无缝钢管-自主研发

  穿孔毛管的质量对无缝钢管的质量影响很大。穿孔不良质量主要表现在毛管壁厚不均、内拆、外折等缺陷存在及其表现程度上。为改善穿孔质量，必须对这些缺陷加以控制。 

1  毛管壁厚不均 

造成毛管不均的主要原因有管坯加热不均、顶杆弯曲、轧制线不正、定心辊调整不当、定心孔不正及导入套选择不当等。 

2  内折 

穿孔机穿孔所产生的内折原因较多，主要可分为钢质内折与操作内折两大类。 

（1）钢质内折。 

主要是由管坯质量不良引起的，如连铸坯低倍不合（残余缩孔、内裂纹，非金属夹杂等），铸坯内部严重疏松；柱状晶过发达及难变形的合金钢穿孔时也容易产生内折。 

（2）操作内折。 

造成的原因主要有调整不当（如顶头前压下率过大或过小；轧辊转速过高；送进角过小；椭圆度过大等）以及管坯加热温度不均等；顶头磨损过大或破裂、粘钢等。穿尾端的破尾被芯棒插入时也会造成内折。 

3  外折 

造成外折的主要原因有钢质外折和操作内折。 

（1）钢质外折。如管坯裂纹、连铸坯严重划痕、耳子、钢锭结疤、翻皮及皮下气泡等。 

（2）操作外折。工具（轧辊、导板或导盘）粘钢划痕，严重的螺旋道、轧辊刻槽或堆焊不当等。

穿孔机孔型调整主要参数有：轧辊距离、导盘（导板、导辊）距离、椭圆度、送进角、辗轧角，顶头直径，顶头前压下率、轧辊与导盘速度等。 
      （1）轧辊距离是指左右或上下两个轧辊辊喉处的短距离。轧辊距离通常由坯料直径和总压下量来决定，是主要的调整参数。 
      （2）导盘（导板、导辊）距离是指上下2个导盘（导板、导辊）根部处的短距离。导盘（导板、导辊）对穿孔变形起到横向限制和引导作用。导盘（导板、导辊）距离直接影响椭圆度的变化。 
      （3）椭圆度是导盘（导板、导辊）距离与轧辊距离之比。表示孔型调整后的椭圆程度。调整椭圆度使轧件截面保持一定的椭圆形状，可改变轧件的横向变形程度，控制截面周长，实现扩径、等径轧制。过大的椭圆度加大了横向变形，对产品质量不利。 
      （4）辗轧角是Φ轧辊轴线与轧制线在水平面上投影的夹角。桶形辊的辗轧角一般小于5°。Φ250 mm精密轧管机组的锥形辊穿孔机的辗轧角为10°～15°。 
轧辊的“锥形”程度与辗轧角的大小有关。辗轧角越大，轧辊直径从小端（咬入端）到大端（抛出端）的变化就越大，辊面圆周速度和沿轧制线方向分速度的递增亦越大。一方面，沿轧制线方向分速度的递增，对提高变形速度和加强金属的延伸变形有利；另一方面，辊面圆周速度的递增，对轧件扭转的影响也增大。这两个方面的因素要在辊型设计时综合考虑。同时，过大的辗轧角，对设备设计也会增加困难。 
      （5）送进角是轧辊轴线与轧制线在垂直面上投影的夹角。Φ250 mm精密轧管机组的锥形辊穿孔机的送进角为5°～12°。送进角越大，轧辊速度在前进方向的分量也越大，即钢管前进越快，但斜轧延伸的螺距也越大，穿孔机负荷也越大。
      （6）顶头直径与穿孔毛管的内径有关。一般来讲，顶头直径越大，穿孔毛管的内径也越大。 
      （7）导盘速度指导盘工作面的纵向线速度。主动旋转导盘，其工作面的纵向线速度应大于轧件纵向前进速度，因而对轧件作用有纵向曳入摩擦力，加强了金属的纵向流动。导盘速度一般控制在轧制速度的 1.5～3.0倍。 
      （8）顶前压下率 
      指坯料在顶头前端（鼻部）处的直径压下率，用百分率来表示。 
      顶前压下率=（坯料直径一顶头前端横截面的轧辊距离）／坯料直径 
      顶前压下率愈大，则金属变形的不均匀程度也愈大，导致管坯中心区在旋转过程中交变的切应力和拉应力增加，从而容易促使孔腔形成，造成内折缺陷。顶前压下率愈小，则管坯咬入愈困难（尤其是二次咬入）。因此工艺上调整的原则是，在保证咬入的条件下，顶前压下率愈小愈好，通常采用的顶前压下率为4%~7%。 
      （9）理论上穿孔速度通常指毛管出口处的轧辊辊面纵向分速度，但实际穿孔速度由于受金属滑移的影响，要比理论计算的辊面纵向分速度低。但锥形穿孔机的金属滑移比桶式穿孔机要小，故其实际穿孔速度相对较高，因而穿孔效率也较高。  

石化管是石油化工用无缝钢管的总称及简称。石油化工生产包括石油精炼、石油化工材料、石油化纤和化肥生产。生产过程中主要物理和化学反应都是在特定的压力和温度下进行的。原材料、反应物和产出物都具有不同程度的腐蚀性。 

石化管按设备分类为石油裂化设备用无缝钢管（简称裂化管）、化肥设备用高压无缝钢管（简称化工管）和现代化的高产大化工厂用无缝钢管即“三化”化工、化纤、化肥用无缝钢管；按钢种分类为：碳钢钢管、合金钢钢管和不锈钢钢管。 

现将裂化管和化工管分别介绍于后，而“三化”用无缝钢管，至今还没有专业标准，一般碳钢和合金钢钢管分别采用裂化管和化工管标准；不锈钢钢管则采用不锈钢管标准（GB/T 14976、GB/T 14975或GB/T 13296， 

裂化管（标准GB 9948）是用于石油精炼厂的炉管、热交换器管和连接管道，是我国开发专用无缝钢管早的品种之一。 
鞍钢无缝钢管厂早在1955年8月，就按ГOCT 550－1941标准（后改为鞍标4401－1956）用大连钢厂试制的管坯，试生产出了Cr7SiMnTi钢Φ89mm×6mm裂化管。因生产困难，成材率较低，后来将钢号改为12Cr5MoA；再后又进一步改为Cr5Mo。 

1963年，原冶金部为了适应经济建设对裂化管需求的增加和生产厂的增多，制定和公布了“石油裂化用无缝钢管”的部颁标准YB 237－1963，并于1970年进行了修订，变为YB 237－1970。这期间，鞍钢无缝钢管厂于1965年按“鞍新9－1965”新产品试制技术条件，试制出了Cr2Mo钢石油裂化管；1969年在生产供应Cr5Mo钢管的同时，又按“1969－4－石油部－3”低合金管新产品试制技术条件，试制出了我国自己的15Al3MoWTi钢号石油裂化管。 

化工管（标准GB 6479）是用于工作温度在－40～400℃，工作压力10～32MPa的化肥、化工厂的设备和管道。1960年上海钢管厂为了支援化肥厂的建设，试制出了冷拔高压化肥无缝钢管。1970年原冶金部制定并公布了“化肥设备用高压无缝钢管”部颁标准YB 800－1970。1986年升级为国标GB 6479。