不锈钢无缝钢管穿孔轧制
工
程
技
术
教
材
目录
一、钢、钢管、钢管轧机及穿孔机的分类2---5
二、曼氏穿孔机的穿孔原理6----8
三、不锈钢无缝钢管斜轧穿孔的工作特点9----11
四、穿孔荒管缺陷的产生与注意事宜（不锈钢）12----15
一、钢、钢管、钢管轧机及穿孔机的分类
1、钢分类
1.1按化学成分分类：非合金钢、低合金钢、合金钢。我们这里讲到的不锈钢属于合金钢中“特殊质量合金钢”中的“不锈、耐腐蚀和耐热钢”。
不锈钢按金相组织一般分为：马氏体（例：1Cr13-410）、铁素体(例：1Cr17-430) 、奥氏体(例：1Cr17Mn6Ni5-201、1Cr17Ni7-301、0Cr18Ni9-304)、奥氏体+铁素体双相钢(00Cr25Ni6Mo2N-SUS329JE)、沉淀硬化不锈钢。
马氏体和铁素体型的铬不锈钢，俗称“不锈铁”
1.2钢产品分类：钢的工业产品、钢的其他产品
钢的工业产品分类：
A、初级产品---------液态钢或钢锭
B、半成品------------有轧制或锻造钢锭获得
C、轧制成品和最终产品
D、锻制条钢
实际关联较多的：（1）条钢（2）盘条（3）扁平产品
（4）钢管（弯曲度5mm/米）：无缝钢管、焊管。中空型材、中空棒材。2、钢管分类：无缝钢管、焊管
无缝钢管：由钢锭、管坯或钢棒穿孔制成的没有缝的钢管。用铸造方法生产的管子称铸钢管。
在无缝钢管中是按用途及材料综合分类的，按材料分为碳钢和不锈钢（习惯叫法，不是国际分类）
在不锈钢无缝钢管中，国内主要有以下一些（按标准号顺序排列）
GB/T3089 不锈耐酸极薄壁无缝钢管
GB/T3090 不锈钢小直径无缝钢管
GB/T13296 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管
GB/T14975 结构用不锈钢无缝钢管
GB/T14976 流体输送用不锈钢无缝钢管
3、钢管轧机及穿孔机的分类
对于碳钢管、无缝钢管的生产方式既有共同的，也有各自特点。
我国无缝钢管生产始于1953年，在鞍钢由前苏联援建的140自动轧管机组。
3.1无缝钢管的生产方式大致有以下几种：
3.1.1自动轧管机组
3.1.2连轧管机组
3.1.3周期轧管机组（皮尔格）
3.1.4三辊轧管机组
3.1.5顶管机组CPE
3.1.6挤压钢管机组（加热、水压穿孔、再加热、挤压、定径及精整）。
无缝钢管机组通常是以中间延伸机组的名称来命名的
无缝钢管生产的基本工艺程序：
A、坯料准备（不锈钢：剥皮、检查、修磨、切断、打定心空）
B、管坯加热
C、穿孔
D、轧管（延伸）
E、再加热与定减径
F、精整、检查、包装入库
对于D、E两道则是冷拔、冷轧等工序
4、穿孔机的分类
管坯穿孔主要有：压力穿孔（挤压机组）、推轧穿孔（P.P.M）、斜轧穿孔。
斜轧穿孔应用最为广泛，现介绍轧钢专业的几种轧制方法
（1）纵轧----金属轧件延伸方向，以及金属运动的方向与轧辊圆周的速度方向是一致的，金属只有直线运动。
（2）横孔-----金属主要流动方向垂直于轧辊圆周速度方向，轧件只有旋转运动，例如：车轮轧机
（3）斜轧-----金属主要流动方向与轧辊圆周速度方向构成一定的角度
轧件的运动是一面旋转一面前进。
区分了纵轧、横轧、斜轧之后，看“斜轧穿孔”机型分类
斜轧穿孔机：二辊式穿孔机（配导板的、配导辊的、配导盘的）、三辊式穿孔机
还有按轧辊形状分类（主要是二辊式）
即：桶形轧辊、蘑菇形轧辊（菌式）、盘形轧辊。
这其中，应用最多的是桶形轧辊、配导板的穿孔机，即曼乃斯曼穿孔机。
温州地区几乎全是这种穿孔机。
其他二辊穿孔机：狄塞尔穿孔机、阿克穿孔机
三棍穿孔机：阿塞尔穿孔机、特朗斯瓦尔穿孔机。
二、二辊斜轧穿孔机（曼氏）的工作原理
曼氏穿孔机穿孔过程（图示1）
（图示2）图示1图解：
区段Ⅰ称作一次咬入区也叫顶头前压缩区
区段Ⅱ称作穿孔区
区段Ⅲ称作展轧区，也叫辗轧区
区段Ⅳ称作展圆区，也叫规圆区
加热好的圆管坯被汽缸推杆推入穿孔机，管端与轧辊在a点接触，由于轧辊有一个8°的倾角（一般称之为前进角β），所以管坯便被轧辊咬入，这次的咬入称作一次咬入。管坯开始旋转并前进。由于轧辊又有一个2.5°~3°的辊面角，即形成一个喇叭状的开口，管坯在前进中被逐步加大了压缩量。
管坯螺旋前进，直到碰到置于轧辊中心左侧一定位置的顶头。
这一段我们称之为顶头前压缩区，在此区域，金属一部分横向流动，向辊缝间流去，遇到导板被阻止，由于导板距大于辊间距而使坯料变椭圆，一部分（主要是外层金属）分层次地轴向延伸，向前跑，在坯料的前端形成一个喇叭形的凹窝。凹窝和定心孔便于管坯与顶头尖部的“对准”。管坯端面前进至b点，遇到顶头后，顶头可以随坯料进行旋转，但是限制坯料的轴向前进。
只要在一次咬入区内有足够的压缩量，有8°倾角的轧辊便会对坯料产生足够的拽入力，那么管坯便被顶头“顶通”了，即有实心圆坯变成了空心荒管，也就是进行了穿孔。
经过b点，也叫二次咬入。
从b点至c点这一段，顶头与轧辊的缝隙是由厚变薄（由轧辊辊型和顶头形状在设计时便计算好的），因此荒管壁厚是逐步减少的。
C点至d点的Ⅲ段，顶头和轧辊之间的缝隙是均匀的，在此段荒管被碾轧，使得壁厚尺寸的精度，内外表面质量得以改善和保证。起到了匀整作用。
荒管经过d点之后，内壁已超出了顶头，此时轧辊把椭圆形的荒管转轧成圆形，所以也叫规圆。
下面简述导板在穿孔过程中的工作情况。
一次咬入时，管坯仅被下导板托一下，不受导板限制，否则由于此时拽入力还小若受导板限制，很容易产生咬不入。
在坯料进入Ⅰ区后，即一次咬入后，前进某一距离便和导板也接触，与导板接触过早，导板对管坯前进产生阻力，特别是到达b点，坯端遇到顶头时，顶头也产生阻力，容易产生前卡，不能实现二次咬入，不能进行穿孔。但是与导板接触过晚，坯料的椭圆变形较大，对于不锈钢来讲有时不利的，容易产生中心疏松、孔腔，即我们所说的内裂，所以要有合理的导板形状和合适的导板距离，使得导板在合理的位置开始与被压缩的实心管坯接触。在Ⅱ区，管坯心部的“肉”被挤向周边，此时导板的作用相当重要，它控制着横向的变形，其与轧辊、顶头共同构成一个环型的孔型使得穿孔过程能够进行。
在Ⅲ区导板起着同样的作用。
在Ⅳ区，外壁先脱离导板，荒管内壁脱离顶头，在轧辊间被规圆从而完成穿孔过程。如果在此区间毛管仍与导板接触，则荒管易被“夹扁”。在任何情况下，导板间距都是大于轧辊间距，否则将无法穿孔。正因为如此，荒管在穿孔过程中是椭圆的，也正因此，荒管在规圆后，其内径尺寸大于顶头尺寸，即使在温度降低收缩尺寸后，仍大于顶头尺寸，荒管才得以从顶头、顶杆中“脱出”。
通过对穿孔过程的细化分析，我们知道，穿孔变形受轧辊、导板、顶头的尺寸与形状影响（设计时决定的），以及辊间距、导板距、顶头位置的影响（现场调整决定的）。目前我们大部分穿孔机的轧辊倾角是：α=8°，辊面角：β=3°（2.5°），导板和顶头也都有较为定型的尺寸或样板
现场调整便是穿孔过程的一个重要环节，在穿孔调整中用到下面一些公式和参数：
荒管外径：D 管坯直径: Do 轧制带宽：K
