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【摘要】本文简要介绍了螺旋焊管扩径工艺的工作原理，针对扩径楔块螺栓断裂进行分析，找出了其失效的原因，并进行技术改造，彻底地解决了所存在的问题，提高了设备的安全性和可靠性，确保生产工作正常运行。
【关键词】螺旋焊管；扩径；设备改造；螺栓校核
一、前言
在螺旋焊管的生产过程中，管端扩径是生产中必不可少的一道工艺程序.通过现场调研，发现扩径工艺中楔块装置的螺栓经常断裂，这不仅耽误了正常生产，降低了扩径设备的有效工作效率，而且还增加了生产成本。为了更好地适应西气东输二线钢管生产的需要，扩径楔块的技术改造工作已经势在必行。
二、管端扩径的工作原理
如图1所示，图1中标记序号部分分别为：1.钢管；2.扩径头；3.楔块；4.模具；5.连接机构；6.液压油缸.液压油缸6提供原动力，通过连接机构5带动扩径头2做往复收拉运动.楔块3与扩径头2直接接触，控制模具4的收缩，使钢管管端达到扩径工艺所需要的理想尺寸。
三、螺栓失效影响及原因分析
通过现场调研，管端在扩径过程中，楔块处连接铜板的螺栓经常发生断裂，这种现象给生产造成很多的不便，主要表现在以下几个方面：
1.钢管正在进行管端扩径，螺栓突然断裂，扩径尺寸达不到标准尺寸，管端出现畸形形变，工艺上要求切掉管端，造成生产浪费，提高了生产成本。
2.机器设备出现故障，影响整个生产工艺的运行速度。
3.降低了扩径机的有效利用率。
4.螺栓断裂螺纹中，更换相对不易，增加了维修人员的工作量。
鉴于以上诸多对生产不利因素，我们急需要对管端扩径机螺栓断裂问题进行分析，对设备进行技术改造。通过对断裂螺栓的分析得出其失效的主要原因：螺栓强度不足，断裂主要是受剪切力的作用。
四、螺栓强度校核
1.螺栓所能承受的最大剪力
扩径楔头铜板现状：楔头铜板与斜块之间用螺栓连接，螺栓为M10，数量为10个，性能等级为8.8级，具体如图2所示。
计算每个螺栓所能承受的最大剪力：
2.螺栓强度校核方法
（1）从满足生产要求方面进行校核
以西气东输二线钢管为例，对Φ1219× 18.4mm钢管进行扩径处理。扩径后钢管，管端发生塑性变形，即钢管内管端接触处任意一点主应力不小于钢管的屈服极限。
管端扩径设备每端有12个楔块，既有12块铜板，每个铜板上有10个螺栓，设每个螺栓平均受剪切力为Q2。
则：Q2 螺栓不满足强度要求，故发生截面断裂现象。
五、楔块的技术改造
鉴于校核中出现的问题，我们需要对楔块进行技术改造。在保证安全、经济的前提下，力争对设备改动最小，效果最佳。具体技术改造如图5所示。
在铜板中心处增加一道凸槽，槽宽40mm，深6mm，去掉中间两个螺栓，在楔块的对应位置开凹槽，配合铜板，提高抗剪切能力。
计算铜板抗剪力：
六、结语
通过对螺旋焊管扩径机楔块装置的技术改造，成功地解决了螺栓断裂的问题。不仅保证了焊管扩径工序的顺利进行，而且还提高了设备的安全性和可靠性，满足制管企业的需求，保证了企业的可持续发展。
参考文献
[1]成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社， 2002.
[2]濮良贵.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006.
[3]刘鸿文.材料力学[M].北京：高等教育出版社，2003.
【关键词】螺旋焊管；扩径；设备改造；螺栓校核
一、前言
在螺旋焊管的生产过程中，管端扩径是生产中必不可少的一道工艺程序.通过现场调研，发现扩径工艺中楔块装置的螺栓经常断裂，这不仅耽误了正常生产，降低了扩径设备的有效工作效率，而且还增加了生产成本。为了更好地适应西气东输二线钢管生产的需要，扩径楔块的技术改造工作已经势在必行。
二、管端扩径的工作原理
如图1所示，图1中标记序号部分分别为：1.钢管；2.扩径头；3.楔块；4.模具；5.连接机构；6.液压油缸.液压油缸6提供原动力，通过连接机构5带动扩径头2做往复收拉运动.楔块3与扩径头2直接接触，控制模具4的收缩，使钢管管端达到扩径工艺所需要的理想尺寸。
三、螺栓失效影响及原因分析
通过现场调研，管端在扩径过程中，楔块处连接铜板的螺栓经常发生断裂，这种现象给生产造成很多的不便，主要表现在以下几个方面：
1.钢管正在进行管端扩径，螺栓突然断裂，扩径尺寸达不到标准尺寸，管端出现畸形形变，工艺上要求切掉管端，造成生产浪费，提高了生产成本。
2.机器设备出现故障，影响整个生产工艺的运行速度。
3.降低了扩径机的有效利用率。
4.螺栓断裂螺纹中，更换相对不易，增加了维修人员的工作量。
鉴于以上诸多对生产不利因素，我们急需要对管端扩径机螺栓断裂问题进行分析，对设备进行技术改造。通过对断裂螺栓的分析得出其失效的主要原因：螺栓强度不足，断裂主要是受剪切力的作用。
四、螺栓强度校核
1.螺栓所能承受的最大剪力
扩径楔头铜板现状：楔头铜板与斜块之间用螺栓连接，螺栓为M10，数量为10个，性能等级为8.8级，具体如图2所示。
计算每个螺栓所能承受的最大剪力：
2.螺栓强度校核方法
（1）从满足生产要求方面进行校核
以西气东输二线钢管为例，对Φ1219× 18.4mm钢管进行扩径处理。扩径后钢管，管端发生塑性变形，即钢管内管端接触处任意一点主应力不小于钢管的屈服极限。
管端扩径设备每端有12个楔块，既有12块铜板，每个铜板上有10个螺栓，设每个螺栓平均受剪切力为Q2。
则：Q2 螺栓不满足强度要求，故发生截面断裂现象。
五、楔块的技术改造
鉴于校核中出现的问题，我们需要对楔块进行技术改造。在保证安全、经济的前提下，力争对设备改动最小，效果最佳。具体技术改造如图5所示。
在铜板中心处增加一道凸槽，槽宽40mm，深6mm，去掉中间两个螺栓，在楔块的对应位置开凹槽，配合铜板，提高抗剪切能力。
计算铜板抗剪力：
六、结语
通过对螺旋焊管扩径机楔块装置的技术改造，成功地解决了螺栓断裂的问题。不仅保证了焊管扩径工序的顺利进行，而且还提高了设备的安全性和可靠性，满足制管企业的需求，保证了企业的可持续发展。
参考文献
[1]成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社， 2002.
[2]濮良贵.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006.
[3]刘鸿文.材料力学[M].北京：高等教育出版社，2003.