范利锋，高 颖，，李 强，，宋聪惠，杨文涛

(1．燕山大学机械学院，河北 秦皇岛 066004;2．河北科技大学材料科学与工程学院，河北 石家庄 050054)

FAN Li-feng1，GAO Ying1，2，LI Qiang1，2，SONG Cong-hui1，YANG Wen-tao2

(1．College of Mechanical Engineering，Yanshan University，Qinhuangdao 066004，China;2．College of Material Science and Engineering，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang 050054，China)

1 前言

管道输送作为一种经济、安全、不间断的长距离输送方法已经得到了广泛采用，特别是随着西部油田和海洋油气田的开发，以及石油、天然气跨国经营模式的运行，我国进入了油气管道建设的高峰期［1］。这对大口径直缝焊管制造技术提出了更高的要求，最后一道成型工序——扩径技术是保证焊管质量的重要手段，在淘汰古老的水压扩径同时，应用机械扩径技术是制管技术的一大创新。

相对于传统的水压扩径而言机械扩径有着以下优点［2-7］:

(1)机械扩径以内径定尺寸，产品内径尺寸准确，不受管坯壁厚和材料性能影响;

(2)因分瓣凸模径向位移和锥体轴向位移比值较小，可通过控制轴向行程准确补偿回弹量和模具磨损量;

(3)通过调整扩径行程、重叠率和扩径步长可以方便的利用同一组模具生产一定范围内不同规格的钢管。

机械扩径技术是大口径直缝焊管制造核心技术，其发展直接决定我国的制管技术水平。

2 机械扩径工艺过程

机械扩径是一段一段地进行的。机械扩径机主要由送管小车和扩径头组成。扩径头由若干个扇形块(扩胀块)组成，套在锥形芯轴上，而芯轴通过拉杆固定在液压缸的活塞杆上。当液压缸活塞和拉杆、芯轴向右移或向左移时，在锥形芯轴表面的扇形块向外扩展或缩小。扩径头伸入管坯内，使管坯向外扩张，从而使与扇形块接触的一段焊管得到扩径，达到扩径的目的［3，4］，机械扩径原理如图1所示。……