钢管管端内外径测量系统的设计与实现

为了实现对钢管管端内外径、不圆度的自动化非接触快速测量,设计并实现了一种钢管管端内外径测量系统。该系统利用转台带动激光三角法位移传感器绕钢管中轴线转动的方法来测量管端截面整个圆周的外径和内径尺寸,然后利用圆心拟合算法修正转台中轴线与钢管中轴线不重合带来的误差。通过平移台自动调整测量截面与管端的距离,大型升降台调节管心对齐高度,双臂平移台调节可测量管径范围,自动实现对不同管径钢管的非接触测量。实验结果表明:系统测量精度小于0.05mm;重复性限小于等于5μm;每个管端截面测量500个点时,测量时间小于25s。设计的系统具有精度高、操作简便、测量速度快的优点,满足无缝钢管生产在线检测的要求,并已经在天津天管元通管材制品有限公司通过离线测试。

激光三角法在锥管螺纹轮廓测量中的应用

设计了基于激光三角测量原理的锥管螺纹轮廓测量系统,以非接触扫描的测量方法实现螺纹轮廓的自动测量。系统以ADu C845单片机为核心,采用激光三角位移传感器、精密丝杠和编码器分别获取螺纹垂直(Y轴)和水平(X轴)方向的原始数据,进而得到螺纹轮廓的坐标值。对数据进行相应的滤波和处理后综合得到螺纹轮廓,通过参数的算法模型得出螺纹的牙高、螺距和锥角等参数。

曲率半径和切速对小管径激光切缝宽度的影响

研究了曲率半径(管径)和切割速度对薄壁小管径(外径D<80mm,壁厚t=2.5mm)无缝钢管激光圆周切缝宽度的影响,发现:(1)随着激光切割圆周角度(弧长)的增加,切缝宽度增加;(2)在相同激光工艺参数条件下,随着曲率半径(管径)的减小,圆周平均切缝宽度增加,且当D<25mm时,圆周平均切缝宽度急剧增加;(3)随着切割速度的增加,圆周平均切缝宽度减少。曲率效应和激光作用时间不同是造成上述现象的主要原因。最后提出,为了获得均匀宽度的圆周切缝,对于薄壁小管径无缝钢管激光切缝,应采取变工艺参数的措施。

激光倾斜照明法测量钢板厚度

提出了一种激光倾斜照明的方法来测量钢板厚度,利用激光光束斜射到待测板侧面,用工业摄像机将被测板上的激光光斑成像于CCD靶面上,基于光斑像高与被测板厚度的几何关系计算出待测板厚度。由于被测物面不垂直于光轴、钢板沿宽度方向的运动均对测量结果有影响,对此作了分析并进行了修正。实验表明该方法可广泛应用于实际工业在线测量中。

无缝钢管的矫直残余应力与压下量和温度的关系研究

采用MSC.MARC有限元软件模拟分析无缝钢管的矫直过程,研究了在满足无缝钢管直线度要求的情况下,管体残余应力与矫直压下量和矫直温度之间的关系。无缝钢管矫直过程的模拟分析和实验测试表明,无缝钢管的弹性模量(或钢级)越高,其矫直残余应力越大;适当提高矫直温度,可降低矫直残余应力,提高无缝钢管的机械性能。

石油钻杆螺纹廓形参数在机测量系统研究

为解决石油钻杆因尺寸长、重量大等装卸不便因素给其两端内、外螺纹廓形参数测量带来的困难,设计并实现了一种安装于SCK230型数控石油钻杆螺纹修复机床上的非接触式石油钻杆螺纹在机测量系统。该系统利用数控机床的伺服功能带动二维激光位移传感器获取螺纹某轴截面的廓形数据;采用基于不连续度的自适应滤波算法对采集的廓形信息进行降噪处理,根据石油钻杆螺纹牙形的几何特征对降噪后的离散数据分段,以加权整体最小二乘法为基础拟合出各段廓型数据的回归模型;实时计算螺纹参数,判断加工质量。对NC50型石油钻杆螺纹及其标准环规的测量结果表明,该系统可在7.5 s内完成长度为25 mm的螺纹测量,测量精度为±8μm,重复性限≤4μm且重复性较高。设计的在机测量系统利用了良好的数控资源,实现了石油钻杆螺纹廓形参数的在机测量,提高了测量精度和效率。