轧辊壁厚：S 辊间距： B 导板距： A
轧辊辊面角：α导板出口角：α1 顶头伸出量：C（伸出轧制中心）
1、延伸系数：μ=DO2/〔4S（D-S）〕（μ=坯截面积/管截面积）（不
计烧损）
2、总压缩系数：U=〔(Do-B)/Do〕×100%（U=9%~18%,厚壁管、
不锈钢管取小值）
3、顶头前压缩量：Uo=｛〔Do-B-2(C-K/2)tgα〕/Do｝×100%
（4%~7%）
4、椭圆度：θ=（A+2t.tgα1）/B
二、不锈钢无缝钢管穿孔中的工作特点
不锈钢由于其自身的一些物理、机械、成分等特殊的性能，在穿孔生产中便需适应其性能特点而在工艺上相应的措施。
1、备料
1.1不锈钢管坯一般采用片砂轮切割或带锯锯切，而不宜采用剪切和火焰切割
1.2不锈钢管坯一般需进行剥皮检查，防止和减少表面缺陷
1.3一般需进行冷定心（打定心孔）
1.4管坯的来源应当有足够的压缩比，应比碳钢大。
2、加热
2.1加热炉内气氛应当是弱氧化性的，即二次风的供氧量略有多余。这样，一方面可减少钢坯表面氧化的程度，另一方面可防止钢坯表面增碳，这一点是很重要的。这个问题在以后的钢管退火、固溶处理也应注意。有的管子表面去油不净，进炉后表面增碳，对于一些超低碳钢种（如304L、316L）便会碳超标而致废。
2.2不锈钢常温下导热系数小（即传热慢），而膨胀系数大，所以应当在炉内有较长的预热时间。即加热初期，管坯的升温速度宜慢些，以防产生热裂纹。
2.3当坯温超过850℃后，不锈钢的导热性和塑性迅速增加，此时应当快速加热，并在均热段短时间均热。
2.4不锈钢在高温段停留的时间不能太久，正常穿孔时要把握“放钢”的节拍，机器、工具处理事项时，要把握钢坯驻炉的时间及炉内温度的调节。这是因为我们常用的奥氏体不锈钢在高温时会产生α相，即生成铁素体，α相超过一定比例后，金属热塑性急剧下降，严重时，将导致穿孔无
法进行。即使在950℃，长期保温时，也会产生α相，也会降低钢的塑性。而且，高温及长时保温还会使内部晶粒粗大。
2.5不锈钢穿孔的工作温度范围相对而言是比较窄的，2.4讲到高了不行，但低了也不行，温度偏低，钢的塑性降低是一个方面，另一方面变形抗力会大许多。而我们知道，正常温度下，不锈钢的变形抗力就比较大，再增大许多，就不能正常穿孔了。所以要把握好管坯的温度范围。
3、穿孔参数的调整
3.1总压缩系数：U=〔（Do-B）/Do〕×100%，由于不锈钢的热变形能力较差，所以U值不能大，一般在
4.5%~
5.5%，否则容易中心疏松而发生内裂。但顶头前压缩量太小，又会由于咬入力小，在穿孔中不稳定，出现二次咬不入或者造成前卡。
3.2椭圆度：θ=(A+2t . tgα1 )/B也不能大，一般在1.07~1.08（不能超过1.1）。也是由于不锈钢的热塑性较差，为减少拉应力而采用小的椭圆度。
3.3对于不锈钢宜采用扩径穿孔，一般荒管外径比管坯直径大5%~10%，这是因为不锈钢的宽展较大，在穿孔中扩径量也较大。
3.4选用适当的、较低的穿孔速度。适宜的轧辊转速会减少钢坯与轧辊之间的滑移，改善咬入，穿孔升温也不太高，有利于提高毛管质量。在实际生产中，厂家为了增加轧辊的使用寿命------即轧辊重车次数，便加大轧辊直径。但要讲究一个“度”。加轧辊直径，便加大了轧辊的线速度（我们的设备都是交流电机传动，固定转速；轧辊前进角β=8°也是固定的），当增大到一定程度时，由于穿孔速度的偏高而会影响到钢管的穿孔质量，必要时应减少轧辊的原定转速来适应。
3.5钼顶头的涂玻璃粉润滑和穿孔时轧辊间冷却水量的控制等也是要认真对待的。
三、穿孔荒管缺陷的产生与注意事项（对于不锈钢类）
1、钢管外表缺陷的控制
不锈钢荒管外表面缺陷主要有以下几种：
1.1外折叠、发纹，除由于钢材质量的原因之外，管坯在加热时升温过快易
引发热裂纹，导板表面不良也会刮伤。
1.2表面压痕：主要是轧辊或钢管本身粘有异物所致。
1.3较重的螺旋压痕：一方面是由于轧制工具磨损严重后所致，另一个原因便是轧辊的规圆段辊长不足而形成。
2、钢管内表面缺陷的控制
2.1钢管的内折叠和内裂纹
这是不锈钢穿孔生产最常见到的问题，缺陷有时在管头，有时在管尾，有时在某一段，有时是通长都有。要针对具体生成的原因来应对。
2.1.1由于圆坯在顶头前压缩区Ⅰ中已形成了疏松空腔，内折叠可能是通长或成段的断续。
而形成空腔的原因很多，主要归纳如下：
1)钢的自然属性-------主要是材料的“穿孔性能”
A、材料品种
B、钢的纯净度、夹杂物多少与形态、偏析等，炼钢、浇铸、冷却
等因素。
C、轧钢过程温度控制、压缩比-------晶粒度大小
2）顶头前压缩量，这个量要适当。小了，拽入力不够；大了，变形不均匀性增加，易形成空腔。压缩段不宜太长，反复次数过多时，易裂。与顶头前伸量也有关。
3）调整参数中的椭圆度-------导板距是重要因素，而导板若太小又容易包顶头，脱不出管。
4）加热制度---------加热由线要合理。
5）定心孔不良，会造成管子头部端一段内裂。
6）顶头磨损及尖部熔损等工具不良所致。
根据缺陷状况，分析其产生的原因，便可找到对应的解决办法。
2.2严重内螺纹
主要是顶头设计不合理，或者顶头磨损严重而产生。
其他的尺寸方面的缺陷，例如：直径大小、壁厚超差及均匀性等问题，相对比较好处理，就不再一一解说了。
无缝管生产 manufacturing process of seamless tube and pipe 摘要：本文介绍了无缝钢管厂的生产工艺流程及设备无缝钢管为用穿孔等方法生产周边无接缝的钢管或其他金属管和合金管。无缝管的外径范围为 0.1～1425mm，壁厚为0.01～200mm。除圆形管外,还有各种异形断面管和交断面管。 关键字：生产工艺，设备，轧管，穿孔机 生产方法无缝管的生产方法很多。无缝钢管根据交货要求，可用热轧(约占80～90％)或冷轧、冷拔（约占10～20％）方法生产。热轧管用的坯料有圆形、方形或多边形的锭、轧坯或连铸管坯，管坯质量对管材质量有直接的影响。热轧管有三个基本工序：①在穿孔机上将锭或坯穿成空心厚壁毛管；②在延伸机上将毛管轧薄，延伸成为接近成壁厚的荒管；③在精轧机上轧制成所要求的成品管。轧管机组系列以生产钢管的最大外径来表示（见轧机）。无缝钢管生产方法见表。 （1）自动轧管生产生产无缝钢管的方式之一。生产设备由穿孔机、自动轧管机、均整机、定径机和减径机等组成。其生产工艺流程见图。
