大口径斜轧钢管壁厚精度实测分析.pdf

第38卷第4期
现代冶金
201G年8月
Modern Mctallurgy
Aug.2010
大口径斜轧钢管壁厚精度实沏分析
王向东,陈立柱,李国涛
(扬州诚德钢管有限公同,江苏江都225200)
摘要;通过在龙穿孔机和960扎管机上进行900mmn×32rmm钢管軋轧试验,对毛管和荒管壁厚进行了测量,分
析了大口径钢管的螺旋形壁厚不均及其遗传规律。
关键词:大ロ径;軋;壁精度
中留分类号:TG335
点。其中毛管每条线划分129点,荒管每条线划分
引言
45点。使用超声波测厚仪沿测厚线测量各点相应
壁厚
壁厚精度是无缝钢管质量的重要指标之一。针
轧制方向
对大多数热轧钢管生产工艺而言,斜轧穿孔作为首
H、
B
道变形工序,其毛管的壁厚精度对成品钢管壁厚精
度有重要影响。国内外专家对毛管壁厚不均的规律
研究表明成品钢管会帯有穿孔毛管的壁厚不均特
征2。随着制管技术的进步,大口径钢管的规格和
E
间距70mm,毛管n=128.荒管n=1
产量逐年增加,分析斜轧钢管壁厚精度口益重要。
图1测厚点划线示意图
1试验方法
3试验结果分析
结合扬州诚德钢管有限公司960轧管机调试,
在巨龙穿孔机和960轧管机进行了@900mm×323.1壁厚精度
mmn的钢管轧制试验,工艺流程如下
穿孔毛管的平均壁厚51.5mm,壁厚不均绝对
将管坯加热后到1250C,经巨龙穿孔机穿孔得值6-2mm,相对壁厚不均值士6%。经轧管后荒管平
到@680mmX52mm毛管;待毛管冷却后使用超声均壁厚32.2mm,绝对壁厚不均值降为3.2m,相
波测厚仪对毛管的壁厚进行测量。对毛管进行再加对壁厚不均值降为±5%试验结果表明穿孔毛管壁
热到1100C后送到960轧管机进行轧制得到90厚不均的相对壁厚不均值和绝对壁厚不均值都有所
mm×32mm的荒管,待荒管冷却后再对其壁厚进下降
行测量。
借鉴文献[1]分析方法,通过实测壁厚数据分析
3.2壁厚分布特征
大口径穿孔毛管壁厚不均规律和遗传规律。
分别从毛管壁厚效据和荒管壁厚数据中取相互
呈180对称位置A,E两条曲线,壁厚分布如图2和
2壁厚浏量
图3所示
结合图形分析:
如照图1所示,先后在毛管和荒管外表面划出
(1)巨龙穿孔毛管具有螺旋形偏心壁厚不均,即
A-H的8条线,每间隔70mm标出需要测量壁厚的在同一截面上壁厚的最大值和最小值互成180°对称
收稿日期:2010-02-28
作者衛介:王向东(1
男,工程师。电话:(0514)85129808
第4期
王向东,等:大口径斜轧钢管壁厚精度实测分析
T
yA2为曲线-2的函数,其为
0102030405060708090100110120
A
Asin
(4)
图2毛管A,E线壁厚分布
式中Sw为平均壁厚,T为正弦函数周期,g为正弦
函数振幅
调整正弦函数的参数使拟合曲线与测量壁厚曲
E
线吻合较好。调整得到的正弦函数的主要参数如表
0102030405060708090100110120130140
2所示。对毛管和荒管壁厚曲线拟合的结果如图4和
图3荒管A,E线壁厚分布
图5所示。
表2壁厚曲线拟合正弦函数参数
位置上。在纵向分布上钢管壁厚分布的极小值呈现
周期/70mm振幅/mm
周期性分布规律;
毛管波形15.5
波形
16.2
(2)960轧管机荒管壁厚不均仍然昰现螺旋形
分布规律。螺旋形的問期的增长倍数与轧管时的延
荒管波形-1
波形-218.2
伸系数基本保持一致;
(3)经960轧管机轧制后,钢管的绝对壁厚不均56
和相对壁厚不均都有一定程度的下降;
(4)除荒管头部外,毛管和荒管的互成180°对称
A拟合
位置A,E壁厚曲线的对称性较好
E拟合
2030405060708090100110120130
3.3FFT(快速博立叶变换)分析与拟合验证
?4毛管A,E线壁厚拟合图
由以上分析可知,沿纵切面的壁厚呈现周期性
A
变化。因此可以使用FFT分析壁厚的周期性规律
以毛管和荒管180对称位置的A,E两条壁厚分布曲
E拟合
线为例,对壁厚数据进行FFT分析,得到其周期性
020406080100120140
特征如表1所示。
图5荒管A,E线壁厚拟合图
裹1厚数据FFT结果
周期/70mm振幅/rm
观察图形发现,图4拟合曲线与测量壁厚曲线
毛管特征-1
特征
吻合性较好,图5拟合曲线吻合性稍差。图5的拟合
荒管特征-1
5.8
性较差是由于荒管内表面氧化铁皮对超声波测厚产
待征-2
8.2
生的影响所致。对比表1和表2中的参数发现FFT
分析与曲线拟合的参数差别不大。FFT分析结合拟
为验证FFT分析结果的可靠性,利用正弦函数合曲线验证可以较好的反映壁厚周期性变化的规
的周期性特点,对两个正弦函数进行叠加后与钢管律
壁厚曲线进行拟合。参考FFT分析的振蛹和周期对3.4毛管壁厚不均原因分析
正弦函数的参数进行整,使拟合的曲线与测量壁
厚曲线接近。正弦函数的标准曲线方程为
以上的分析结合图4可知毛管的壁厚波动主要
存在两个周期性规律。两种壁厚不均规律的周期分
A
(1)别为穿孔毛管导程的13倍和3.7倍。管坯断面加热
以对毛管壁厚A曲线拟合为例说明拟合曲线的不均造成的壁厚不均的周期一般较长2,结合穿孔
构成
实际过程中毛管表面的扭转螺旋线的螺距,可以判
,A =YA +YA2+S
(2)定该大周期规律为管坯断面加热不均所致。其形成
yA1为曲线-1的函数,其为
机理如图6所示。