根据对自动轧管机轧后钢管的解剖分析,认为穿孔毛管经自动轧管机轧制后,钢管纵横向壁厚不均的形式基本上保留了穿孔毛管壁厚不均的分布特征,即轧后钢管仍具有螺旋状的壁厚不均,而且横向壁厚不均显著增大。自动轧管机产生壁厚不均的原因是:①穿孔毛管壁厚不均的存在形式和严重程度,直接影响轧后钢管壁厚不均的存在形式和严重程度。②在自动轧管机上轧管时,因顶杆弯曲,使顶头位置偏离孔型中心而导致壁厚不均,其管中和管头各横截面上的壁厚和小壁厚位置几乎固定不变;而管尾到管头壁厚不均程度则逐渐增大,因此,减小顶杆残余弯曲度,降低轧管时顶杆的轴向力,对减小壁厚不均程度有显著作用。③减壁量越大,荒管壁厚不均越严重,减壁量较小时,自动轧管机有减小穿孔毛管壁厚不均的作用。④孔型调整不正确,当辊缝不平行时,会使荒管的壁厚不均加剧。
包钢无缝钢管厂对Φ400mm自动轧管机组,穿孔、二次穿孔(延伸)、自动轧管和均整4个轧制过程的荒管实测壁厚数据进行了傅立叶变换,得出了壁厚不均的定量分析及其形成原因,并以此为基础提出了改善钢管壁厚不均的途径:①二次穿孔(延伸)后荒管上的螺旋形壁厚不均的分布特征一直保留到成品管,因此改善二次穿孔(延伸)是改善成品管壁厚精度的关键环节,主要措施是改进工具设计,提高顶杆和顶头在旋转过程中与轧制线的同心度。②改善穿孔后毛管的壁厚不均是重要环节,主要措施是提高管坯的加热均匀性,提高定心孔的精度,加长顶头均整带的长度和反锥的长度,提高顶杆与顶头在旋转过程中与轧制线的同心度。③轧管时虽会产生严重的对称性壁厚不均,但对减轻螺旋形的壁厚不均有一定的作用。因此,轧管时应轧制两道,道次之间应将荒管翻转90°。④均整过程能基本上对称性壁厚不均,但对螺旋形壁厚不均的作用甚小,因此,应提高均整机的能力。⑤傅立叶变换是研究斜轧过程壁厚不均的有效手段,这一方法也可用于其他钢管生产机组管体壁厚不均的研究。
电线套管:也是普通碳素钢电焊钢管,用在混凝土及各种结构配电工程,常用的公称直径从13-76mm。电线套套管壁较薄,大多进行涂层或镀锌后使用,要求进行冷弯试验。
公制焊管:规格用无缝管形式,用外径*壁厚毫米表示的焊接钢管,用普通碳素钢、优质碳素钢或普能低合金钢的热带、冷带焊接,或用热带焊接后再经冷拨方法制成。
公制焊管分普能和薄壁、普通用作结构件,如传动轴,或输送流体,薄壁用来生产家具、灯具等,要保证钢管强度和弯曲试验。
托辊管:用于带式输送机托辊电焊钢管,一般用Q215、Q235A、B钢及20钢制造,直径63.5-219.0mm。对管弯曲度、端面要与中心线垂直、椭圆度有一定要求,一般进行水压和压扁试验。
变压器管:用于制造变压器散热管和其它热交换器,采用普通碳素钢制造,要求进行压扁、扩口、弯曲、液压试验。
钢管以定尺或倍尺交货,对钢管弯曲度有一定要求。 异型管:由普通碳结结构钢及16Mn等钢带焊制的方形管、矩形管、帽形管、空胶钢门窗用钢管,主要用作农机构件、钢窗门等。
电焊薄壁管:主要用来制作家具、玩具、灯具等。近年来不锈钢带制作的薄壁管应用很广,高级家具、装饰、栏栅等。
螺旋焊管:是将低碳碳素结构钢或低合金结构钢钢带按一定的螺旋线的角度(叫成型角)卷成管坯,然后将管缝焊接起来制成,它可以用较窄的带钢生产大直径的钢管。螺旋焊管主要用于石油、天然气的输送管线,其规格用外径*壁厚表示。螺旋焊管有单面焊的和双面焊的,焊管应保证水压试验、焊缝的抗拉强度和冷弯性能要符合规定。
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任何破坏由轧辊、顶头、导板三者形成的变形区几何形状正确性的因素,都将使毛管壁厚不均加剧。
(1)顶头。①顶头的形状设计,理想的顶头辗轧锥应与轧辊出口锥平行,如果按照传统的马特维也夫公式设计顶头,其顶头的辗轧锥与轧辊的出口锥是不平行的,金属在这样一个逐渐扩大的间隙内变形,势必造成管壁辗轧不充分而导致毛管壁厚不均,而且,随送进角的增大毛管壁厚不均更加严重;②由于顶杆的刚度不够,在穿孔过程中产生弯曲,使顶头不能保持对中位置,从而使穿出的毛管壁厚不均;③顶头的不均匀磨损或损坏。
(2)导板。①导板距过大,在穿孔过程中是依靠导板的限制作用来保持穿孔中心线的,导板距大,顶头在上下位置变化大,使顶头不稳定,导致毛管壁厚不均。②上、下导板的不均匀磨损也会加剧壁厚不均程度。
(3)轧辊。①轧辊中心线偏斜:在生产过程中,由于穿孔机两侧压下螺丝安装不正确,或由于螺纹和轴承磨损而使两辊间轴向发生水平偏斜,两个轧辊的送进角不一致使变形区发生畸变而导致壁厚不均。②大送进角下导致顶头与轧辊的辗轧锥更不平行。③轧辊转速不当也会影响壁厚精度。
(4)管坯的定心和加热。定心孔偏心和加热不均匀(阴阳面)都将造成壁厚不均。
(5)穿孔机的刚度、结构和调整。穿孔机的机身刚度不够,其上的锁紧机构不可靠;顶杆的定心装置调整不准确,运行不可靠和距离机身较远;轧制中心线的调整,一般采用低于轧机中线,其目的是提高轧件的稳定性,若调整过大,因轧制线下移后,变形区内工具之间的相对关系发生了非对称变化,也会影响毛管的壁厚不均。