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
高压水冷却，当顶头穿孔一支钢管后，便随顶杆回退到后极限位置，在
设置的高压水套内进行外表面冷却，使顶头冷却充分，以便在较低的温
度下参与穿孔过程。
1. 外水冷却
水冷顶头的冷却，分内水冷、外水冷和内外水冷三种。内外水冷顶头，在其喷水孔附近形成冷却水环冷却顶头鼻部和工作锥。喷入水环中的冷却
水温度急剧升高并逐渐汽化成蒸气，随着穿孔过程的进行，水与蒸气的混
合物迅速由毛管内壁与顶头之间的间隙向毛管前端排出，继续冷却顶头的
工作锥和辗轧锥。从顶头喷水孔到辗轧锥，水的外水冷程度急剧减小。
2.影响外水冷却作用的因素
在穿孔过程中，在鼻部与工作锥交界的喷水孔附近形成冷却水环。水
环有宽广的水域，其宽度取决于鼻部的长度；鼻部越长，冷却水域越宽。
水域深度主要取决于顶头工作母线的陡升程度，陡升程度越大，水域越深。只有当导板距较小，该部位的椭圆度较小，水环中水和高压蒸气排出通道时，喷水孔处于封闭或半封闭状态。增大冷却水的水压和喷水孔的孔径，
能增大进入水环中的水量，从而增大了外水冷的程度。减轻顶头工作锥受
热软化的程度，抑制工作锥起皱。
3.充分发挥内水冷的作用
图2.2.3 冷却水管安装位置
从冷却水管进入顶头内孔的冷却水，部分通过喷水孔流入冷却水环，
实现顶头的外水冷，另一部分由顶头、接手、顶杆的内壁与水管外壁之间
构成水道返回，实现顶头的内水冷。
综上所述，热模锻造成型加工能够消除顶头材料的内部缺陷，提高使
用性能；设计、制造顶头必须针对具体的使用条件。合理的顶头设计，
应综合考虑设备、工艺条件，尤其是现场的冷却条件。
科学意义：穿孔顶头是无缝钢管生产的关键工具之一，其质量的好坏、使用寿命的高低直接影响钢管的产量和质量。国内目前使用的穿孔顶头使
用寿命和质量大多较低，远远达不到国外先进指标。研制高质量、高寿命
的顶头是钢管生产中的一项重要课题。
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
V ol 35No.5 Oct.2015 噪 声与振动控制NOISE AND VIBRATION CONTROL 第35卷第5期2015年10月 文章编号：1006-1355(2015)05-0035-04 多孔材料和微穿孔板复合吸声结构研究 裴春明1，周 兵1，李登科2，常道庆2 （1.中国电力科学研究院，武汉430074； 2.中国科学院声学研究所噪声与振动重点实验室，北京100190） 摘要：主要研究如何利用多孔材料拓宽微穿孔板的吸声频带，微穿孔板用来吸收低频噪声，同时加入吸声材料来提高中高频的吸声。给出复合结构吸声系数的计算方法，并在阻抗管内进行实验验证，测量结果和计算结果取得很好的一致性。研究结果表明，多孔吸声材料置于微穿孔板之前，并且二者之间有一定的空气层时，可以显著改善微穿孔板的吸声性能。 关键词：声学；微穿孔板；多孔材料；复合吸声结构中图分类号：TU112.6 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-1335.2015.05.006 Study on the Composite Sound Absorber Made up of Porous Materials and MPP PEI Chun-Ming 1,ZHOU Bing 1,LI Deng-ke 2,CHANG Dao-qing 2 (1.China Electric Power Research Institute,Wuhan 430074,China;2.Key Laboratory of Noise and Vibration Research,Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China ) Abstract :This paper studied how to widen the sound absorption bandwidth of microperforated panel (MPP)with porous materials.The MPP was chosen to absorb the low frequency noise,while the porous materials were selected to enhance the sound absorption effect in the middle and high frequency range.The methods of calculation and measurement of the sound absorption coefficient were