无缝钢管过盈压接的非线性有限元模拟

无缝钢管过盈压接工艺是近年来发展起来的一种管道连接技术,具有管道连接施工效率高、接头防腐性能好等优点。压接过程的应力分析对压接工艺设备的设计和了解接头的连接强度具有重要作用,文章针对D159mm×8mm无缝钢管,利用弹塑性大变形有限元方法模拟了无缝钢管过盈压接工艺的全过程,分析了胀口、退模、压接过程的应力和接头的连接强度,得到了胀口及压接所需的轴向推力,给出了压接残余应力分布和保证接头强度所需的配合长度,为压接设备和接头的设计提供了依据。

钻杆管螺纹型面信息在机测量方法研究

为解决因实际因素限制所导致的钻杆管螺纹无法应用现代测量方法检测的问题,设计并实现了钻杆管螺纹型面信息在机测量系统。基于激光三角原理采集螺纹型面原始数据,提出了一种将自适应莱依特准则与基于改进小波自适应阈值相结合的点云数据去噪方法,并应用该方法对扫描数据降噪处理;通过抗差最小二乘法对降噪后数据进行拟合,再根据拟合廓形导数情况对进行分段并提取特征点;最后通过提取的特征点计算螺纹廓形参数。该系统可以实现螺纹的在机非接触测量,操作简单且可以实时检测螺纹加工质量,提高了检测精度和效率。

厚壁无缝钢管纵向内壁缺陷超声波探伤方法的研究

针对超声波检测时纯横波无法同时实现厚壁无缝钢管纵向内、外壁缺陷的检测,对无缝钢管超声波探伤入射角的允许范围进行计算,理论分析纯横波和变形横波探伤时所能检测的无缝钢管t/D范围,并给出纯横波和变形横波检测常规外径无缝钢管时的壁厚范围。分析认为:无缝钢管t/D≤0.20时采用纯横波对内、外表面进行探伤;0.20<t/D≤0.26时,应使用变型横波进行表面探伤,可解决厚壁无缝钢管纵向内壁缺陷检测的难题。

无缝钢管矫直分析

为了消除无缝钢管轧制后的纵向弯曲及圆度误差,一般要采用矫直工艺。矫直工艺决定了无缝钢管的几何形状,同时也影响其力学性能。文章建立了符合无缝钢管规范要求的矫直力学模型,对无缝钢管矫直时的变形规律进行了分析,同时建立了有限元分析模型。

基于成本加成法的价格预测——以无缝钢管为例

成本加成法是许多工业企业定价的主要方法,无缝钢管行业是典型的以成本加成法为主定价的行业。在当前行业竞争激烈的环境中,较为精确地估计产品价格未来变化,对企业正确决策极为关键。本文基于成本加成理论推导出无缝钢管价格预测的理论模型,以定价基准品种热轧无缝钢管为例,主要运用误差修正方法进行实证分析,结果显示价格预测模型精度良好,并估计出该产品的行业利润为负,经济学解释与现实极为符合。

316L不锈钢无缝钢管的水蒸气吸附特性研究

为评估不锈钢管的水蒸气吸附作用对气体性质的影响,采用穿透法研究了316L不锈钢无缝钢管的水蒸气吸附特性,并对水蒸气吸附量与温度和水蒸气分压的关系进行了拟合。结果表明:在温度为31~71℃,水蒸气分压为78.8~1950 Pa范围内,316L不锈钢无缝钢管的水蒸气吸附量与水蒸气分压的1.00次方成正比关系,水蒸气吸附热约为6.1 kJ/mol。在温度为100℃和130℃时(水蒸气分压为7.67~53.75 kPa范围内),吸附量分别与水蒸气分压的1.55次方和1.49次方成正比关系。

