(jìn)行挖掘工作。被固定在起重機(jī)上的抓斗適于進(jìn)行挖掘工作，并且分別固定在挖掘機(jī)或者反向鏟的工作臂R的一端部上。鋼管P被抓斗抓起并且放下。正如圖6A所示，排列鋼管P。當(dāng)排列鋼管P時(shí)，為了更易安裝后面塑形器，鋼管P的端部相互挨在一起。
此時(shí)，在挖掘工作中，由于基于軋輥彎曲方法或者螺旋方法所制作的鋼管的長(zhǎng)度是6m，9m和12m，因?yàn)樗苄纹?0被安裝在鋼管的端部，基于鋼管P的長(zhǎng)度，與鋼管P端部相對(duì)應(yīng)的形成的被挖掘部分更深并且更寬，并且安裝一個(gè)用在鋼管P外表面的連接部分的焊接裝置。
2)形成完整圓形的過(guò)程正如圖6B和6C所示，塑形器10被安裝在對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中被排列的鋼管P的端部，并且使用塑形器10呈放射方向自內(nèi)向外對(duì)鋼管P沖壓，從而得到一個(gè)完整的圓形，并且保持這種形式。在鋼管P端部安裝塑形器10的操作中，塑形器10被安置在反向鏟工作機(jī)械臂R的端部，并且然后在塑形器10的鎖定設(shè)備15被打開的狀態(tài)下，操作開啟和關(guān)閉汽缸14。從而半圓形體11和12關(guān)于軸13張開。同時(shí)，反向鏟的工作臂R被移動(dòng)并且被安放在塑形器10的半圓體11和12上，從而夾持住鋼管P的端部。
在這個(gè)情況下，通過(guò)操作開啟和關(guān)閉汽缸14，半圓體11和12收縮形成一個(gè)圓形，并且使用鎖定裝置15將其鎖定，并且操作以放射方向被安裝在半圓體11和12上的多個(gè)加壓汽缸16。全部或部分加壓汽缸16能夠被有選擇地操作。當(dāng)有選擇地操作加壓汽缸16時(shí)，通過(guò)僅操作位于相對(duì)于一假想的完整圓形更向外凸出的位置處的加壓汽缸16，而對(duì)凸出部分進(jìn)行加壓。
使用塑形器10將相鄰的鋼管P端部變形使其具有某一完整的圓形，并將其固定。
在上述的說(shuō)明中，當(dāng)鋼管P端部塑形時(shí)，以從鋼管P外部到中心的方向進(jìn)行加壓，以形成一個(gè)完整的圓形，不過(guò)也可從鋼管P內(nèi)部以放射形式向外部加壓。另外，在鋼管P內(nèi)側(cè)和外側(cè)以鋼管中心方向進(jìn)行加壓，并且同時(shí)從鋼管P的中心向鋼管的外側(cè)進(jìn)行加壓。
3)裝配過(guò)程在在形成完整圓形的過(guò)程中，鋼管變形從而形成一個(gè)完整的圓形之后，鋼管P優(yōu)選地在水平狀態(tài)下裝配。正如圖6D所示，使用拉裝置拉拽鋼管P，使得鄰近鋼管P的端部鍥入鋼管P的端部。
上述操作將被詳細(xì)說(shuō)明，操作安裝在鋼管P端部的塑形器10上的拉汽缸20，從而拉起在相鄰鋼管P中的鋼管P的一邊。同時(shí)，相鄰的鋼管P端部被相對(duì)拉起并且被鍥入鋼管P的套筒PS中。
在上面的操作中，鋼管P的端部被塑形器10變形，從而形成一個(gè)完整的圓形，以實(shí)現(xiàn)順利并且容易的鍥入。
4)焊接過(guò)程當(dāng)相鄰鋼管P的端部上面的步驟中被鍥入并且接合后，正如圖6E和6F所示，鋼管P的內(nèi)或外表面的連接部分被焊接，并進(jìn)行防銹和密封處理。
在鋼管P內(nèi)表面的連接部分的焊接操作中，如圖6E所示，安裝在鋼管P內(nèi)部的焊接機(jī)器30a被安放在接近鋼管P內(nèi)表面的連接部分處，并被固定，并且焊接機(jī)器30a的機(jī)械臂37在水平和垂直的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控。焊接裝置31被設(shè)置沿著鋼管P內(nèi)表面的連接部分轉(zhuǎn)動(dòng)，并且使用轉(zhuǎn)動(dòng)軸36轉(zhuǎn)動(dòng)焊接裝置31，從而焊接鋼管P內(nèi)表面連接處。
按照上面的方法完成焊接操作后，釋放焊接機(jī)器30a的設(shè)置狀態(tài)，并且焊接機(jī)器30a沿著鋼管P縱向(中心線)方向被移動(dòng)，并被固定在一個(gè)確定的部位。
在鋼管P外表面連接部分的焊接操作過(guò)程中，焊接機(jī)器30b被安裝在鋼管P外表面的塑形器10的半圓體11上，也就是，安裝在導(dǎo)軌32的滾輪34上的焊接裝置33順著軌道32從鋼管P外表面連接部分的低側(cè)向著高側(cè)被移動(dòng)，以焊接鋼管P外表面的連接部分。
當(dāng)焊接鋼管P外表的連接部分時(shí)，如果考慮到由于塑形器10帶來(lái)的焊接工作的局限，拆除塑形器10并且沿著鍥入鋼管P的套筒PS或另一鋼管P的端部的鋼管P的方向移動(dòng)，并且然后使用焊接機(jī)器30b的焊接裝置33進(jìn)行焊接，正如圖6F中箭頭所指，以從鋼管P下側(cè)向上側(cè)的方向執(zhí)行的焊接操作實(shí)行超過(guò)兩次，從而完成焊接工作。