（2）连续轧管生产生产设备由穿孔机、连续轧管机、张力减径机组成。圆坯穿成毛管后插入芯棒，通过7～9架轧辊轴线互呈90°配置的二辊式轧机连轧。轧后抽芯棒，经再加热后进行张力减径,可轧成长达165m的钢管。140mm连续轧管机组年产40～60万吨，为自动轧管机组的2～4倍。这种机组的特点是适于生产外径168mm以下钢管,设备投资大,装机容量大,芯棒长达30m,加工制造复杂。70年代后期出现的限动芯棒连续轧管机（MPM）,轧制时外力强制芯棒以小于钢管速度运动，可改善金属流动条件，用短芯棒轧制长管和大口径钢管 （3）周期轧管生产以多边形和圆形钢锭或连铸坯作原料，加热后经水压穿孔成杯形毛坯，再经二辊斜轧延伸机轧成毛管,然后在带有变直径孔槽的周期轧管机上,轧辊转一圈轧出一段钢管。周期轧管机又称皮尔格尔（Pilger）轧管机。周期轧管生产是用钢锭作原料，宜于轧制大直径的厚壁钢管和变断面管。 （4）三辊轧管生产主要用于生产尺寸精度高的厚壁管。这种方法生产的管材，壁厚精度达到±5％，比用其他方法生产的管材精度高一倍左右。工艺流程见图4。60年代由于新型三辊斜轧机（称Transval轧机）的发明，这种方法得到迅速发展。新轧机特点是轧到尾部时迅速转动入口回转机架来改变辗轧角，从而防止尾部产生三角形，使生产品种的外径与壁厚之比，从12扩大到35，不仅可生产薄壁管，还提高了生产能力 （5）顶管生产传统的方法是方坯经水压穿孔和斜轧延伸成杯形毛管，由推杆将长芯棒插入毛管杯底，顺序通过一系列孔槽逐渐减小的辊式模架，顶轧成管。这种生产方法设备投资少，可用连铸坯，能生产直径达1070mm、壁厚到200mm的特大特厚的管，但生产效率低,壁厚比较厚，管长比效短。出现CPE法的新工艺
无缝钢管 1.无缝钢管的制造加工方法： （1）热轧（挤压无缝钢管）：圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径（或减径）→冷却→矫直→水压试验（或探伤）→标记→入库 （2）冷拔（轧）无缝钢管：圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→涂油（镀铜）→多道次冷拔（冷轧）→坯管→热处理→矫直→水压试验（探伤）→标记→入库 2.热轧 （1）热轧的概念: 热轧（hot rolling）是相对于冷轧而言的，冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧就是在再结晶温度以上进行的轧制。 (2)热轧的优缺点 优点： a.热轧能显著降低能耗，降低成本。热轧时金属塑性高，变形抗力低，大大减少了金属变形的能量消耗。
b.热轧能改善金属及合金的加工工艺性能，即将铸造状态的粗大晶粒破碎，显著裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，提高合金的加工性能。 c.热轧通常采用大铸锭，大压下量轧制，不仅提高了生产效率，而且为提高轧制速度、实现轧制过程的连续化和自动化创造了条件。 缺点： a.经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物（主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐）被压成薄片，出现分层（夹层）现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多。 b.不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力，各种截面的热轧型钢都有这类残余应力，一般型钢截面尺寸越大，残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的，但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。 c.热轧不能非常精确地控制产品所需的力学性能，热轧制品的组织和性能不能够均匀。其强度指标低于冷作硬化制品，而高于完全退火制品;塑性指标高于冷作硬化制品，而低于完全退火制品。 d.热轧产品厚度尺寸较难控制，控制精度相对较差;热轧制品的表面较冷轧制品粗糙Ra值一般在0.5～1.5μm。因此，热轧产品一般多作为冷轧加工的坯料。
穿孔顶头设计方法的探讨 生产无缝钢管穿孔顶头一直采用传统的铸造工艺，该工艺具有工作 流程短，生产技术稳定，易于掌握，成本较低等特点，但金属收得率低、 顶头使用寿命不长的明显缺陷。无缝钢管生产中穿孔顶头的工作条件是相 当恶劣的，在穿孔过程中，顶头直接跟高温管坯内壁相接触，和管坯反向 旋转，要承受压应力、切应力、表面摩擦力的作用，其表面工作温度在900℃，因此非常容易被破坏，同时会造成管坯表面受到损伤，从而影响 产品质量和生产效率。针对以上情况，我主要从以下两个方面改善顶头的 质量。 一、研制的新型顶头采用了热模锻造成型加工，能够消除顶头材料的 内部缺陷，使组织致密，力学性能提高，让顶头在穿孔过程中有更好的承 受能力。它是顶头制造的第一道关键工序，在加热时要避免材料产生加热 缺陷，即使是轻微的局部过热过烧，也会导致顶头在使用中早期开裂失效。另外，模锻内孔偏心也将明显地影响顶头的使用几乎所有的偏心顶头，在 壁薄的一侧都会产生开裂。 二、顶头形状尺寸及冷却条件 （一）形状尺寸 为了取得更好顶头使用效果，顶头制造厂家一般要根据钢管生产厂家 的设计方案，结合具体的使用条件对顶头设计进行相应的改进。顶头的外 形尺寸主要取决于穿孔机辊形和穿孔工艺参数。一般情况下，对外形尺寸 改动较小，而顶头的内孔形状尺寸和连接部位的设计则较为灵活，改动、 选择的范围较大。 1.鼻部——为一圆柱棒或球面体。其作用是对正管坯中心和防止管坯 最初形成的孔腔暴露。其直径推荐采用d =（0.15~0.25）Dp，（Dp为管坯 直径），长度L 取0.8～1.0d。 2.穿孔锥——为一球面体。其作用是完成毛管主要变形。它的长度对 穿孔时变形量有很大影响，过长或过短都不利于穿孔变形。一般L取1～ 2.5Dr（Dr为顶头直径），这佯可以减缓穿孔变形，提高顶头寿命 3. 辗轧锥——为一斜锥体。其作用是均整毛管壁厚和内外表。一般L 取1.5~1.75Zc（Zc为穿孔时的螺距值）其锥底圆直径为顶头直径Dt，上顶 锥圆直径D（即与穿孔锥连接部）等于Dt减去2Ltgα（α为反向锥锥角）。 4.反向锥——为一球面体。其作用是防止毛管划伤和保证毛管尾部自 由离开顶头。一般L取5~15mm，r取1/2Dt。 内孔的合理与否，很大程度上决定着顶头的使用效果和使用寿命。合 理的内孔设计应做到：①尽量保证顶头有较好的强度指标，②必须保证 顶头有良好的冷却条件，③考虑顶头冷热加工方便、合理、经济。 （二）冷却条件 目前我们采用鼻部钻喷水孔的内、外水冷式顶头，并配有2~2.5MPs
不锈钢无缝钢管穿孔轧制 工 程 技 术 教 材
目录 一、钢、钢管、钢管轧机及穿孔机的分类2---5 二、曼氏穿孔机的穿孔原理6----8 三、不锈钢无缝钢管斜轧穿孔的工作特点9----11 四、穿孔荒管缺陷的产生与注意事宜（不锈钢）12----15