presented.The measurement results had a good agreement with the prediction results.The comparison indicated that when the porous material is put in front of the MPP with an air gap between them,the sound absorbing characteristics of the MPP can be greatly improved. Key words :acoustics ;MPP ;porous sound absorbing materials ;compound sound absorber 上世纪七十年代，马大猷院士提出微穿孔板吸声结构及其基本理论[1–3]，微穿孔板的孔径通常在毫米以下，其声阻与大气声阻相匹配，从而获得比较好的吸声系数。但在实际应用中，利用单层微穿孔板吸收100Hz ～200Hz 的低频噪声，往往需要结构具有20cm 以上的空腔，同时腔体深度增大会导致吸声频带变窄。为了拓宽微穿孔板的吸声频带，很多学者做了大量的研究，马大猷提出双层微穿孔板吸 作者简介：2015－01－21 作者简介：裴春明（1974－），男，博士，高级工程师，主要从事 电力系统电磁环境和噪声治理研究工作。E-mail:peichunming@https://www.doczj.com/doc/1516985501.html, 通信作者：李登科（1989－），男，在读博士研究生，主要从事 噪声控制等方面的研究工作。E-mail:ldk@https://www.doczj.com/doc/1516985501.html, 声结构[3]，形成两个共振吸声峰，拓宽了单层微穿孔板的吸声频带，但两个共振峰中间存在吸声波谷。赵丹晓[4]在微穿孔板后放置弹性薄板，引入机械阻抗来提高微穿孔板的低频吸声，但组合结构的低频吸声频带较窄。蔺磊[5]研究了微穿孔板后面加吸声材料的结构，提出微穿孔板和吸声材料组合的理论计算模型，理论计算和实验结果表明当吸声材料占据整个空腔时，组合结构才具有宽频带的吸声系数。文献[6]用传递矩阵法计算了高声强下微穿孔板后加吸声材料的吸声系数。 针对以上问题，本文利用传递矩阵法研究吸声材料和微穿孔板的复合吸声结构吸声特性，分析吸声材料的不同放置方式对复合结构吸声系数的影响，在没有增加材料重量和厚度的前提下，提出一种吸声材料位于微穿孔板之前的吸声结构，拓宽单层
本技术涉及气流消声技术领域，且公开了一种带刺三角微穿孔的新型微穿孔板消声器，包括壳体，壳体的内部通过密封带密封套接有微穿孔板，微穿孔板的数量为两个，两个微穿孔板以壳体竖直方向的中线为对称轴相互对称，壳体内壁的左侧和右侧分别活动套接有出气管道及进气管道，进气管道的右端贯穿壳体并延伸至壳体的右侧。该带刺三角微穿孔的新型微穿孔板消声器，通过调距装置上开设有相反纹路的顺时针螺纹与逆时针螺纹，便于使用者根据噪音来源的音量及音频的大小，同时调控两个微穿孔板与壳体相邻一侧的距离，便于通过调控内腔的深度对不同大小的噪音及音频进行消音，提高了该新型微穿孔板消声器对不同音量及音频的大小进行消音的适用性。 权利要求书 1.一种带刺三角微穿孔的新型微穿孔板消声器，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)的内部通过密封带(2)密封套接有微穿孔板(3)，所述微穿孔板(3)的数量为两个，两个所述微穿孔板(3)以壳体(1)竖直方向的中线为对称轴相互对称，所述壳体(1)内壁的左侧和右侧分别活动套接有出气管道(5)及进气管道(4)，所述进气管道(4)的右端贯穿壳体(1)并延伸至壳体(1)的右侧，所述出气管道(5)的左端贯穿壳体(1)并延伸至壳体(1)的左侧，一个所述微穿孔板(3)的左侧与出气管道(5)的右侧固定连接，另一个所述微穿孔板(3)的右侧与进气管道(4)的左侧固定连接，所述壳体(1)的顶部设置有调距装置(6)。 2.根据权利要求1所述的一种带刺三角微穿孔的新型微穿孔板消声器，其特征在于：所述调距装置(6)包括有横向杆(61)，所述横向杆(61)外表面左右两侧的中部分别开设有顺时针螺纹
