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熱擴(kuò)美標(biāo)無(wú)縫鋼管質(zhì)量缺陷及其預(yù)防
美標(biāo)無(wú)縫鋼管廠家熱擴(kuò)有縱軋擴(kuò)管和斜軋擴(kuò)管兩種方法?v軋擴(kuò)管的質(zhì)量缺陷主要有荒管的表面裂紋與管體的開(kāi)裂、壁厚不均、內(nèi)直道、內(nèi)麻坑、皺折和彎曲等。斜軋擴(kuò)管的質(zhì)量缺陷與二輥斜軋管機(jī)所軋荒管質(zhì)量缺陷基本相同, 包括荒管的壁厚不均、表面裂紋和擦傷、軋折、螺旋道及螺旋內(nèi)折、內(nèi)麻坑等。 縱軋擴(kuò)管變形過(guò)程有拉拔式和頂推式擴(kuò)管工藝。其變形過(guò)程分為三個(gè)階段:在頂頭錐面的作用下,坯料管的管壁首先發(fā)生彎曲變形;隨著頂頭直徑的逐漸增大,對(duì)管坯進(jìn)行擴(kuò)徑、減壁;由頂頭圓柱段對(duì)擴(kuò)徑后的荒管定徑、展直。顯然,擴(kuò)徑主要發(fā)生在第二階段?v軋擴(kuò)管過(guò)程主要的產(chǎn)品缺陷是:荒管表面開(kāi)裂與管體開(kāi)裂、壁厚不均、內(nèi)直道、皺折、內(nèi)麻坑、彎曲等。 斜軋擴(kuò)管工藝起源于二次穿孔工藝。是帶有兩個(gè)錐形軋輥并且水平布置的斜軋管機(jī)。軋輥的直徑從變形區(qū)的入口到出口逐漸增大。軋輥軸線與軋制線呈空間交叉,構(gòu)成送進(jìn)角和碾軋角。兩個(gè)軋輥為單支撐,分別由2臺(tái)電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng),傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位于軋管機(jī)的出口側(cè)。軋輥的位置可沿軋制線軸線調(diào)整。導(dǎo)板呈上下布置。其變形區(qū)分為三部分:壓扁減徑區(qū)、減徑區(qū)、轉(zhuǎn)圓區(qū)。 壓扁減徑變形:坯料管首先接觸呈懸臂梁狀態(tài)的錐形軋輥,在摩擦力的作用下前進(jìn)。此時(shí),坯料管僅僅與軋輥接觸,不與頂頭接觸。其變形主要是壓扁減徑變形。當(dāng)減徑量過(guò)大時(shí)管壁有時(shí)也會(huì)增厚。壓扁減徑區(qū)的大小與頂頭位置有關(guān)系,頂頭的位置調(diào)整主要是為了順利實(shí)現(xiàn)坯料管的一次咬入并為二次咬入和減壁擴(kuò)徑變形創(chuàng)造良好的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)條件。 減壁擴(kuò)徑變形:是斜軋擴(kuò)管的主要變形區(qū)。在此區(qū)坯料管發(fā)生減壁和擴(kuò)徑。由于延伸系數(shù)接近1,根據(jù)金屬體積不變定律,管壁減薄的金屬幾乎全部變成因外徑增大而需要補(bǔ)充的金屬。金屬的變形主要發(fā)生在坯料管的周向和徑向。由于軋輥和頂頭均可以沿各自的軸線方向移動(dòng),因此,只要改變軋輥和頂頭的位置,就可以改變所擴(kuò)制的荒管的規(guī)格。當(dāng)軋輥和頂頭的位置調(diào)整以后,減壁區(qū)的變形量也不在發(fā)生變化。 轉(zhuǎn)圓變形:坯料管在經(jīng)過(guò)減壁擴(kuò)徑變形以后,不再與頂頭接觸而進(jìn)入轉(zhuǎn)圓區(qū)。在表面摩擦力的作用下,荒管順利脫離變形區(qū)。 斜軋擴(kuò)管減壁擴(kuò)徑工藝,延伸系數(shù)為1。在發(fā)生主變形時(shí),不可避免地發(fā)生一些多余的附加變形。金屬的附加變形會(huì)導(dǎo)致荒管缺陷的產(chǎn)生,并增加軋制能耗。金屬的附加變形包括附加扭轉(zhuǎn)變形、附加軸向剪切變形、附加周向剪切變形。附加變形的產(chǎn)生原因、變形過(guò)程與帶送進(jìn)角和碾軋角的二輥錐形輥斜軋穿孔機(jī)、軋管機(jī)工藝基本相同。但是由于斜軋擴(kuò)管時(shí),擴(kuò)管頂頭的錐角比較大,加之采用的是固定導(dǎo)板而不是主動(dòng)的導(dǎo)盤(pán),軋輥的長(zhǎng)度也是比較短的。因此,斜軋擴(kuò)管產(chǎn)生的三種附加變形在變形的分配和大小程度上與二輥斜軋穿孔機(jī)和軋管機(jī)工藝存在差別,即附加的扭轉(zhuǎn)變形較小,附加的軸向剪切較大。斜軋擴(kuò)管在結(jié)構(gòu)上與二輥延伸機(jī)基本相同,擴(kuò)管過(guò)程及變形特點(diǎn)也與二輥斜軋管機(jī)相似。二者之間的差別是:后者希望坯料管在發(fā)生減壁變形時(shí),變形金屬主要是發(fā)生軸向延伸,而控制其寬展量;前者則要求坯料管在減壁變形時(shí),變形金屬應(yīng)主要發(fā)生橫向?qū)捳苟刂破漭S向延伸,延伸系數(shù)為1,甚至小于1,即坯料管的管徑擴(kuò)大但是長(zhǎng)度不變或者縮短。所以擴(kuò)管頂頭的錐角會(huì)很大、且碾軋角和送進(jìn)角也比較大。 斜軋擴(kuò)管的缺陷:荒管壁厚不均、表面裂紋和擦傷、軋折、螺旋道及螺旋內(nèi)折、內(nèi)麻坑等。由于斜軋管的擴(kuò)徑量很大,荒管表面發(fā)生裂紋的幾率更高。另外,斜軋擴(kuò)管時(shí),表面的螺旋道比較嚴(yán)重。為此,在進(jìn)行孔型設(shè)計(jì)時(shí),可以考慮適當(dāng)?shù)募娱L(zhǎng)軋輥長(zhǎng)度并設(shè)計(jì)相應(yīng)的均壁區(qū)。在均壁區(qū),頂頭表面與軋輥表面之間的法線距離相等。同時(shí),適當(dāng)減少擴(kuò)徑量也有利于荒管壁厚精度的提高。雖然可以通過(guò)輥形設(shè)計(jì)及調(diào)整來(lái)減輕斜軋管時(shí)的荒管壁厚不均和表面螺旋道,但是畢竟斜軋擴(kuò)管的變形量很大且軋輥長(zhǎng)度也短。經(jīng)斜軋擴(kuò)制的荒管仍然存在不同程度的壁厚不均和螺旋道。為此,在斜軋擴(kuò)管工序之后再進(jìn)行斜軋均整,荒管的壁厚精度會(huì)明顯提高。 一般來(lái)講,斜軋擴(kuò)管時(shí),坯料管在加熱過(guò)程中內(nèi)、外表面都會(huì)發(fā)生氧化。坯料管的氧化鐵皮可以通過(guò)頂頭前的高壓水除鱗,為的是提高荒管的內(nèi)表面質(zhì)量和頂頭的壽命。 |