一、钢、钢管、钢管轧机及穿孔机的分类 1、钢分类 1.1按化学成分分类：非合金钢、低合金钢、合金钢。我们这里讲到的不锈钢属于合金钢中“特殊质量合金钢”中的“不锈、耐腐蚀和耐热钢”。 不锈钢按金相组织一般分为：马氏体（例：1Cr13-410）、铁素体(例：1Cr17-430) 、奥氏体(例：1Cr17Mn6Ni5-201、1Cr17Ni7-301、0Cr18Ni9-304)、奥氏体+铁素体双相钢(00Cr25Ni6Mo2N-SUS329JE)、沉淀硬化不锈钢。 马氏体和铁素体型的铬不锈钢，俗称“不锈铁” 1.2钢产品分类：钢的工业产品、钢的其他产品 钢的工业产品分类： A、初级产品---------液态钢或钢锭 B、半成品------------有轧制或锻造钢锭获得 C、轧制成品和最终产品 D、锻制条钢 实际关联较多的：（1）条钢（2）盘条（3）扁平产品 （4）钢管（弯曲度5mm/米）：无缝钢管、焊管。中空型材、中空棒材。2、钢管分类：无缝钢管、焊管 无缝钢管：由钢锭、管坯或钢棒穿孔制成的没有缝的钢管。用铸造方法生产的管子称铸钢管。 在无缝钢管中是按用途及材料综合分类的，按材料分为碳钢和不锈钢（习惯叫法，不是国际分类） 在不锈钢无缝钢管中，国内主要有以下一些（按标准号顺序排列） GB/T3089 不锈耐酸极薄壁无缝钢管 GB/T3090 不锈钢小直径无缝钢管 GB/T13296 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 GB/T14975 结构用不锈钢无缝钢管 GB/T14976 流体输送用不锈钢无缝钢管
钢管生产流程图 圆钢复验定切定心检验穿孔加热剥皮酸洗检验润滑烘干冷拔/冷轧切头尾矫直固熔热处理(退火) 去油 成品检验包装发运
钢管作为钢铁产品的重要组成部分，因其制造工艺及所用管坯形状不同而分为无缝钢管（圆坯）和焊接钢管（板，带坯）两大类。 （1）无缝钢管 因其制造工艺不同，又分为热轧（挤压）无缝钢管和冷拔（轧）无缝钢管两种。冷拔（轧）管又分为圆形管和异形管两种。 a．工艺流程概述 热轧（挤压无缝钢管）：圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径（或减径）→冷却→坯管→矫直→水压试验（或探伤）→标记→入库。 冷拔（轧）无缝钢管：圆圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→涂油（镀铜）→多道次冷拔（冷轧）→坯管→热处理→矫直→水压试验（探伤）→标记→入库。 b．无缝钢管，因其用途不同而分为如下若干品种： GB/T8162-1999（结构用无缝钢管）。主要用于一般结构和机械结构。其代表材质（牌号）：碳素钢20、45号钢；合金钢Q345、20Cr、40Cr、20CrMo、30-35CrMo、42CrMo等。 GB/T8163-1999（输送流体用无缝钢管）。主要用于工程及大型设备上输送流体管道。代表材质（牌号）为20、Q345等。 GB3087-1999（低中压锅炉用无缝钢管）。主要用于工业锅炉及生活锅炉输送低中压流体的管道。代表材质为10、20号钢。 GB5310-1995（高压锅炉用无缝钢管）。主要用于电站及核电站锅炉上耐高温、高压的输送流体集箱及管道。代表材质为20G、12Cr1MoVG、15CrMoG等。
按生产方法不同可分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管等。 1.1、热轧无缝管一般在自动轧管机组上生产。实心管坯经检查并清除表面缺陷，截成所需长度，在管坯穿孔端端面上定心，然后送往加热炉加热，在穿孔机上穿孔。在穿孔同时不断旋转和前进，在轧辊和顶头的作用下，管坯内部逐渐形成空腔，称毛管。再送至自动轧管机上继续轧制。最后经均整机均整壁厚，经定径机定径，达到规格要求。利用连续式轧管机组生产热轧无缝钢管是较先进的方法。 1.2、若欲获得尺寸更小和质量更好的无缝管，必须采用冷轧、冷拔或者两者联合的方法。冷轧通常在二辊式轧机上进行，钢管在变断面圆孔槽和不动的锥形顶头所组成的环形孔型中轧制。冷拔通常在0.5～100T的单链式或双链式冷拔机上进行。 1.3、挤压法即将加热好的管坯放在密闭的挤压圆筒内，穿孔棒与挤压杆一起运动，使挤压件从较小的模孔中挤出。此法可生产直径较小的钢管。
热轧（挤压无缝钢管）：圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径（或减径）→冷却→坯管→矫直→水压试验（或探伤）→标记→入库。热轧无缝钢管：热轧是相对于冷轧而言的，冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧就是在再结晶温度以上进行的轧制。 热轧无缝钢管 优点:可以破坏钢锭的铸造组织，细化钢材的晶粒，并消除显微组织的缺陷，从而使钢材组织密实，力学性能得到改善。这种改善主要体现在沿轧制方向上，从而使钢材在一定程度上不再是各向同性体；浇注时形成的气泡、裂纹和疏松，也可在高温和压力作用下被焊合。 缺点:1.经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物（主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐）被压成薄片，出现分层（夹层）现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多； 2.不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力，各种截面的热轧型钢都有这类残余应力，一般型钢截面尺寸越大，残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的，但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。3.热轧的钢材产品，对于厚度和边宽这方面不好控制。我们熟知热胀冷缩，由于开始的时候热轧出来即使是长度、厚度都达标，最后冷却后还是会出现一定的负差，这种负差边宽越宽，厚度越厚表现的越明显。所以对于大号的钢材，对于钢材的边宽、厚度、长度，角度，以及边线都没法要求太精确。 穿孔的发展过程? 今天在无缝钢管生产过程中,穿孔工艺被广泛应用而且是非常经济的。1886年德国的曼内斯曼兄弟申请了用斜辊穿孔机生产管状断面产品的专利。专利中描述了金属变形时内部力的作用和使用两个或多个呈锥形的轧辊进行穿孔，因此被称作曼内斯曼穿孔过程。由R.C 斯蒂菲尔发明的导板使得穿孔后的穿孔后的毛管长度得到增加。后来S.狄舍尔发明了导盘，使穿孔效率得到更大提高。在1970年出现了锥形辊的穿孔机（设想要更早50年），它比以前的穿孔机在金属的变形上有明显的改进。 德国和美国在20世纪上半叶将穿孔进行了很大改进，后半叶德国、俄罗斯和日本又将穿孔机向前推进了一步，近一段时间中国也取得了很大成绩。 当今无缝钢管生产中穿孔工艺更加合理和穿孔过程实现了自动化。常见的穿孔机有锥形辊穿孔机和桶形辊穿孔机。 穿孔工序在现代钢管生产中的作用 在无缝钢管生产中,穿孔工序的作用是将实心的管坯穿成空心的毛管。整个生产过程一般包括穿孔、轧管和定减径工序。穿孔作为金属变形的第一道工序，穿出的管子壁厚较厚、长度较短、内外表面质量较差，因此叫做毛管。如果在毛管上存在一些缺陷，经过后面的工序也很难消除或减轻。所以在现代钢管生产中穿孔工序的起着重要作用。 管坯穿孔的方式有几种?
