无缝钢管制造方法

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1、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。

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。

2、用途

2.1、无缝管用途很广泛。一般用途的无缝管由普通碳素结构钢、低合金结构钢或合金结构钢轧制,产量最多,主要用作输送流体的管道或结构零件。

2.2、根据用途不同分三类供应:a、按化学成分和机械性能供应;b、按机械性能供应;c、按水压试验供应。按a、b类供应的钢管,如用于承受液体压力,也要进行水压试验。

2.3、专门用途的无缝管有锅炉用无缝管、地质用无缝管及石油用无缝管等多种。

3、种类

3.1、无缝钢管按生产方法不同可分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管等。3.2、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。

3.3、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、不锈管等。

3.4、按专门用途分,有锅炉管、地质管、石油管等。

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。

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1 68mm以下无缝钢管,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无缝钢管速度运动,可改善金属流动条件,用短芯棒轧制长管和大口径无缝钢管。

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

转一圈轧出一段无缝钢管。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无缝钢管和变断面管。

三辊轧管生产:

主要用于生产尺寸精度高的厚壁无缝钢管。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,不仅可生产薄壁无缝钢管,还提高了生产能力。

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的特大特厚的无缝钢管,但生产效率低,壁厚比较厚,管长比效短。出现CPE法的新工艺后,管坯经斜轧穿孔成荒管,收口后顶轧延伸成管,克服了传统方法的一些缺点,已成为无缝钢管生产中经济效益较好的方法。

挤压管生产:

首先将剥皮圆坯进行穿孔或扩孔,再经感应加热或盐浴加热,并在内表面涂敷润滑剂送入挤压机,金属通过模孔和芯棒之间环状间隙被挤成管材。主要用于生产低塑性的高温合金管、异型管及复合管、有色金属管等。这种方法生产范围广,但产量低。近年来,由于模具材料、润滑剂、挤压速度等得到改进,挤压管生产也有所发展。

导盘轧管生产:

又称狄塞耳(Diessel)法。穿孔后带长芯棒的毛管在导盘轧管机上轧成薄壁管材。轧机类似二辊斜轧穿孔机,只是固定导板改成主动导盘。由于用长芯棒生产,管材内壁光滑,且无刮伤;但工具费用大,调整复杂。主要用于生产外径 150mm以下普通用途的碳素无缝钢管。目前使用较少,也无很大的发展前景。

旋压管生产:

将平板或空心毛坯在旋压机上经一次或多次旋压加工成薄壁管材。管子精度高,机械性能好,尺寸范围广,但生产效率低。主要用于生产有色金属管材,但也越来越多地用于生产无缝钢管。旋压管材除用于生产生活器具、化工容器和机器零件外,多用于军事工业。