钢管工艺复习题

1、. .钢管工艺复习题1.管材的定义及作用？但凡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。 用途：输送流体做构造件2.管材按生产方式分哪几种？按尺寸分哪几种？按生产方式：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。按产品尺寸：1特厚管：D/S10；2厚壁管： D/S10203薄壁管： D/S203薄壁管： D/S20 40 4极薄壁管： D/S403.钢管生产的一般模式是什么？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。4.管坯

2、主要有哪几种？(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。其具有本钱低、能耗少、组织性能稳定等特点，是管坯开展的主流，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。5.管坯的截断方式有哪几种"适合什么情况 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810%，切斜度不超过6mm)，对于易产生裂纹的管坯(如GCr15等)，应预热200300。 火焰切

3、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。 折断：适合Dp140mm或b60Kg/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(45) Dp。 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。6.坯料加热遵循的原那么？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那么： 温度准确，确保可穿性最好的温度； 加热均匀，纵向、横向*匀，内外温差不大于3050，最好小于15； 烧损少，并且不产生有害的化学成分变化(C或C)7.坯料加热温度制定，需考虑哪些因素

4、？1加热温度在Fe-C相图中的单相奥氏体区AC3线以上3050，固相线以下100 。即：在8001300 选取，2加热温度考虑坯料的化学成分；33加热温度考虑坯料尺寸大小。4加热温度考虑工艺条件8.环形加热炉有哪些优点优：1适合加热圆形管坯，适应多种不同直径和长度的复杂坯料；2管坯加热时间短、受热均匀、加热质量好；3炉底转动，坯料与炉底无相对滑动，氧化铁皮不易脱落，且炉子装出料炉门在一侧，密封好，冷空气吸入少、氧化铁皮少；门在一侧，密封好，冷空气吸入少、氧化铁皮少；4管坯放置位置灵活可放料也可空出，便于更换管坯规格，操作灵活。5机械化和自动化程度高。 9.管坯定心的定义，目的和方式？1管坯定心

5、：是指在管坯前端面钻孔或冲孔。2定心目的：使顶头鼻部正确地对准管坯轴线，防止穿孔时穿扁；减小毛管壁厚不均；改善二次咬入条件。3定心方式：a：热定心：效率高，应用广； b：冷定心：效率较低，仅用于穿孔性能较差的钢材，如高合金钢、 高碳钢及重要用途的钢材。10.二辊斜轧穿孔机的工具有哪些？构成什么孔型？1曼乃斯曼穿孔机 构成了一个“环形封闭的孔型。2狄舍尔穿孔机(3)双支撑的菌式穿孔机4)三辊穿孔机： 构成“封闭的环形孔型，5推轧穿孔法11穿孔机轧辊的构造及各局部的作用？：入口锥：咬入管坯，实现管坯穿孔；：轧制带：起过渡带作用； ：出口锥：实现毛管减壁，平 整毛管外表，均匀壁厚及完成毛管归圆。12

6、.穿孔机顶头的作用、构造及各局部的作用？作用：实现从实心管坯到中空毛管的变形，这一变形是钢管穿孔的主要变形，因而其工作条件非常恶劣，对穿孔质量和生产有重大影响。L0鼻部：对正管坯定心孔，便于穿正；L2 (平整段：锥角与辊同)：均整毛管内外外表；L3 (反锥)：甩圆并防止毛管脱出顶头时划伤。13.二辊斜轧穿孔变形区的组成及各局部的作用？ 穿孔准备区：从管坯开场咬入到与顶头鼻部接触止，即轧实心管坯。作用： 顺利实现管坯一次咬入； 为二次咬入积累足够的剩余摩擦力。积累足够的剩余摩擦力。 径向压缩，一局部横向变形，一局部纵向延伸，因而管坯头部形成一个喇叭口状的凹陷(即疏松区)。 穿孔区：从金属与顶头相

7、遇开场到顶头的平整段为止。作用：实现穿孔并使毛管减壁。主要是纵向变形(延伸)较大，因为，辊外表与顶头越来越近，被压缩的金属向纵向、横向运动，但横向有导板(导盘)的阻挡，因此，纵向变形是主变形，变形量可到达5左右。 辗轧区(平整区)，与顶头平整段对应的局部。作用：辗轧(均整)管壁，改善管壁的尺寸精度和内外外表质量(顶头母线与辊母线平行) 转圆区(归圆区)，平整段后，轧辊与毛管接触的局部。作用：靠轧辊的旋转加工把椭圆形毛管转圆。变形特点：实际上是塑性弯曲变形，但由于该区较短且变形量不大，一般不与考虑。14.曼氏穿孔机穿孔后的毛管会出现什么情况？为什么？外径大小会出现了头粗尾细中间均的现象(曼乃斯曼