无缝钢管的工艺流程 一般的无缝钢管的生产工艺可以分为冷拔与热轧两种，冷轧无缝钢管的生产流程一般要比热轧要复杂，管坯首先要进行三辊连轧，挤压后要进行定径测试，如果表面没有响应裂纹后圆管要经过割机进行切割，切割成长度约一米的坯料。然后进入退火流程，退火要用酸性液体进行酸洗，酸洗时要注意表面是否有大量的起泡产生，如果有大量的起泡产生说明钢管的质量达不到相应的标准。外观上冷轧无缝钢管要短于热轧无缝钢管，冷轧无缝钢管的壁厚一般比热轧无缝钢管要小，但是表面看起来比厚壁无缝钢管更加明亮，表面没有太多的粗糙，口径也没有太多的毛刺。热轧无缝钢管的交货状态一般是热轧状态经过热处理后进行交货。热轧无缝钢管在经过质检后要经过工作人员的严格的手工挑选，在质检后要进行表面涂油，然后紧接着是多次的冷拔实验，热轧处理后要进行穿孔的实验，如果穿孔扩径过大就要进行矫直矫正。在矫直后再由传送装置传送到探伤机进行探伤实验，最后贴上标签、进行规格编排后放置到仓库当中。 热轧 圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径（或减径）→冷却→矫直→水压试验（或探伤）→标记→入库无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无缝钢管的规格用外径*壁厚毫米数表示。无缝钢管分热轧和冷轧（拨）
无缝钢管两类。热轧无缝钢管分一般钢管，低、中压锅炉钢管，高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、地质钢管和其它钢管等。冷轧（拨）无缝钢管除分一般钢管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其它钢管外，还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。热轧无缝管外径一般大于32mm，壁厚 2.5-200mm，冷轧无缝钢管外径可以到6mm，壁厚可到0.25mm，薄壁管外径可到5mm壁厚小于0.25mm，冷轧比热轧尺寸精度高。 一般用无缝钢管是用10、20、30、35、45等优质碳结钢16Mn、5MnV等低合金结构钢或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合结钢热轧或冷轧制成的。10、20等低碳钢制造的无缝管主要用于流体输送管道。45、40Cr等中碳钢制成的无缝管用来制造机械零件，如汽车、拖拉机的受力零件。一般用无缝钢管要保证强度和压扁试验。热轧钢管以热轧状态或热处理状态交货；冷轧以热以热处理状态交货。 热轧，顾名思义，轧件的温度高，因此变形抗力小，可以实现大的变形量。以钢板的轧制为例，一般连铸坯厚度在230mm左右，而经过粗轧和精轧，最终厚度为1~20mm。同时，由于钢板的宽厚比小，尺寸精度要求相对低，不容易出现板形问题，以控制凸度为主。对于组织有要求的，一般通过控轧控冷来实现，即控制精轧的开轧温度、终轧温度.圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→涂油（镀铜）→多道次冷拔（冷轧）→坯管→热处理→矫直→水压试验（探伤）→标记→入库
钢管工艺复习题 1.管材的定义及作用？ 定义：凡是两端开口并具有中空封闭型断面，且长度与断面周长成较大比例的钢材，统称为钢管。作用：1)输送流体(可以作为液、气体及固体的输送管道) 2)做结构件（钢管具有更大的截面模数，也就是说它具有更大的抗弯、抗扭 能力） 2.管材按生产方式分哪几种？按尺寸分哪几种？ 生产方式：（1）热加工管（无缝钢管）：热轧穿孔、挤压、P.P.M（压力穿孔）、冲压法；（2）焊管（有缝钢管）：包括直缝钢管与螺旋焊管；（3）冷加工管：冷轧、冷拔和冷旋压按尺寸：（1）特厚管：D/S≤10；（2）厚壁管： D/S＝10～20（3）薄壁管： D/S＝20～40（4）极薄壁管： D/S≥40 3.钢管生产的一般模式是什么？ 模式为：坯料→成型→精整→一次成品→再加工→二次成品 4.管坯主要有哪几种？ 连铸圆坯、轧坯：一般为圆坯)、铸(锭)坯：主要有方(锭)坯、锻坯 5.管坯的截断方式有哪几种?适合什么情况？ ⑴剪断：适用于中小断面的管坯 ⑵火焰切割：适合大断面、合金钢等管坯 ⑶折断：适合Dp＞φ140mm或σb＞60Kg/mm2管坯 ⑷锯断：适合小断面管坯，合金钢及高合金钢等 6.坯料加热遵循的原则？ ⑴温度准确，确保可穿性最好的温度； ⑵加热均匀，纵向、横向都均匀，内外温差不大于30～50℃，最好小于15℃； ⑶烧损少，并且不产生有害的化学成分变化(C↑或C↓)。 7.坯料加热温度制定，需考虑哪些因素？ （1）加热温度在Fe-C相图中的单相奥氏体区 （2）加热温度考虑坯料的化学成分 （3）加热温度考虑坯料尺寸大小 （4）加热温度考虑工艺条件 8.环形加热炉有哪些优点？ ?1）适合加热圆形管坯，适应多种不同直径和长度的复杂坯料； ?2）管坯加热时间短、受热均匀、加热质量好； ?3）炉底转动，坯料与炉底无相对滑动，氧化铁皮不易脱落，且炉子装出 料炉门在一侧，密封好，冷空气吸入少、氧化铁皮少； ?4）管坯放置位置灵活（可放料也可空出），便于更换管坯规格，操作灵活。 ?5）机械化和自动化程度高。 9.管坯定心的定义，目的和方式？ 定义：是指在管坯前端面钻孔或冲孔。
对穿孔工艺的认识 一、概要 塑性变形一般来说就是使坯料在一定温度环境下通过专门的模具，使金属产生连续顺畅的流动使其变形以达到要求的几何形状的过程。穿孔就是把圆断面坯料穿制成毛管的变形过程。 我厂使用的穿孔机为狄舍尔二辊斜轧穿孔机，其封闭孔型由上下两个相对轧线倾斜的轧辊，左右两个主动导盘以及中间的一个随动顶头构成。 工艺流程 不考虑输送及工具更替，有效工艺环节有： 坯料加热—高压水除鳞—热定心—穿孔—吹硼砂。 坯料加热：使坯料达到最佳可塑温度，是整个钢管轧制的基础。 高压水除鳞：除去热坯料的外氧化铁皮，减小穿制的阻力。热定心：提高低塑性钢的可塑性，有效减小穿孔时的轴向阻力，减轻顶头耗损。 吹硼砂：除去毛管的内表面氧化物，为连轧减小阻力 穿孔中的金属变形 1.基本变形完全是几何尺寸的变化，是直观的变形，与材料的性质无关，而且基本变形取决于变形区的几何形状。 2.附加变形指的是材料内部的变形，是直观看不到的变形，是由于材料中内应力所引起的，是增大材料的变形应力，引起材料中产生的缺陷，主要有扭转变形、纵向剪切变形等，这种变形会降低产品质量并增加能量消耗，所以在实际生产中如何来减小附加变形是很重要的。 斜轧穿孔整个过程可以分为三个阶段，即不稳定—稳定—不稳定 第一个不稳定过程—管坯前端金属逐渐充满变形区阶段，即管坯同轧辊开始接触（一次咬入）到前端金属出变形区，这个阶段存在一次咬入和二次咬入。 稳定过程—这是穿孔过程主要阶段，从管坯前端金属充满变形区到管坯尾端金属开始离开变形区为止。 第二个不稳定过程—为管坯尾端金属逐渐离开变形区到金属全部离开轧辊为止 稳定过程和不稳定过程有着明显的差别，这在生产中很容易观察到的。如一只毛管上头尾尺寸和中间尺寸就有差别，一般是毛管前端直径大，尾端直径小，而中间部分是一致的。头尾尺寸偏差大是不稳定过程特征之一。造成头部直径大的原因是：前端金属在逐渐充满变形区中，金属同轧辊接触面上的摩擦力是逐渐增加的，到完全充满变形区才达到最大值，特别是当管坯前端与顶头相遇时，由于受到顶头的轴向阻力，金属向轴向延伸受到阻力，使得轴向延伸变形减小，而横向变形增加，加上没有外端限制，从而导致前端直