(62)和逆时针螺纹(63)，所述顺时针螺纹(62)和逆时针螺纹(63)的螺纹线路相反。 3.根据权利要求2所述的一种带刺三角微穿孔的新型微穿孔板消声器，其特征在于：所述横向杆(61)的外表面固定连接有卡接块(14)，所述卡接块(14)的外表面活动套接有环形套(10)，所述环形套(10)的底部与壳体(1)的顶部固定连接，所述环形套(10)的内表面与横向杆(61)的外表面活动连接。 4.根据权利要求1所述的一种带刺三角微穿孔的新型微穿孔板消声器，其特征在于：所述壳体(1)的左右两侧均固定连接有控位装置(9)，所述控位装置(9)包括有横向板(91)，所述横向板(91)的内部开设有长孔(92)。 5.根据权利要求2所述的一种带刺三角微穿孔的新型微穿孔板消声器，其特征在于：所述进气管道(4)的顶部固定连接有螺纹套杆(7)，所述螺纹套杆(7)的数量为两个，另一个所述螺纹套杆(7)的底部与出气管道(5)的顶部固定连接，两个所述螺纹套杆(7)的内部分别开设有与顺时针螺纹(62)及逆时针螺纹(63)相对应的螺纹套，两个所述螺纹套杆(7)分别与对应顺时针螺纹(62)及逆时针螺纹(63)螺纹连接。 6.根据权利要求2所述的一种带刺三角微穿孔的新型微穿孔板消声器，其特征在于：所述螺纹套杆(7)靠近环形套(10)的一侧设置有防脱离环(8)，所述防脱离环(8)的内部与横向杆(61)的外表面固定连接。 7.根据权利要求2所述的一种带刺三角微穿孔的新型微穿孔板消声器，其特征在于：所述壳体(1)的顶部通过固定架活动套接有主动精密齿轮(11)，所述主动精密齿轮(11)的右侧固定连接有转把(13)，所述横向杆(61)的外表面位于主动精密齿轮(11)的下方固定连接有从动精密齿轮(12)，所述主动精密齿轮(11)的底部与从动精密齿轮(12)的顶部相啮合。 技术说明书
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?
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
一种微穿孔板消声器 作者：商旭升， 陈玉春， 王伟， 徐东毅 作者单位：商旭升,陈玉春,王伟(西北工业大学动力与能源学院,西安,710072)， 徐东毅(民航西南地区管理局试航维修处) 刊名： 应用声学 英文刊名：APPLIED ACOUSTICS 年，卷(期)：2004,23(4) 被引用次数：3次 参考文献(5条) 1.马大猷噪声控制学 1987 2.马大猷查看详情 1997(05) 3.唐狄毅.李文兰.乔渭阳飞机噪声基础 1995 4.方丹群.王文奇.孙家麟噪声控制 1986 5.Hughes I J.Dowling A P查看详情 1990 本文读者也读过(10条) 1.佟小朋.刘克.白国锋.TONG Xiao-peng.LIU Ke.BAI Guo-feng微穿孔板水下吸声性能的测试研究[期刊论文]-声学技术2004,23(z2) 2.陆凤华.李竹园铝合金微穿孔吸声体的研究与应用[会议论文]-2000 3.郑龙席.李娜.严传俊.ZHENG Long-xi.LI Na.YAN Chuan-jun脉冲爆震发动机微穿孔消声喷管研究[期刊论文]-噪声与振动控制2009,29(1) 4.张晓杰.赵晓丹.ZHANG Xiao-jie.ZHAO Xiao-dan多层微穿孔板的优化设计[期刊论文]-电声技术2008,32(2) 5.江宜城.唐家祥.李媛萍微穿孔板吸声体的准确理论和计算机辅助设计[期刊论文]-噪声与振动控制2000(1) 6.陆凤华.籍仙蓉.王佐民.LU Fenghua.JI Xianrong.WANG Zuomin微穿孔板吸声结构在阶梯教室中的声反射和声吸收性能分析[期刊论文]-声学学报2006,31(3) 7.白国锋.刘克.佟小朋.BAI Guo-feng.Liu Ke.TONG Xiao-peng微穿孔板水下吸声特性仿真研究[期刊论文]-声学技术2004,23(z2) 8.焦风雷.刘克.丁辉关于微穿孔板吸声体频带宽度极限的讨论[期刊论文]-应用声学2001,20(6) 9.薛茂.王晓宁.赵晓丹微穿孔板吸声结构计算及其应用[期刊论文]-江苏大学学报（自然科学版）2002,23(5) 10.祝瑞银微穿孔板吸声结构的吸声性能及其优化[学位论文]2007 引证文献(3条) 1.张代治.杨延俊.孙冰寒发动机排气消声的技术进展[期刊论文]-长春大学学报（自然科学版） 2007(4) 2.周勃.费朝阳.张宇.陈长征宽频带复合吸声结构在汽轮发电机组噪声控制中的应用[期刊论文]-噪声与振动控制2006(4) 3.周勃.陈长征.费朝阳基于振声分析的氨制冷机组的故障诊断与噪声治理[期刊论文]-环境工程 2007(1) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/1516985501.html,/Periodical_yysx200404006.aspx
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
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
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。