8、穿孔机表现尤为突出)。原因：1管坯头部进入时，由于顶头正面有阻力，相当于冲压镦粗，且管坯头部无外端约束(由最小阻力法那么，轴向，横向)，金属向外侧流动，因而使管坯头部变粗；2中间局部管坯两侧有外端约束，阻碍了金属的横向流动，所以中间均匀；3当尾部进入时，顶头正面阻力，瞬间减少，导致轴向阻力，因而，轴向，横向，故出现尾细。15.穿孔机咬入时，需校核哪几个条件？为什么？1一次咬入条件：必须同时满足旋转和前进的条件。1旋转条件：管坯旋转动力矩管坯旋转阻力矩即： n(MT- MN)0式中：MT = ½ T·d旋转摩擦力矩；MN = ½ P·c 旋转阻力矩；n :

9、 轧辊数目2前进条件：管坯轴向咬入力管坯轴向阻力即： n (TX- NX) P0 0式中：TX: 摩擦力的轴向分力；NX: 正压力的轴向分力；P0:外加顶推力，非顶推时其值为0；n : 轧辊数目。2二次咬入条件：也必须同时满足旋转和前进的条件。1旋转条件：由于旋转条件只是增加一项顶头的惯性阻力矩，因为顶头是从动的，其值相对较小，故影响不大，因而旋转条件等同于一次咬入。2前进条件：需抑制顶头的轴向阻力Q0 n (TX- NX) Q0 016.斜轧穿孔时，附加变形包括哪些？怎样产生的？如何减少？附加变形：附加变形是指轧件的内部变形，也称无用变形，由轧件的不均匀变形引起的。增大轧件的变形应力，引起毛

10、管中产生缺陷的几率增大。包括纵向变形、切向变形、扭转变形。纵向剪切变形：指内外层金属沿纵向产生附加相互剪切。即外层金属拉动内层金属，而内层阻碍外层，因而各层沿纵向相互剪切，其大小用角(指管壁金属纤维某点的切线与管壁垂线夹角)表示，角越大，纵向剪切变形越严重。产生原因：穿孔时，轧辊带动毛管外层金属轴向延伸，而顶头阻止内层金属轴向流动，从而导致各层金属轴向流动的差异，产生了纵向剪切应力。它易导致外表裂纹(横裂)缺陷。减少措施：采用主动顶头，或加润滑剂等来减少。 横向剪切变形：内外层金属沿横向产生附加相互剪切。轧制时，外层金属切向流动的角速度大于内层，使金属纤维弯曲成C型，减壁量越大，金属切向流动的

11、角速度的差异就越大，弯曲就越大，其大小用表示(指在管壁厚度的0.5s处的切线与过该点的径向线之间的夹角)，角越大，横向剪切变形越严重。产生的原因：顶头的阻力与轧辊的动力共同作用的结果。是造成毛管纵裂、折叠、分层等缺陷的原因。减少措施：加润滑剂降低顶头阻力。扭转变形：是由于变形区中管坯各截面的角速度不同引起的。是不可防止的。由于内外表外外表s所以管坯各截面处的转速并不一样，必然产生扭转现象，这样使坯料外表原有的裂纹、起皮、夹层等缺陷，扭转后很容易形成外折叠。减少扭转的方法主要是降低1、2。 纵向剪切变形 纵向剪切变形 横向剪切变形 17.什么是孔腔，孔腔形成的机理有哪些？影响孔腔形成的因素有哪些

12、？孔腔：旋转横锻、横轧或斜轧实心工件时，工件产生的纵向内撕裂。a)切应力理论：认为中心撕裂是管坯中心受交变的剪切应力作用的结果，断裂为韧性破裂。代表人物是德国的E吉贝尔(Siebel)，目前欧美仍采用此理论。b)正应力理论 :认为中心破裂是管坯中心受横向拉应力作用的结果，属于脆性断裂。代表人物是前苏联，B.C萨米尔诺夫.c) 综合应力理论:认为孔腔形成是由于中心金属受交变的切应力和很大的拉应力共同作用的结果，属于韧、脆性断裂。影响孔腔形成的因素:(1)钢的自然塑性(化学成分、冶炼质量、组织状态等): 塑性，可穿性，孔腔。(2)送进角:假设，变形区，交变应力，孔腔。(3)穿孔温度t：无论t还是t