冷拔钢管和热钢管的区别 1)热加工和冷加工的区别 热轧是热加工，冷拔是冷加工 (2)主要区别： 热轧是在再结晶温度以上进行轧制,冷轧为在再结晶温度以下轧制； 冷轧有的时候也会有加温的，但是温度比较低,因为冷轧之后会产生加工硬化，如果对于材料的成型要求比较高，还要进行退火。 冷轧和热轧一般是板材或者型材，而冷拔一般是圆柱截面的线材。另外热轧板材一般是合金含量较高，强度较高的钢材，而冷轧则是低碳低合金的钢材，通过冷轧可以提高强度，保证材料表面质量。 冷拔无缝钢管和热轧无缝钢管的区别和板材不同。 无缝钢管是因其制造工艺不同，分为热轧(挤压)无缝钢管和冷拔(轧)无缝钢管两种。 冷拔(轧)管又分为圆形管和异形管两种： 冷拔钢管一般需要多次拉拔，在每次拉拔之间要有相应的去应力退火，保证下一次的冷拔顺利进行。从外表看冷轧无缝钢管往往是小直径的，热轧无缝钢管往往是大直径的。冷轧无缝钢管的精度高于热轧无缝钢管，价格也高于热轧无缝钢管。冷拔无缝管一般口径较小，大多在127mm以下，
特别是冷拔无缝管外径的精度非常高，冷拔无缝管长度一般要短于热轧无缝管。壁厚方面冷拔无缝管要比热轧无缝管均匀。 一、钢管的分类 1、按生产方法分类 （1）无缝钢管--热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管 （2）焊管 （a）按工艺分--电弧焊管、电阻焊管（高频、低频）、气焊管、炉焊管（b）按焊缝分--直缝焊管、螺旋焊管 2、按断面形状分类 （1）简单断面钢管--圆形钢管、方形钢管、椭圆形钢管、三角形钢管、六角形钢管、菱形钢管、八角形钢管、半圆形钢圆、其他 （2）复杂断面钢管--不等边六角形钢管、五瓣梅花形钢管、双凸形钢管、双凹形钢管、瓜子形钢管、圆锥形钢管、波纹形钢管、表壳钢管、其他 3、按壁厚分类--薄壁钢管、厚壁钢管
1 绪论 1.1钢管 钢管是经济断面钢材品种这一，在国民经济各部门的用途十分广泛。根据欧9统汁全世界钢管产量从1988年的最高峰7 400万t，一直呈下降趋势，1995年产量大约为5 500万t,8年间减产约四分之一。在钢管产量中无缝钢管约220万t，占40%;焊管约330万t，占60 %;日等一些国家焊管占钢管比例较高，约75%左右在市场萎缩生产能力过剩，竞争更加激烈的情况下，工业发达国家在压缩生产能力的同时，把重点转移到采用新技术对老厂进行改造，扩大品种、提高质量、降低消耗和企业兼并组建跨国集团，以求增加竞争优势。而发展中国家为了自身利益，减少进口 ,建设了许多钢管机组，成为近年来钢管建设的特点。 无缝钢管[2](Seamless Steel Tube)是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。用钢管制造环形零件，可提高材料利用率，简化制造工序，节约材料和加工工时，如滚动轴承套圈、千斤顶套等，目前已广泛用钢管来制造。钢管还是各种常规武器不可缺少的材料，枪管、炮筒等都要钢管来制造。钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下，圆面积最大，用圆形管可以输送更多的流体。此外，圆环截面在承受内部或外部径向压力时，受力较均匀，因此，绝大多数钢管是圆管。但是，圆管也有一定的局限性，如在受平面弯曲的条件下，圆管就不如方、矩形管抗弯强度大，一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。根据不同用途还需有其他截面形状的异型钢管。 目前，全世界生产钢管的共计有110多个国家的1850多个公司下的5100多个生产厂，其中生产石油管的有44个国家的170多个公司下的260多个厂。[4]2000年，无缝钢管全国表观消费量为418.0万吨，其中国内供应量的382.1万吨，占国内总需求的91.4%。进口为35.9万吨，占国内总需求的8.59%。同年石油管消费量大约为91万吨。进口约25.2万吨。进口管占国内总消费量的大约70%，其中进口管占国内总消费量的27.69%，石油管进口量约占无缝钢管总进口量的大约70%。从日本进口的石油管占总进口量一半以上。中国最大的石油套管生产基地——天津钢管公司2000年的钢管产品出来为52.20万吨，其中石油套管产量为36.41万吨。套管占全国石油产量的一半以上。在产量和销售量上都占中国套管市场的第一位。 从国际和国内两个市场来看，无缝钢管（包括石油专用管）的现有生产能力均已大于需求。所以，今后的重点应放在充分发挥现有机组的能力，开发出高强度等级、高抗击毁、高抗腐蚀的石油管、高压锅炉管和气瓶管等产品。也是国家
一、无缝钢管技术相关说明 热轧无缝钢管产品质量管理方案 质量管理的重要性 首先，当无缝钢管产品满足技术标准或客户要求时才能以成品管的方式卖出，并向客户保证无缝钢管的质量和性能。当出现产品质量问题时，客户将会根据相关法律向钢管生产者提出索赔，致使生产企业在名誉上和经济上受到极大的损失。其次，虽然废品管不用向客户提供产品质量保证，但废品管的生产不但不能够使企业收益，反而会使企业亏损。另外，当管坯数量一定时，废品管数量的增加，必然导致成品管数量的减少，甚至导致成品管数量达不到合同要求，造成生产企业在合同中违约，给企业带来更大的经济损失。最后，当产品质量存在问题时，容易导致钢管产品在使用过程中发生事故，给使用者带来一定的损失和危害。 管坯质量管理 管坯是钢管生产所必须的原料，管坯质量的好坏直接影响到钢管产品质量。首先管坯直度必须满足穿孔要求，弯曲度超过标准要求时的管坯容易导致穿孔机轧卡，这样不但影响到穿孔机的正常穿孔，影响生产节奏，同时还会影响到环行炉内管坯加热时间的延长，对部分钢管产品质量产生不利影响。其次管坯切斜度对穿孔过程也会产生一定的不利影响。管坯切斜度过大或端部不整齐，容易造成穿孔毛管壁厚不均，从而影响到整根钢管的尺寸精度。 为了避免管坯质量对钢管产品质量的影响，必须严格执行管坯验收制度和管坯锯切制度。必须做到来料及时检验，发现问题及时处理，不为钢管生产留下隐患。 管坯加热是保证管坯具有足够塑性完成顺利穿孔的关键工艺，同时加热温度和加热时间对钢管性能也会产生很大的影响。加热温度过高或加热时间过长，都会造成管坯过烧、脱碳，甚至导致钢管化学成分不合格（碳含量不合格），容易造成批量性质量问题，严重影响产品合格率。 为了保证管坯的穿孔性能和化学性能的稳定，环行炉操作中应当严格执行技术规程，经常检查加热炉运行情况，遇到异常情况及时处理并做好记录，并及时通知后续岗位和质量管理部门做好跟踪和处理。 毛管质量管理 热轧穿孔是无缝钢管生产过程中的第一道变形工序，穿孔毛管质量的好坏直接影响到最终产品的质量。影响毛管质量好坏的因素主要有：穿孔机调整参数、导板表面质量、顶头表面质量，而顶头表面质量对毛管质量的影响尤其严重。当顶头表面磨损严重或发生粘钢现象时，容易造成毛管产生内翘皮，而内翘皮在钢管内部无法得到消除或修磨，将直接导致钢管判废。穿孔机调整参数尤其是顶头前伸量不合理时也会产生钢管内翘皮。而导板表面磨损严重时或发生开裂时将引起毛管外翘皮。虽然外翘皮可以在检验中得到修磨，当外翘皮严重时也会导致整根钢管报废。
