【5A版】钢管加工工艺.ppt

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1、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（

2、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

3、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

4、、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。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2热轧无缝钢管生产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坯料加热热定心冷定心加热穿

5、孔再加热高压水除鳞定（减）径冷却切断（或分锯）矫直热处理表面检查包装、入库三辊轧管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

6、管的生产。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LpDpL0D0S0△L/2△L/2K:烧损系数0.97~0.995（合金钢取上限，碳钢取下限）或思考题：成品管φ146×15×5000mm，10＃钢，用φ150坯轧制，问坯长选多少？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)三、坯料的截断方式一般有四种

7、：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K

8、1: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、管坯加热加热目的：提高塑性，降低变形抗力，为穿孔和轧管准备良好的加工组织，改善金属的性能。坯料加热一般遵循三个原则：⑴温度准确，确保可穿性最好的温度；⑵加热均匀，纵向、横向都均匀，内外温差不大于30～50℃，最好小于15℃；⑶烧损少，并且不产生有害的化学成分变化(C↑或C↓)。加热温度的确定：