钢管加工工艺.pptx

压力加工工艺学－钢管生产1 概述1.1 钢管的特性与分类：一、钢管的概念与用途钢管的概念：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。而比值较小的钢材称为管段或管件。 钢管的用途：（1）输送流体：具有封闭的中空几何形状，可以作为液、气体及固体的输送管道；（2）做结构件：在同样重量下，钢管相对于其他钢材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，属于经济断面钢材、高效钢材。二、钢管的分类1 按生产方式分类 （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2 按产品尺寸分类 （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≥403 其它分类（1）用途：管道用管、结构管、石油管、热工用管等；（2）材质： 普通碳素钢管、碳素结构钢管、合金钢管、轴承钢管、不锈钢管等；（3）横断面形状： 圆管、异型钢管；（4）纵断面形状： 等断面、变断面异型钢管示例天津钢管Φ250限动芯棒连轧管机组宝钢Φ140连轧管机组1．2 钢管生产的基本方法 钢管生产的一般模式为：坯料→成型→精整→一次成品→再加工→二次成品。 一般以产品的要求确定生产工艺、选择生产设备，同时对工艺、设备不断改造更新以适应产品 不断提高的要求。 按照成型的不同可以分成无缝管生产和有缝管生产，而冷加工属于管材的二次生产。热轧无缝管：实心管坯→穿孔→延伸→定(减)径→冷却→精整。焊管：板带坯料→成型(管筒状) →焊接成管→精整。1.3 钢管的技术要求与发展趋势⑴ 对多种腐蚀介质的高抗蚀性、对高温强度和低温韧性的要求越来越高，使得管材产品的化学成分不断变化，冶炼、加工工艺不断改进；⑵ 管材产品尺寸(壁厚精度)、形状精度的要求促使在线检测、自动控制技术不断进步；⑶ 对管材产品成本降低的要求使得其生产过程向短流程、近终成型方向发展。⑷ 对管材产品要求总的趋势是优质、廉价、高效、低耗。2 热轧无缝钢管生产自动轧管机组生产工艺： （冷定心） 加热 管坯→加热→热定心→穿孔→轧管→均整 定径 再加热→减径→冷却→矫直→切管→热处理→检查→入库连轧管机组坯料 加热 热定心 穿孔 空减 连轧 切头、尾 再加热 高压水除鳞 张力减径 冷却 切头、尾 矫直 无损探伤 表面 检查 入库三辊轧管机组加热 热定心 坯料穿孔三辊轧管 再加热 冷定心 加热高压水除鳞切断（或分锯）定（减）径冷却矫直热处理包装、入库表面检查2．1 管坯的制备一、根据穿孔方式、轧管方法及制管材质的不同，一般采用以下四种坯料：(1)连铸圆坯：是目前国际上应用较多的坯料，也是衡量一个国家钢管生产技术水平的标志之一。其具有成本低、能耗少、组织性能稳定等特点，是管坯发展的主流，也是钢管实现连轧的首要条件。(2)轧坯：一般为圆坯，生产中也经常使用。(3)铸(锭)坯：主要有方(锭)坯，用于P.P.M轧制方式(或压力穿孔)。(4)锻坯：用于穿孔性能较差的合金钢与高合金钢管的生产。 △L/2Lp △L/2L0Dp D0 S0 管坯技术标准按国家或企业的技术标准执行，包括化学成分、断面形状、几何尺寸、内部组织、机械性能等因素。二 、 坯料定尺长度的确定K:烧损系数0.97~0.995（合金钢取上限，碳钢取下限）式中：LP:管坯长度；FP:管坯横断面；n：热轧管的倍尺数（根）；D0,S0:成品管外径、壁厚；L0:成品管长；△L:切头尾长（合金钢250～碳钢450mm)或思考题：成品管φ146×15×5000mm，10＃钢，用φ150坯轧制，问坯长选多少？三、坯料的截断方式一般有四种：⑴ 剪断：适用于中小断面的管坯，生产效率高，费用低，但管坯易被压扁(现场，一般压扁度不超过8～10%，切斜度不超过6mm)，对于易产生裂纹的管坯(如GCr15等)，应预热200℃～300℃。⑵ 火焰切割：适合大断面、合金钢等管坯，操作方便，费用低，但金属损耗大(烧损、氧化)，断面质量差。⑶ 折断：适合Dp＞φ140mm或σb＞60Kg/mm2管坯。先在要折断处切口，然后放入折断压力机中折断，支点间距一般为(4～5) Dp。⑷ 锯断：适合小断面管坯，合金钢及高合金钢等；是切断质量最好的方法。四、剪切力计算K1:磨钝系数（鞍钢1.3）K2=τ/σb=0.6(碳钢)~0.8(合金)思考题：在1000吨剪切机上冷剪20＃管坯，最大直径是多少？（20＃：σb=490.5MPa）2．2 管坯的加热及定心一