各种无缝钢管的生产方法 自动轧管生产： 生产无缝钢管的方式之一。生产设备由穿孔机、自动轧管机、均整机、定径机和减径机等组成。 穿孔机： 常用的二辊斜轧穿孔过程。圆管坯穿轧成空心的厚壁无缝钢管（毛管），两个轧辊的轴线与轧制线构成一个倾斜角。近年来倾斜角已由6°～12°增至13°～17°,使穿孔速度加快。生产直径250mm以上无缝钢管，采用二次穿孔,以减少毛管的壁厚。带主动旋转导盘穿孔、带后推力穿孔、轴向出料和循环顶焊等新工艺也取得一定的发展,从而强化了穿孔过程,改进了毛管质量。 自动轧管机： 把厚壁毛管轧成薄壁荒管。一般经2～3道次，轧制到成品壁厚,总延伸率约为1.8～2.2。70年代以来，用单孔槽轧辊、双机架串列轧机、双槽跟踪轧制和球形顶头等技术，都提高了生产效率，实现了轧管机械化。 均整机： 结构与穿孔机相似。均整的目的在于消除内外表面缺陷和荒管的椭圆度，减少横向壁厚不均匀。近年采用三辊均整机，提高了均整机变形量和均整效率。 定径机： 由3～12架组成，减径机由 12～24架组成，减径率约达3～28％。50年代出现的张力减径机,在调整辊速和减径的同时，以适当的张力控制壁厚。新型张力减径机一般用三辊式，有18～28架，最大减径率达80％，减壁率达4 4％，出口速度达每秒18mm。张力减径机有两端增厚的缺点，可用“头尾端部突加电气控制”或微张力减径消除。 自动轧管机组： 常用系列有外径为100mm、140mm、250mm和400mm四种,生产外径1 7～426mm无缝钢管。机组的特点是在穿孔机上实现主要变形，规格变化较灵活，生产品种范围较广。由于连续轧管技术的发展，已不再建造140mm以下的机组。
无缝钢管斜轧原理 无缝钢管斜轧原理，轧制压力、顶头轴向负荷、轧制扭矩和轧制功率是钢管斜轧机工具设计和设备设计中的主要参数。由于斜轧过程中存在有必要应变和多余应变两类变形，因此使得斜轧时力能参数的计算复杂化。目前对这一问题尚不能在理论上做严格的数学处理，而只能用各种近似的简单的处理方法，并忽略多余应变的影响，把复杂的应变情况理想化。 计算斜轧机制功率的方法与步骤： （1）金属对轧辊的压力计算； （2）单位能耗曲线计算。 无缝钢管斜轧原理，按金属对轧辊的压力计算，即根据求出的总轧制力，算出轧制力矩和轧制功率。为求总压力，计算金属的变形抗力和平均单位压力。 斜轧机轧制力计算公式目前有四种类型： （1）借用纵轧板材的单位压力公式； （2）根据斜轧本身的变形特点，用塑性力学的工程计算法推导出的理论式； （3）用数值法导出的理论式，如有限元法、上限法、变分法； （4）经验公式。 第一种方法虽然是把斜轧过程简化成纵轧过程，却不甚合理，但这种方法，目前仍被很多工程界采用，后两种根据斜轧特点所推导的理论式，由于在推导中做了大量的简化设定，其准确性有待于实践验
证。 可以按接触面积计算，为计算总轧制压力，由于沿变形区长度，接触面积的宽度是变化的，在接触面积变化时需将变形区长度分成若干等分，而将接触面积近似的看做成一梯形，从而总的接触面积为各梯形面积之和。 无缝钢管斜轧原理，变形速度及变形程度的确定，材料变形抗力的大小与变形过程中的变形温度、变形速度和变形程度有关。对于斜轧穿孔过程中，变形区的温度变化不太显著，而变形速度与变形程度对不同断面差别较大。因此在确定斜轧穿孔的变形抗力时，应将变形区划分为若干区段，分段计算其变形速度与变形程度，根据各段的不同情况确定相应的变形抗力。 无缝钢管斜轧单位压力计算，斜轧过程中金属处于明显的三向应力和三向应变状态。这种空间应力应变状态如简化成平面问题或轴对称问题来分析求解，都会产生很大误差，按三维问题求解。 斜轧螺旋轧制都具有一个共同的特点，就是金属在同一变形区内受到轧辊与顶头的周期连续作用而产生形状与尺寸的变化。以三辊联合穿轧为例，变形区是由压缩-穿孔-横轧-扩径-均整-定径几个轧制阶段连续组成。金属在这一系列的工序孔型中连续通过，从而获得一次大的变形量。在三个轧辊与顶头、芯棒所包围的空间内，金属受到连续的轧制。将变形区不同阶段的截面按360度展开。位于变形区内的顶头与芯棒可视作小直径的芯辊，充当每一展开部分的下辊，外围的3个轧辊则充当主动地上工作辊，这样便组成了连续变化的一系列纵
180分厂穿孔内折预防及解决 热轧无缝钢管内折是指在钢管内表面呈现的螺旋形、半螺旋形、或无规则分布的锯齿状折叠，也有的呈现直线形翘皮。 内折大部分存在钢管头部，有的存在钢管尾部或整个钢管内表均有；或有规律，或无规律。 引起钢管内折的原因较多，如下述坯料原因： 当管坯存在非金属夹杂物、偏析时，会有气孔存在非金属夹杂物周围，在穿孔过程中不能焊合形成内折叠。 坯料在炼钢浇铸时带状偏析对坯料质量有极其重要的影响。而带状偏析很大程度取决于钢的化学成分、保温状态、冷却速度。钢中有害元素的增加促使它们在偏析带浓度提高，从而形成偏析。 此外，含碳量的增加，也会加剧杂质特别是锰的偏析。 内折缺陷的产生与坯料中心疏松、心部缩孔以及柱状晶在坯料内呈现的程度有关。 我们的重点是预防或解决坯料原因外的其它轧管原因，这些原因主要包括：加热原因、工模具原因、参数调整等，以下将内折原因逐一分析（这些原因不包括工模具设计、质量等原因）： 1、加热温度及加热时间： 随着温度的适当提高，材料塑性提高，穿孔温度在一定范围内变化，内折是没有明显变化的。 在出炉温度一定时，坯料加热时间延长，对内折影响不大，但外折增加明显。原因是加热时间越长，晶粒长大厉害（主要是表层），使
组织性能变坏，产生外折。 但坯料加热温度过高或加热时间过长、坯料加热温度过低或加热时间过短，均易导致内折产生。 坯料温度过高、加热时间过长、穿孔温升过快，易产生大片鱼鳞状内折；坯料温度过低、加热时间过短（坯料未加热均匀），则金属塑性降低，坯料咬入困难，生产调整一般采用加大顶前压下率的调整方式避免卡轧，这样穿孔时坯料中心易破裂形成细小片状内折。高钢级品种一般因金属塑性低，穿孔咬入困难，易产生细小片状内折。 一般低碳钢、低合金钢与高碳钢、高合金钢相比： 金属塑性要好；金属塑性变形温度稍高、最佳塑性变形温度区间稍宽。 因此，我们在正常生产时，应根据生产计划，按工艺要求合理控制环形炉加热温度；生产顺利或坯料衔接等问题时，必须保证坯料加热时间，保证坯料加热均匀；生产不顺故障停车，应按要求升降温；对一些高合金钢，为严格控制加热温度及保证低温慢速加热，进料时进料炉门打开，与其它坯料空一定料位便于温度控制，同时适当降低进出料节奏，保证低温慢速加热。 2、穿孔速度对内折的影响： 2.1对于高合金钢，本身金属最佳塑性变形温度区间较窄，穿孔过程毛管内壁金属与顶头表面产生剧烈的滑动摩擦，伴随产生大量的摩擦热，升高的温度足以使毛管内壁局部区域的实际温度达到致使晶界弱化或失塑的程度，产生毛管内壁螺旋状分布的晶界裂纹即内折。
第一篇无缝钢管基础知识 1．无缝钢管按生产方法可以分为哪几类？ 无缝钢管按生产方法可以分为热轧管、冷轧管、冷拨管、挤压管等。 2．无缝钢管按外形分为哪几类？ 无缝钢管按外形分类有圆形管、异形管之分。异形管除方形管和矩形管外，还有椭圆管、半圆管、三角形管、六角形管、凸字形管、梅花形管等。 3．无缝钢管按材质分为哪几类？ 按材质的不同，分为普通碳素结构管、低合金结构管、优质碳素结构管、合金结构管、不锈钢管等。 4．无缝钢管按用途分为为哪几类？ 按专门用途分，有锅炉管、地质管、石油管等。 5．PQF等关于钢管英文描述的含义是什么？ MPM――限动芯棒连轧管机 MINI-MPM――少机架限动芯棒连轧管机 PQF――限动芯棒三辊连轧管机 CPE――无缝钢管顶管机 6．我厂采用是什么连轧机组？ 我厂采用的是PQF――限动芯棒三辊连轧管机。 7．什么叫油井管？ 油井管是指石油、天然气的钻采用管，包括钻杆、套管、油管等。 8．什么叫输送管？ 输送管采用的国标为：GB/T8163-1999，是指用来输送液体和一些固体。包括石油、天然气、水煤气输送管，以及煤炭、矿石、粮食的输送管体等，代表材质为20号钢、Q345合金钢等。 9．什么叫结构管？ 结构管采用的国标为：GB/T8162-1999，结构管用来制作各种机器零件以及构筑物架体。包括自行车管、管桩、各种结构件用管和轴承管等，其代表材质有碳素钢、20号、45号钢；合金钢Q345、20Cr、40Cr、20CrMo、30～35CrMo、42CrMo等。 10．什么叫热交换用管？ 是指包括低中压锅炉用无缝钢管(GB3087-1999)，代表材质为10号、20号钢；高压锅炉用无缝钢管(GB5310-1995)，代表材质为20G、12Cr1MoVG、15CrMoG等。这种管道通过管壁进行热交换，包括锅炉管、热交换器用管等。 11．无缝钢管的规格是如何标记的？ 钢管的规格由外径、壁厚和长度的公称尺寸表示，如⑴热轧钢管，外径和壁厚为普通级精度，
