《一重技术》
浅谈改善
钢管壁厚偏差
叶志海孙福杰高丽娜
提要]:筒要介绍
无缝钢管壁厚偏差产生的原因及彩响因亲,分析了产生机理,并从坯料
加热、穿制毛管及轧机軋轧制等方面提出了改善钢管壁厚的措施。
关键词:斜轧穿孔页头偏心壁厚偏差无维缝钢管
热轧无缝钢管制管设备由穿孔机、轧管机、素造成,(1)坯料断面的温度;(2)顶头的振动
张力减径机组成,钢管最常见的缺陷是壁厚不(顶头中心与顶杆中心不ー致)。
均,平均壁厚最小偏差与制管工艺有关,以碳素1.2坯料断面温差引起的厚原偏差
钢管坯为例,来自穿孔机的毛管的壁厚偏差至少
为7.5%,延伸轧制后减少至4.5%,扩径后提高至
坯料断面存在温度不均时,在圆周方向上产
7%,经过张力减径后又降至4.5%。
生变形抗力差,左右两侧的压力失去平衡,P1≠
钢管壁厚偏差会给钢管强度及进一步冷加工P2,在实际穿孔时要保持P1P2,顶头中心偏离轧
带来一系列不良影响,从而影响经济效益。轧制机中心e,2e即为壁厚偏差量。
较大壁厚钢管时,局部压下量增大,从而造成裂
实践表明,坯料断面温差10℃。穿孔毛管壁
纹并使轧机发生机械故障。
厚越薄及坯料直径越小,壁厚偏差率越大,用回
归方程式可表示成
1原因分析及影响因素
e(%)=C、D+g(D)
1.1斜轧穿孔
式中,C=0.12。
斜轧穿孔过程中,由于管坯边旋转边前进,
g(D)=1.31x105D2-9.15×103D+2.20
在穿孔后的毛管中产生螺旋状的壁厚偏差。穿孔式中,8(D)一氧辊直径;C一顶头前伸量;D一顶
后的毛管壁厚分布具有不同振幅、不同周期的多
头直径;一轧制温度。
重波动,表现出复杂的壁厚偏差曲线。将壁厚分
根据这种计算方法,坯料断面温差引起的壁
布作如下傅里叶分析,推断壁厚偏差产生的因素
厚偏差率为±1.7%,相当于存在20℃温差的状况。
co2KT区+Bsin2KTx
1.3顶头精度及页头的振动引起的偏差
f(x)=Ao+
∑
我厂通过小批量管坯穿制毛管试验表明,如
式中,A一壁厚平均值;一穿孔坯料长度方向用と果顶头中心错位或不圆,在穿制尺寸%136x8mm
定义;
的毛管时,用最大偏心1.5mm的顶头穿制毛管与
A=÷1f(x)cos
2KX
无偏心顶头相比,顶头精度引起的壁厚偏差将达
到0.3-0.8mm,表明顶头的精度对壁厚偏差的影
B-2 /(a)in 2 de
响很大。顶头的振动导致斜轧穿孔过程中斜轧区
的受力不均,产生变形抗力差,从而导致周向壁
由各自的周期分析,壁厚偏差主要由下列因厚不均
?ャ“ーーーーーーャャーーーーーーーーーーーーーーーャー+ーーーャ+ーーーーーーーーャー+ー++
用在旧炉墙上喷涂一层作绝热层,二者都可以取升温与冷却速率,是对现有
工业炉进行修补和节
得良好的效益。前者能使整个工业炉轻型化,减能改造的简单而有效的方法。由于耐火纤维喷涂
少炉墙的蓄热损失,大大缩短工业炉升温和冷却炉树经济可靠,施工速度快,必将在更多的工业
时间,而且由于炉墙减薄而扩大装炉容量,提高炉上得到应用。
工业炉生产能力,节约效果明显,综合经济效益
显著。后者不仅能使旧炉墙得到修复,延长炉子
收稿日期:2003年10月13日
使用寿命,而且由于热面喷涂低热值的高效绝热
吴彦:一重集团公司工业炉密制造中心助理工程师
张志国:一重集团公司治金分公司铸钢厂助理工程师
材料,使整个炉墙的蓄热和散热皆减少,并加快张愛平:一重集团公司设备都助理工程师
2004年第1期(总99期
管线钢焊接技术讨论