一种连杆机构定心辊装置的设计计算方法

定心辊装置是无缝钢管穿制生产线上的一个重要装置,它在管坯穿孔过程中抱紧顶杆和毛管,可以起到提高穿孔机顶杆的刚度以及防止顶杆和毛管跑偏而造成毛管内孔偏心、质量下降的作用。介绍了一种连杆机构定心辊装置的新型设计计算方法,即采用作图法和Inventor三维软件草图方法,使所设计的定心辊装置在开口度为Φ100～500mm情况下的定心精度达到0.05mm以上。

优质双金属无缝钢管生产工艺

西班牙挤压成型钢管公司采用热挤压工艺成功地生产出双金属无缝钢管。介绍了该双金属管的生产工艺、经济和技术指标、联接方式以及主要用途。

不锈钢管和钛管的气动泄漏密实性试验新方法

分析了水下气压试验、水压试验和涡流或超声波无损检测等3种泄漏密实性试验在不锈钢管和钛管泄漏量检查中的优缺点,介绍了气动泄漏试验的原理、方法、判别准则及其优越性。分析认为,在不锈钢管和钛管的泄漏密实性检测中,气动泄漏试验的灵敏度高,且全自动,但其关键是设计或采购具有高灵敏度压力或压差的传感器,并采用激光打孔法制作0.076～0.152mm细微泄漏孔的标样管。

基于参数辨识的管材内涂层膜厚测试方法改进

为了提高石油管材内涂层质量并节省涂料,研究在喷涂线上加装膜厚自动测量装置.首先介绍膜厚测量原理,并基于激光三角法和测试精度要求确定传感器的各个设计参数;其次,对测试系统进行标定实验,实验结果表明测量误差较大;最后,建立关键参数b的辨识模型,确定b值后重新对测量系统进行标定.通过对传感器的精度分析和实验验证,结果表明经参数辨识校正后的测量系统精度提高了1个数量级,误差控制在±0.02 mm以内.

无缝钢管轧制力的计算方法研究

无缝钢管制造过程中的轧制力是一个重要工艺参数,通常基于平板轧制经验公式建立计算模型。本文基于钢管的轧制机理,建立了轧辊直径、轧制孔型、毛管尺寸、轧制压下量、轧辊与毛管的接触角、轧制速度、轧制温度等参数与轧制力的关系,采用离散化方法将轧辊与毛管的轧制接触区按照减径区和减壁区分别离散成若干个单元,并将接触区的变形速度也按相应的单元进行离散化处理。采用热模拟实验确定材料的应变速度和温度与屈服应力的关系,计算接触区各单元的屈服应力和轧制压力以及机架方向的轧制力,通过各单元的轧制力叠加获得总的轧制力和管体的压溃力。通过这种方法获得的轧制力远比传统计算方法获得的轧制力准确,能够满足轧制工艺控制的要求。

穿孔方法的分类与比较

从无缝钢管的生产方式、轧辊的形状及轧辊数量对穿孔方法进行分类,针对各种穿孔方法的特点、优缺点及应用等方面作比较。

双相不锈钢无缝钢管生产裂纹浅析

双相不锈钢无缝钢管生产所面临的最大问题就是产生裂纹 ,裂纹的产生与钢的塑性、韧性有密切关系 ;而生产加工中的双相钢的塑性。

无缝钢管激光视觉准直技术

应用多个激光线结构光传感器对无缝钢管进行光切 ,求出各个光切面中心点的空间三维坐标 ,由此确定钢管轴线的直线度。本文提出了无缝钢管直线度激光视觉测量方法 ,推导了数学模型 ,进行了实验研究 。