13、，使塑性，孔腔。(4)封闭孔型的椭圆度系数：(=导板间距/轧辊间距，曼：不能太小，否那么不利于变形；狄：可小些，且变形好些。)，假设，横向y，孔腔(交变)。(5)顶前压缩量h：假设h，不均匀变形，y，交变，孔腔。(6)轧辊的入口锥角1：假设1，变形较均匀，附加应力不易产生，孔腔。(7)主动导盘：有利于纵向变形，变形不均匀性，孔腔。(8)轧辊磨损：增加滑动，光转不走，从而使交变，孔腔。但凡增加不均匀变形的因素，但凡使金属塑性变差的因素，都能促进孔腔形成。18设计穿孔机轧辊时，轧辊直径、入口锥长度、出口锥长度、入口锥角、出口锥角都考虑哪些因素？轧辊直径确实定：考虑强度、咬入、穿孔效率等。L1：入口

14、锥长度，考虑压下量L2：出口锥长度，考虑扩径量 入、出口锥角确实定1：为改善毛管质量和咬入条件，提高生产效率，尽量取小一些。假设1，咬入，但L1，顶前易形成孔腔，对外表质量不利，且轧制力。经历值：1=2.54.5°，常取3°3°30。2：假设2，扩径量，螺旋壁厚不均严重；2，可改善毛管质量和壁厚不均，但也限制了扩径量。经历值：2=2.54.5°；用小管坯生产大口径管时，2有时可达8°。19.毛管轧制的目的？轧制目的：穿孔以后的毛管必须进展壁厚加工，同时还要对外径进展加工，才能投入使用。毛管轧制就是对穿孔以后的毛管进展壁厚加工，实现减壁延伸，使壁

15、厚接近或等于成品壁厚。20.毛管轧制的方法包括哪些？毛管轧制的方法包括：1斜轧：斜轧延伸机(芯头)、狄舍尔延伸机(芯棒)、锥形辊延伸机(芯棒)以及三辊轧管机ASSEL等；2纵轧：自动轧管机、连轧管机、三辊连轧管机等；按照机架形式及内变形工具的类型，纵轧根本可分三类：空心、长芯棒、短芯头。21.连轧管机组有哪些优点？1. 在连续的89机架中以大压下量一次完成轧制，高效获得长尺钢管33米、 240根时。2钢管质量高：可减小穿孔变形，从而穿孔外表缺陷。交替轧制钢管，消除穿孔螺旋壁厚不均，调质磨光的特殊芯棒使内外外表平滑。3容易实现自动化：芯棒循环使用，只穿孔需换顶头。整个热轧线可全部自动化。4产品范

16、围广：连轧管机本身生产规格少，容易掌握，但可通过配备X力减径机就能生产出多种不同规格的品种。 适合生产小口径无缝钢管22.自动轧管机组的变形过程包括哪几个阶段？自动轧管时的变形过程：三个阶段压扁变形：开场，四点接触，塑性弯曲变形；减径变形：轴向延伸，管壁有所增加；减壁变形：顶头参与，壁厚减薄，延伸增加。23.短而固定顶头轧管时，横断面为什么会出现严重的壁厚不均？怎样控制？采用短而固定顶头轧管时的变形特点1特点：在其横截面上产生严重的变形不均。因为：在孔型顶部，在顶头作用下，管壁被压缩，纵向延伸增加，管壁减薄。在孔型开口处，由于侧壁有斜度，宽展向内、外壁开展，所以，管壁厚增加，因而轴向延伸降低，

17、导致管边部产生轴向拉应力，顶部产生轴向压应力，壁厚严重不均。2抑制横向变形不均的措施<1>适宜的宽高比。即，薄管取小值，假设太小，易出“楞子，甚至咬入困难；太大，尺寸不精，不均变形严重。<2>轧制温度要准确。温度无论升高或降低，都会使金属的塑性降低，导致横裂缺陷。<3>采用多面孔型。尽量与实际情况吻合，减少横向变形不均。<4>适当的压下量。至少轧两23道次，碳：2道；合：3道<5>适宜的顶头锥角rt。一般rt=712°常用的12°15。太大，正面阻力大，不利于二次咬入；太小，摩擦阻力大。<6>顶头润滑，

18、以降低摩擦阻力。加NaCl，在1100升华，液化后做润滑剂。<7>设均整工序。靠扩径改善横向壁厚不均，可提高均匀度1820%。24.均整机的作用？1均整的作用：均整钢管的壁厚，消除轧管造成的壁厚不均；光滑内外外表，消除轧管造成的直道外表缺陷；使钢管圆正；如果三辊均整，可实现1520%的减壁量；对厚壁管起到定径的任务。25.均整机的特征？实现“三点轧制。在车辊时，两轧辊直径相差23mm；并使均整中心线比机器中心线低410 mm。轧制时，轧辊只贴下导板运行，上导板只起导向作用。“三点轧制保证了轧制线的稳定。扩径均整。扩径量的大小与钢种、壁厚有关，还与下道工序的定径机能力有关；扩径量一般