在上述對(duì)當(dāng)前發(fā)明的說(shuō)明中，說(shuō)明了使用在其一端帶有套筒PS的鋼管P的鍥入方法。在當(dāng)前發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例中，實(shí)行了毗鄰連接方法，其中相鄰鋼管P的外端部被靠緊并被焊接。
工業(yè)應(yīng)用正如上面所述，在根據(jù)當(dāng)前發(fā)明鋼管的構(gòu)造方法中，在構(gòu)造地點(diǎn)執(zhí)行開鑿工作，并且相鄰鋼管被粗略的排列，以及夾持相鄰的鋼管端部并以放射狀在其內(nèi)部和外部方向進(jìn)行加壓，從而形成并且裝配成完整的圓形。之后，相鄰鋼管的端部被水平排列，相鄰鋼管的端部保持被靠緊并且鍥入，從而焊接鋼管內(nèi)或外表面的連接部分，使得可以實(shí)現(xiàn)更易的鋼管構(gòu)造并且最小化了鋼管的構(gòu)造時(shí)間。
在當(dāng)前的發(fā)明中，在塑形器半圓體處以放射形式提供多個(gè)汽缸，以及提供一個(gè)能夠焊接鋼管P內(nèi)表面的連接部分的焊接機(jī)器，從而可以防止在鋼管P端部的完整圓形塑形工作或者焊接工作中可能發(fā)生的安全事故。
由于當(dāng)前的發(fā)明可以在不偏離發(fā)明的實(shí)質(zhì)和主體特征的幾個(gè)形式下進(jìn)行實(shí)施，也可以理解上述的發(fā)明并不局限于上述說(shuō)明的詳細(xì)描述，除非特別的說(shuō)明，而是應(yīng)該在所附的權(quán)利要求所界定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，并且因此在權(quán)利要求的集合和范圍內(nèi)的所有的變化或者改動(dòng)，或者所述集合和范圍的等同物得到所附權(quán)利要求的支持。
權(quán)利要求
1.一種鋼管的構(gòu)造方法，包括一對(duì)準(zhǔn)步驟，其中在鋼管被構(gòu)造的構(gòu)造地點(diǎn)，排列所述鋼管使得相鄰的鋼管盡可能靠近，并且被排列成直線形；一形成完整(perfect)圓形的步驟，其中一塑形器10被安裝在所述對(duì)準(zhǔn)步驟中被對(duì)準(zhǔn)的各所述鋼管P端部的外表面處，并且使用所述塑形器10在中心方向以放射狀對(duì)所述鋼管的端部加壓，從而用于調(diào)整并且保持完整的圓形；一裝配步驟，其中，在所述的形成完整圓形步驟后，所述鋼管P保持成直線形的情況下，所述鋼管P的端部圓周表面被靠緊并鍥入套筒PS中；以及一焊接步驟，其中焊接在所述的裝配步驟中被裝配的所述相鄰鋼管P的內(nèi)或者外表面。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述的裝配步驟中，所述相鄰鋼管P端部圓周表面在所述相鄰鋼管P保持直線形的情況下，利用所述鋼板可移動(dòng)的其他端部所施加的力被裝配。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的焊接步驟是通過(guò)一焊接機(jī)器30a執(zhí)行的，其方式為，當(dāng)以縱向方向移動(dòng)及在所述鋼管P內(nèi)部停止時(shí)，只有焊接裝置31沿所述鋼管P的內(nèi)表面的連接部分轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其中所說(shuō)的焊接步驟是通過(guò)一獨(dú)立安裝在所述鋼管P端部的外表面的焊接機(jī)器實(shí)行的。
5.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的焊接步驟是通過(guò)一整體安裝在能夠使所述鋼管P端部形成完整圓形的一裝置上的一焊接機(jī)器實(shí)行的，當(dāng)焊接裝置33進(jìn)行焊接時(shí)，沿著所述鋼管P外表面的連接部分移動(dòng)。
全文摘要
公開了一種鋼管的構(gòu)造方法。所述鋼管的構(gòu)造方法能夠?qū)崿F(xiàn)鋼管更容易的構(gòu)造并且最小化構(gòu)造時(shí)間，以此種方式，相鄰的鋼管被粗略排列在構(gòu)造地點(diǎn)，并且使用一個(gè)塑形器夾持相鄰鋼管端部以徑向方向向外施壓，從而獲得一個(gè)完整的(perfect)圓形，且接著所述鋼管以直線形式進(jìn)行排列，所述鋼管的端部被排列為彼此相鄰，或者相互楔入，從而焊接鋼管的內(nèi)外表面的連接部分。
文檔編號(hào)B23K37/06GK1886613SQ200480034668
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者李成植 申請(qǐng)人:威爾泰克有限公司