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冷拔无缝钢管生产工艺
冷拔钢管,冷轧钢管机组是用冷轧、冷拔或冷轧和冷拔相结合的冷加工方法生产管材的整套装备组合,是对热轧管材或焊接管进行深度加工的机组。
依据金属的加工性能、管材尺寸、质量要求以及投资和效益来选择不同的加工方法及相应的辅助工序。冷轧冷拔管的基本工序有:(1)管料供给,所用管料为热轧成品管或半成品管、挤压管以及焊接管;(2)管料准备,包括检查、打捆、酸洗、清洗、冲洗、中和、烘干、涂润滑剂等;(3)冷加工(冷轧或冷拔);(4)成品精整包括成品热处理、矫直、取样、切头尾、检查(人工检查和各种探伤)、水压试验、涂油、包装、入库等。不同的产品精整内容有所差异。
冷加工管机组生产特点是管料从投入到加工成成品通常要经过多次冷变形并产生加工硬化,因而整个生产过程由多个准备工序和变形工序组成,且具有往复循环的特点,因而工序多,生产周期长、金属消耗较大,生产效率较低,一般生产规模均不大。
在机组中同时配置冷拔和冷轧机有利于发挥它们各自的优点,特别是对生产不锈钢等高合金钢管和难变形的有色金属管更为合理和必要。冷拔机有单根和多根直条拔管机以及卷筒拔管机(见卷筒拔管)。单根冷拔时管材的长度达50m,卷筒拔管时长达几百米。冷拔机的吨位小为30kN,为7000kN。常规冷轧管机有二辊式冷轧管机和多辊式冷轧管机两种。
1.低压流体输送用焊接精拔管(GB/T3092-1993)也称一般精拔管,俗称黑管。是用于输送水、煤气、空气、油和取暖蒸汽等一般较低压力流体和其他用途的焊接精拔管。精拔管接壁厚分为普通精拔管和加厚精拔管;接管端形式分为不带螺纹精拔管(光管)和带螺纹精拔管。精拔管的规格用公称口径(mm)表示,公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示,如11/2 等。低压流体输送用焊接精拔管除直接用于输送流体外,还大量用作低压流体输送用镀锌焊接精拔管的原管。 2.低压流体输送用镀锌焊接精拔管(GB/T3091-1993)也称镀锌电焊精拔管,俗称白管。是用于输送水、煤气、空气、油及取暖蒸汽、暖水等一般较低压力流体或其他用途的热浸镀锌焊接(炉焊或电焊)精拔管。精拔管接壁厚分为普通镀锌精拔管和加厚镀锌精拔管;接管端形式分为不带螺纹镀锌精拔管和带螺纹镀锌精拔管。精拔管的规格用公称口径(mm)表示,公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示,如11/2 等。3.普通碳素钢电线套管(GB3640-88)是工业与民用建筑、安装机器设备等电气安装工程中用于保护电线的精拔管。 4.直缝电焊精拔管(YB242-63)是焊缝与精拔管纵向平行的精拔管。通常分为公制电焊精拔管、电焊薄壁管、变压器冷却油管等等。 5.承压流体输送用螺旋缝埋弧焊精拔管(SY5036-83)是以热轧钢带卷作管坯,经常温螺旋成型,用双面埋弧焊法焊接,用于承压流体输送的螺旋缝精拔管。精拔管承压能力强,焊接性能好,经过各种严格的科学检验和测试,使用可靠。精拔管口径大,输送效率高,并可节约铺设管线的投资。主要用于输送石油、天然气的管线。 6.承压流体输送用螺旋缝高频焊精拔管(SY5038-83)是以热轧钢带卷作管坯,经常温螺旋成型,采用高频搭接焊法焊接的,用于承压流体输送的螺旋缝高频焊精拔管。精拔管承压能力强,塑性好,便于焊接和加工成型;经过各种严格和科学检验和测试,使用可靠,精拔管口径大,输送效率高,并可节省铺设管线的投资。主要用于铺设输送石油、天然气等的管线。 7.一般低压流体输送用螺旋缝埋弧焊精拔管(SY5037-83)是以热轧钢带卷作管坯,经常温螺旋成型,采用双面自动埋弧焊或单面焊法制成的用于水、煤气、空气和蒸汽等一般低压流体输送用埋弧焊精拔管。 8.一般低压流体输送用螺旋缝高频焊精拔管(SY5039-83)是以热轧钢带卷作管坯,经常温螺旋成型,采用高频搭接焊法焊接用于一般低压流体输送用螺旋缝高频焊精拔管。 9.桩用螺旋焊缝精拔管(SY5040-83)是以热轧钢带卷作管坯,经常温螺旋成型,采用双面埋弧焊接或高频焊接制成的,用于土木建筑结构、码头、桥梁等基础桩用精拔管。
钢材力学性能是保证钢材终使用性能(机械性能)的重要指标,它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中,根据不同的使用要求,规定了拉伸性能(抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率)以及硬度、韧性指标,还有用户要求的高、低温性能等。 ①抗拉强度(σb) 试样在拉伸过程中,在拉断时所承受的力(Fb),除以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度(σb),单位为N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的能力。计算公式为: 式中:Fb--试样拉断时所承受的力,N(牛顿); So--试样原始横截面积,mm2。 ②屈服点(σs) 具有屈服现象的金属材料,试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称屈服点。若力发生下降时,则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2(MPa)。 上屈服点(σsu):试样发生屈服而力首次下降前的应力; 下屈服点(σsl):当不计初始瞬时效应时,屈服阶段中的小应力。 屈服点的计算公式为: 式中:Fs--试样拉伸过程中屈服力(恒定),N(牛顿)So--试样原始横截面积,mm2。 ③断后伸长率(σ) 在拉伸试验中,试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比,称为伸长率。以σ表示,单位为%。计算公式为: 式中:L1--试样拉断后的标距长度,mm; L0--试样原始标距长度,mm。 ④断面收缩率(ψ) 在拉伸试验中,试样拉断后其缩径处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比,称为断面收缩率。以ψ表示,单位为%。计算公式如下: 式中:S0--试样原始横截面积,mm2; S1--试样拉断后缩径处的少横截面积,mm2。 ⑤硬度指标 金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。 补充: 冷拔钢管是钢管的一种,即其按生产工艺的不同分类的一种,区别于热轧(扩)管。在毛管坯或原料管扩径的过程中通过多道次的冷拔加工而成,通常在0.5~100T的单链式或双链式冷拔机上进行。冷轧(拨)钢管除分一般钢管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、机械加工管、厚壁管、小口径加内模冷拔管其它钢管外,还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。冷拔钢管其外径可以到6mm,壁厚可到0.25mm,薄壁管外径可到5mm壁厚小于0.25mm尺寸,精度以及表面质量均明显优于热轧(扩)管,但受工艺制约,其口径以及长度均受到一定限制。 冷轧(拨)无缝钢管除分一般钢管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其它钢管外,还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。
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