高丽娜叶涛
[提要]:论述影响管钢的力学性能和焊接性的因亲,介绍管线焊接技术的进步。
关键词:管线钢焊接性冲击韧强度
谈到管线钢就不能不提它的经济性和焊接操作压力从5.5MPa提高到7.5MPa,输气能力提
性。在同样输量的情况下,建设一条高压大口径高41%,节约材料7%,投资降低23%。
管道比平行建几条低压小口径管道更为经济。例
管径的增加和输送压力的提高,均要求管材
如一条输送压力为7.5MP,直径为1400mm的输有较高的强度。近年来,在保证可焊性和冲击韧
气管道可以代替3条压力5.5MPa,直径1000m性的前提下管材的强度有了很大提高。由于管道
的管道,前者可节省投资35%,节省钢材19%,敷设完全靠焊接工艺来完成,因此焊接质量在很
因此扩大管道的直径已成为管道建设的科学技术大程度上决定了工程质量。焊接是管道施工的关
进步的标志。在一定范围内提高输送压力可以增键环节,而管材、焊材、焊接工艺及焊接设备等
加经济效益。以直径1020mm的输气管道为例,是影响焊接质量的关键因素。
2改善壁厚偏差的方法
式中,一轧辊芯棒间隙;e一轧辊偏心量;θ一喂
入角;R。一轧辊直径;一芯棒直径。
2.1管坯温度不均导致壁厚偏差
由此可得轧辊与芯棒间隙偏差(6=45℃时的
由于管坯的温度不均是在加热和输送过程中凸缘壁厚与6=0℃时的孔型底部壁厚之差)
产生的,要把这种壁厚偏差量抑制在很小的程
度,必须提高加热炉内管坯的均热精度。管坯加
热制度影响钢的穿孔性能。根据资料介绍和生产
为了减少轧辊与芯棒间隙偏差量,要尽量减
中摸索的经验,适当提高加热温度和增加保温时少轧辊偏心量e。
间,可明显改善钢的均热精度。为此,我厂提高
采用芯棒限动方式,轧制时芯棒速度不变,
管坯在加热炉均热段的加热温度并适当延长加热不产生孔型充填不满和充填过分现象,并采取与
时间,以提高管坯均热精度。
后部定径机直接相连的方法,可在定径机精轧机
另外,在钢管出炉后至穿孔过程中,由于机架前清除孔型底部的椭圆度,抑制长度方向上的
组间距大、管坯弯曲等因素影响,导致管坯温降壁厚波动,改善了钢管椭圆度。
过大,采用合理的辊道输送制度,努力消除输送
过程中产生温差的因素。
3结语
2.2顶头偏心导致壁厚偏差
通过适当提高加热炉内均热温度,避免坯料
为了抑制这种偏差,通过机械精加工等方周向产生变形抗力差,我厂实行新加热工艺至
法,提高顶头精度是必要的。在穿孔机组,产生今,毛管壁厚偏差率明显降低。在穿孔机组,为
壁厚偏差的另一重要原因是顶杆的振动,为防止将璧厚偏差控制在最小范围,穿孔机果用五架抱
顶杆振动引起偏差,选择合适的顶杆尺す、顶杆紧辊方式,押制顶杆振动以及提高项头加工精度,
支架间距,以避免顶杆发生共振及扭动。我厂顶使成品管壁厚偏差由75%~8%降至45%-5%。增
杆长度为11.7m,采用五架三辊抱紧辊,来稳定轧强了产品市场竞争力。
制过程,并随轧制过程逐架打开抱紧辊,以便毛
管顺利通过。
收稿日期:2003年11月28日
叶志海、高丽娜:北满特殊钢股份有限公司工程师(黑龙江富
轧管机组采用限动芯棒方式轧制,轧辊与芯
拉尔基邮政編码:161041电话:0452
棒间隙公式为
01722
孙福杰:北满特殊钢股份有限公司助理工程师(黑龙江富拉尔
=ー esine+(Ro。-ecos-r)
基邮政编码:16104电话:0452-6801722)
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