專利名稱：用于建筑結構的小徑厚比厚壁鋼管的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼管制造方法，具體涉及一種用于建筑結構的小徑厚比厚壁鋼管的制造方法。
背景技術：
在建筑結構工程，特別是在大跨度的空間建筑結構工程中，經常用小徑厚比的厚壁鋼管(即鋼管內直徑d與鋼管壁厚度t的比值較小的鋼管)作為結構構件。但是目前國內冷卷、熱軋、熱卷或熱壓成型等常規鋼管制造方法無法生產出符合建筑結構抗震工程要求且價格合理的小徑厚比的厚壁鋼管。例如熱軋方式一般只能生產中小直徑的薄壁鋼管，熱成型可生產薄壁或中等厚度 (壁厚不大于40mm)的建筑鋼管，冷卷工藝無法提供徑厚比數值較小的厚壁建筑鋼管(壁厚大于40mm)。對于冷卷成型獲得的鋼管，其延性、韌性顯著下降，甚至在冷加工過程中鋼板出現裂紋現象，不符合建筑結構工程標準。雖然國外采用熱軋工藝生產的小徑厚比厚壁鋼管能夠符合建筑結構抗震工程的要求，但其價格昂貴且訂貨周期長，不利于國內建筑工程的推廣使用。此外，國內機械、水電等行業依照其行業標準，雖然可以生產小徑厚比的厚壁鋼管，但其性能指標并不能滿足建筑結構抗震工程要求。因此提供一種可以滿足建筑結構的抗震工程要求并且生產成本較低的用于建筑結構的小徑厚比厚壁鋼管及其制造方法是一個亟待解決的技術問題。
發明內容
本發明解決的技術問題是提供一種可以滿足建筑結構的抗震工程要求并且生產成本較低的用于建筑結構的小徑厚比厚壁鋼管的制造方法。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是
一種用于建筑結構的小徑厚比厚壁鋼管的制造方法，該鋼管的內直徑d與鋼管的壁厚 t的比值滿足10 ( d/t ( 20，且鋼管的壁厚60mm ( t ( 100mm，該方法包括以下步驟 SlO 選材，根據鋼管的設計厚度，選擇合適相應厚度的Q345GJ-B級鋼板作為母板； S20 下料，根據鋼管的設計直徑，計算出所需的鋼板寬度后切割下料； S30 加熱，鋼板進行彎曲加工前，進行預熱；
S40 卷圓，用卷板機將鋼板熱卷成圓形，或用半圓形鋼模具將鋼板熱壓成半圓形； S50 焊接，將圓形鋼材焊接成鋼管，將兩個半圓形鋼材焊接成鋼管； S60 焊縫檢測，按照建筑結構焊縫質量要求，對鋼管的焊縫進行外觀以及內部質量的檢測；
S70 矯形，對于橢圓度不滿足要求的鋼管進行外形調整； S80 熱處理，對鋼管進行熱處理，消除焊接應力。改進之一在所述步驟S30中，對鋼板進行預熱的溫度為930-980°C，保溫時間為2小時。改進之二 在所述步驟S40中，始卷工件溫度為920_960°C，終卷工件溫度為 800-860 "C。改進之三在所述步驟S80中，對鋼管進行熱處理的溫度為500-600°C，保溫時間為4小時。與現有技術相比，有益效果是本發明的采用近年來國內新開發生產的建筑結構用鋼板Q345GJ-B作為母材，利用機械、水電行業的鋼管加工設備，針對建筑結構抗震工程用鋼的性能要求制造出完全適用于抗震工程且生產成本較低的小徑厚比厚壁鋼管。
圖1是實施例一的原理示意圖； 圖2是實施例二的原理示意上圖中，上棍1、下棍2、鋼板3，專用壓頭4，專用底座5，鋼板6。
具體實施例方式本發明的用于建筑結構的小徑厚比厚壁鋼管的制造方法，制得鋼管的徑厚比 d/t ( 20，鋼管的壁厚60mm < t ( 100mm，不經可以滿足建筑結構抗震工程的要求，而且。實施例1
本實施例鋼管的外直徑為1400mm，厚度t=80mm，內直徑d=1240mm，徑厚比d/t為15. 5。SlO 選材，根據鋼管的厚度，選擇厚度為80mm的Q345GJ-B級鋼板作為母板； S20 下料，根據鋼管的直徑，計算出所需的鋼板寬度后切割下料；
S30 加熱，鋼板進行彎曲加工前，進行預熱，預熱的溫度為950士 10°C，保溫時間為2小
時；
S40 卷圓，如圖1所示，用三棍卷板機將鋼板熱卷成圓形，始卷工件溫度為920°C，終卷工件溫度為820°C ；