19、为 。合金钢、薄壁管取小值；普碳钢、厚壁管取大值。26.钢管定径、减径、X力减径的作用，各机组的管径及壁厚变化情况？定径的作用：在较小的减径率条件下，将钢管轧成合格的尺寸精度和真圆度的成品管。在轧制过程中一般没有减壁现象，而且由于直径减小而使得壁厚略有增加。定径机的单机减径率一般为35%，最大总减径率为30%左右。 减径的作用：除起定径的作用外，尚有较大的减径率，以实现大口径管料生产小口径钢管的目的。由于机架间少X力或无X力，所以没有减壁现象，相反由于径向压下较大，管壁增厚现象较定径明显。特别是横向壁厚不均显著，常出现内四方(二辊)和内六方(三辊)现象。无X力减径的单机减径率一般为33.5%，

20、总减径率为45%以下。27.无X力减径时，钢管出现“内方的原因？减少措施有哪些？ 经多机架二辊轧制，有可能出现钢管“内方缺陷。经过多机架三辊轧制，有可能出现钢管“内六方缺陷。 在孔型顶部及附近的金属受减径变形而产生延伸和宽展时，由于受孔型槽壁的限制，宽展(管壁增厚)只能向内进展；而辊缝处金属可以向两侧增厚。同时，孔型顶部处的单位压力最大，辊缝处最小，迫使孔型顶部处金属向辊缝处流动。因此，在定、减径过程中出现壁厚增厚不均，孔型顶部增厚最小，辊缝处增厚最大。由于相临机架辊缝互成90，故出现上述缺陷减少“内方或“内六方的措施： 采用三辊式定、减径机，采用三辊时的“内六方缺陷比二辊的“内方缺陷更接近圆

21、形； 调整定、减径机使钢管轧制时产生小的旋转，以使各架辊缝不固定在钢管横断面四点上，可以减少横向壁厚不均； 带微X力轧制，促进金属延伸，减少横向壁厚不均； 各机架间呈不同角度布置，即后机架与前机架成某一较小的角度(会使设备布置复杂化，较少采用)28.定减径时，减径率的分配原那么？Ø 始轧、终轧变形量较小，中轧变形量较大；Ø 一般，57架定径机总减径率：D=315%；Ø 12架定径机总减径率：D=30%左右，单机最大减径率为35%，经常被控制在33.5%以下；Ø 24架减径机的总减径率：D45%，单机最大减径率也被控制在33.5%以下，超过此值那么会出现内

22、方缺陷Ø 对于成品架： 易变形，尺寸不易控制，所以取0；Ø 首架及成品前架： 首架小，易咬入；成品前架要保证精度Ø 中间各架平均分配： ，通常平均减径率：29钢管冷却时，冷床为何倾斜布置？为了使钢管冷却均匀，不产生弯曲，一般钢管冷床多被做成沿前进方向往上倾斜斜度为2左右的台架，并用带钢性拨爪的链式托运机拖运。由于台架是向上倾斜的，所以钢管在行进过程中会靠着拨爪的侧面旋转上行，从而使钢管得到均匀冷却。30.什么是轧制表？轧制表编制的内容包括哪些？轧制表是指计算轧管工艺过程、变形工序主要参数的表格，是轧管工艺过程的根底。 内容： 成品尺寸及技术标准。 管坯尺寸及技术条

23、件。 各轧机的变形分配。穿孔、轧管、均整、定减径等的、s。 轧后钢管或毛管尺寸。D外、L、s 工具尺寸及轧机调整参数等。31.穿孔时，顶前压下率dq、顶头位置c值及轧辊送进角、孔型椭圆度的大小对轧制过程有什么影响？顶前压下率：指坯料在碰到顶头前的径向压下程度。过大，易形成孔腔，影响穿孔质量；过小那么坯中心不易产生有利的“疏松状态，造成顶头阻力过大而“轧卡. 一般顶前压下率68%，最大压下率1015%。顶头位置C：C指顶头鼻部伸出碾轧带的距离，其大小直接影响穿孔能否进展及穿后毛管的质量。C过大那么不利于咬入，顶头阻力大，易轧卡;c过小那么坯料中心容易出现“孔腔，影响毛管质量. 轧辊送进角：当增加弊少利多，增加可提高穿孔效率和改善毛管质量，不利是穿孔负荷增加。孔型椭圆度：=A/B=导板间距/轧