无缝钢管热轧和冷轧的区别热轧和冷轧都是型钢或钢板成型的工序，它们对钢材的组织和性能有很大的影响，钢的轧制主要以热轧为主，冷轧只用于生产小号型钢和薄板。 一.热轧 优点:可以破坏钢锭的铸造组织，细化钢材的晶粒，并消除显微组织的缺陷，从而使钢材组织密实，力学性能得到改善。这种改善主要体现在沿轧制方向上，从而使钢材在一定程度上不再是各向同性体；浇注时形成的气泡、裂纹和疏松，也可在高温和压力作用下被焊合。 缺点:1.经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物（主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐）被压成薄片，出现分层（夹层）现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多； 2.不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力，各种截面的热轧型钢都有这类残余应力，一般型钢截面尺寸越大，残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的，但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。 二.冷轧 是指在常温下，经过冷拉、冷弯、冷拔等冷加工把钢板或钢带加工成各种型式的钢材。 优点：成型速度快、产量高，且不损伤涂层，可以做成多种多样的截面形式，以适应使用条件的需要；冷轧可以使钢材产生很大的塑性变形，从而提高了钢材的屈服点。 缺点: 1.虽然成型过程中没有经过热态塑性压缩，但截面内仍然存在残余应力，对钢材整体和局部屈曲的特性必然产生影响；2.冷轧型钢样式一般为开口截面，使得截面的自由扭转刚度较低。在受弯时容易出现扭转，受压时容易出现弯扭屈曲，抗扭性能较差；3.冷轧成型钢壁厚较小，在板件衔接的转角处又没有加厚，承受局部性的集中荷载的能力弱。
钢管的生产工艺流程 1.无缝管工艺流程: 卫生级镜面管工艺流程： 管坯——检验——剥皮——检验——加热——穿孔——酸洗——修磨——润滑风干——焊头——冷拔——固溶处理——酸洗——酸洗钝化——检验——冷轧——去油——切头——风干——内抛光——外抛光——检验——标识——成品包装 工业管工艺流程 管坯——检验——剥皮——检验——加热——穿孔——酸洗——修蘑——润滑风干——焊头——冷拔——固溶处理——酸洗——酸洗钝化——检验 2.焊管工艺流程： 开卷——平整——端部剪切及焊接——活套——成形——焊接——内外焊珠去除——预校正——感应热处理——定径及校直——涡流检测——切断——水压检查——酸洗——最终检查——包装 钢管的生产工艺流程 无缝钢管生产工艺流程图
五缝钢管生产工艺流程 现将无缝钢管生产工艺流程简单介绍如下： 1.热轧（挤压无缝钢管）：圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径（或减径） →冷却→矫直→水压试验（或探伤）→标记→入库轧制无缝管的原料是圆管坯，圆管胚要经过切割机的切割加工成长度约为１米的坯料，并经传送带送到熔炉内加热。钢坯被送入熔炉内加热，温度大约为１２００摄氏度。燃料为氢气或乙炔。炉内温度控制是关键性的问题.圆管坯出炉后要经过压力穿孔机进行穿空。一般较常见的穿孔机是锥形辊穿孔机，这种穿孔机生产效率高，产品质量好，穿孔扩径量大，可穿多种钢种。穿孔后，圆管坯就先后被三辊斜轧、连轧或挤压。挤压后要脱管定径。定径机通过锥形钻头高速旋转入钢胚打孔，形成钢管。钢管内径由定径机钻头的外径长度来确定。钢管经定径后，进入冷却塔中，通过喷水冷却，钢管经冷却后，就要被矫直。钢管经矫直后由传送带送至金属探伤机（或水压实验）进行内部探伤。若钢管内部有裂纹，气泡等问题，将被探测出。钢管质检后还要通过严格的手工挑选。钢管质检后，用油漆喷上编号、规格、生产批号等。并由吊车吊入仓库中。 2.冷拔（轧）无缝钢管：圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→涂油（镀铜）→多道次冷 拔（冷轧）→坯管→热处理→矫直→水压试验（探伤）→标记→入库。冷拔（轧）无缝钢管的轧制方法较热轧（挤压无缝钢管）复杂。它们的生产工艺流程前三步基本相同。不同之处从第四个步骤开始，圆管坯经打空后，要打头，退火。退火后要用专门的酸性液体进行酸洗。酸洗后，涂油。然后紧接着是经过多道次冷拔（冷轧）再坯管，专门的热处理。热处理后，就要被矫直。钢管经矫直后由传送带送至金属探伤机（或水压实验）进行内部探伤。若钢管内部有裂纹，气泡等问题，将被探测出。钢管质检后还要通过严格的手工挑选。钢管质检后，用油漆钢管报价行情无缝钢管标准分类，厚壁管－厚壁钢管生产制造方法，按生产方法不同可分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管等，热轧无缝管一般在自动轧管机组上生产，实心管坯经检查并清除表面缺陷截成所需长度，在管坯穿孔端端面上定心然后送往加热炉加热在穿孔机上穿孔在穿孔同时不断旋转和前进，在轧辊和顶头的作用下，管坯内部逐渐形成空腔称毛管，再送至自动轧管机上继续轧制最后经均整机均整壁厚，经定径机定径，达到规格要求，利用连续式轧管机组生产热轧无缝钢管是较先进的方法，若欲获得尺寸更小和质量更好的无缝管，必须采用冷轧冷拔或者两者联合的方法冷轧通常在二辊式轧机上进行，钢管在变断面圆孔槽和不动的锥形顶头所组成的环形孔型中轧制，冷拔通常在单链式或双链式冷拔机上进行挤压法即将加热好的管坯放在密闭的挤压圆筒内穿孔棒与挤压杆一起运动，使挤压件从较小的模孔中挤出，此法可生产直径较小的钢管 热轧钢管的工艺流程大致分为这几个步骤：圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径(或减径)→冷却→矫直→水压试验(或探伤)→标记→入库。热轧钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧制成。热轧钢管的规格用外径*壁厚毫米数表示。热轧钢管外径一般大于32mm，壁厚2.5-75mm ERW直缝高频电阻焊管其典型生产工艺流程应为：板带原料→原料预处理→冷弯成型→焊接→焊缝热处理→焊缝(管体)探伤→精整→成品焊管。 冷拔与热轧钢管的工艺流程 冷拔（轧）无缝钢管：圆圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→涂油（镀铜）→多道次冷拔（冷轧）→坯管→热处置→矫直→水压实验（探伤）→标志→入库。 热轧（挤压无缝钢管）：圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径（或减径）→冷却→坯管→矫直→水压实验（或探伤）→标志→入库。