S50 焊接，將圓形鋼材焊接成鋼管；
S60 焊縫檢測，按照建筑結構焊縫質量要求，對鋼管的焊縫進行外觀以及內部質量的檢測；
S70 矯形，對于橢圓度不滿足要求的鋼管進行外形調整；
S80 熱處理，對鋼管進行熱處理，消除焊接應力，熱處理溫度為510士 10°C，保溫時間4 小時。實施例2
本實施例鋼管的外直徑為1200mm，厚度t=100mm，內直徑d=1000mm，徑厚比為10。SlO 選材，根據鋼管的厚度，選擇厚度為IOOmm的Q345GJ-B級鋼板作為母板； S20 下料，根據鋼管的直徑，計算出所需的鋼板寬度后切割下料；
S30 加熱，鋼板進行彎曲加工前進行預熱，預熱的溫度為955士 10°C，保溫時間為2小
時；
S40 卷圓，如圖2所示用，用半圓形鋼模具將鋼板熱壓成半圓形，始壓工件溫度928°C， 終壓工件溫度845°C ；S50 焊接，將兩個半圓形鋼材焊接成鋼管；
S60 焊縫檢測，按照建筑結構焊縫質量要求，對鋼管的焊縫進行外觀以及內部質量的檢測；
S70 矯形，對于橢圓度不滿足要求的鋼管進行外形調整；
S80 熱處理，對鋼管進行熱處理，消除焊接應力，熱處理的溫度為560士 10°C，保溫時間為4小時。 本發明通過設定熱成型工藝預熱、后熱的溫度范圍值，利用相關的技術處理手段， 生產出完全適用于抗震工程性能要求且生產成本較低的小徑厚比的厚壁鋼管。上述兩個實施例鋼管的性能如下表所示
可以看出上述兩個實施例制得鋼管的性能完全符合建筑結構抗震工程的要求，且制造過程中并未使用到昂貴的設備和原材料，因此生產成本也較低。 此外，徑厚比10 ^ d/t ^ 15的鋼管，熱卷制造會比較困難，而熱壓則會相對比較容易，但是熱壓造價要大于熱卷。因此對于徑厚比15 ( d/t ( 20的鋼管，可以采用熱卷工藝制造；而徑厚比10 ^ d/t ^ 15的鋼管，則優先采用熱壓工藝制造。
權利要求
1.一種用于建筑結構的小徑厚比厚壁鋼管的制造方法，該鋼管的內直徑d與鋼管的壁厚t的比值滿足10 ( d/t ( 20，且鋼管的壁厚60mm ( t ( 100mm，其特征在于該方法包括以下步驟SlO 根據鋼管的設計厚度，選擇合適相應厚度的Q345GJ-B級鋼板作為母板； S20 根據鋼管的設計直徑，計算出所需的鋼板寬度后切割下料； S30 在鋼板進行彎曲加工前，進行預熱；S40 用卷板機將鋼板熱卷成圓形，或用半圓形鋼模具將鋼板熱壓成半圓形；S50 將圓形鋼材焊接成鋼管，將兩個半圓形鋼材焊接成鋼管；S60 按照建筑結構焊縫質量要求，對鋼管的焊縫進行外觀以及內部質量的檢測；S70 對于橢圓度不滿足要求的鋼管進行外形調整；S80 對鋼管進行熱處理，消除焊接應力。
2.根據權利要求1所述的用于建筑結構的小徑厚比厚壁鋼管的制造方法，其特征在于在所述步驟S30中，對鋼板進行預熱的溫度為930-980°C，保溫時間為2小時。
3.根據權利要求2所述的用于建筑結構的小徑厚比厚壁鋼管的制造方法，其特征在于在所述步驟S40中，始卷工件溫度為920-960°C，終卷工件溫度為800-860°C。
4.根據權利要求1所述的用于建筑結構的小徑厚比厚壁鋼管的制造方法，其特征在于在所述步驟S80中，對鋼管進行熱處理的溫度為500-600°C，保溫時間為4小時。
全文摘要
本發明涉及一種鋼管制造方法，具體涉及一種用于建筑結構的小徑厚比厚壁鋼管的制造方法。該制造方法采用Q345GJ-B級鋼板作為母板，經過下料、加熱、卷圓、焊接、矯形、熱處理等步驟制造得到小徑厚比的厚壁鋼管。該鋼管不僅符合建筑結構抗震工程的要求，而且生產成本也較低。
文檔編號B23P15/00GK102218642SQ20111011090
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者劉瓊祥, 劉臣, 張建軍, 王啟文, 郭滿良 申請人:深圳市建筑設計研究總院有限公司