无缝钢管生产缺陷与预防

第一章、无缝钢管的质量要求1、无缝钢管质量要求1．1、化学成分对有害化学元素和气体NHO等含量提出了要求，为了提高钢中化学成分的均匀性和钢的纯净度，减少管坯的非金属夹杂物并改善其分布状态，常常采用炉外精炼设备对钢水进行精炼，甚至采用电渣炉对管坯进行重熔精炼。1.2、尺寸精度和外形无缝钢管的几何尺寸主要包括钢管的外径、壁厚、椭圆度、长度、弯曲度、管端面切斜度、坡口角度和钝边，异性钢管的横截面尺寸等。1.3、表面质量标准中规定了无缝钢管的“表面光洁”的要求。常见的缺陷有：裂纹、发纹、内折、外折、轧破、内直道、外直道、离层、结疤、凹坑、凸包、麻坑（麻面）、刮伤（擦伤）、内螺旋道、外螺旋道、青线、矫凹、辊印等。其中裂纹、内折、外折、轧破、离层、结疤、凹坑、凸包等位危险缺陷；钢管的麻面、青线、擦伤、轻微的内外直道、轻微的内外螺旋、矫凹、辊印为一般性缺陷。1.4、物理化学性能包括常温下的力学性能和一定温度下的力学性能（热强性能和低温性能）和抗腐蚀性能（如抗氧化、抗水蚀、抗酸碱等性能）一般情况下取决于钢的化学成分、组织性能和钢的纯净度以及钢的热处理方式等。有些情况下，钢管的轧制温度和变形程度也会对钢管的性能产生影响。1.5、工艺性能包括钢管的扩口、压扁、卷边、弯曲、环拉和焊接性能。1.6、金相组织包括钢管的低倍组织和高倍组织。1.7、特殊要求在用户使用钢管时提出的标准以外的要求。2、无缝钢管质量检查方法与仪器和设备2.1、化学成分分析可以采用仪器分析法和化学分析法。用于化学分析的试样分熔炼试样、锭钻屑试样、管材试样。熔炼试样一般采用仪器分析法、管材成品试样采用化学分析法和一起分析法。常用的化学分析仪器主要是：红外碳硫仪、直读光谱仪、X射线荧光光谱仪等。2.2、尺寸及外形检测检查内容主要包括：壁厚、外径、长度、弯曲度、椭圆度、端口坡度及钝边角度和异形钢管横截面形状等。2.3表面质量检测人工肉眼检查和无损探伤检查。无损检测的方法有很多如：超声波探伤、涡流探伤、磁粉探伤、漏磁探伤、电磁超声波探伤和渗透探伤等。每种方法各有优缺点：适合检测钢管表面或者近表面：涡流探伤、磁粉探伤、漏磁探伤、渗透探伤。其中渗透探伤仅限于钢管表面开口缺陷的检查。磁粉探伤、漏磁探伤、涡流探伤仅仅限于铁磁性材料检查。涡流探伤对点状缺陷比较敏感，其他探伤对裂纹敏感。而超声波探伤对对钢管表面检测反应比较迅速，对钢管内部定性分析尚存在一定的困难，并且超声波检查还受到钢管的形状和晶粒度的限制。2.4化学性能检测常温或者一定温度下的力学性能实验（拉伸实验、韧性实验、硬度试验），液压试验以及腐蚀试验（晶间腐蚀试验、抗氢开裂实验、抗硫化物应力开裂实验）。2.5 钢管工艺性能试验包括压扁实验、环拉实验、扩口和卷边实验、弯曲实验。2.6金相分析包括低倍和高倍检查。2.7石油专用管螺纹参数检测包括接箍纹检测、管体螺纹检测以及管体与接箍拧紧后的检测。第二章、管坯质量缺陷其及预防连铸圆管坯一般采用立式连铸机、 弧形连铸机和水平连铸机生产。立式连铸机和弧形连铸机的生产的管坯的直径较大，而水平连铸机的生产的员管坯规格较小。连铸生产管坯的优点如下：a、工艺简化b、收得率高c、生产条件改善d、节约能源2.1、管坯标准简介包括《连铸管坯标准》和《轧制管坯标准》2.2、管坯缺陷的检查和清理缺陷检查：一般采用肉眼检查。对表面质量要求比较高，而且氧化铁皮比较厚的氧化铁皮比较厚的管坯，检查前可以采用酸洗或者喷丸处理将管坯表面氧化铁皮去除，是表面缺陷裸露出来，便于目视检查。目视检查室最常用的，但是其可靠性查。还可以采用磁感应探伤的方法检查管坯表面及表层的缺陷。电磁感应探伤的方法有很多，比如有：干荧光磁粉探伤法、涡流探伤法、电磁探伤法。管坯的低倍组织检查一般采用硫印法和酸浸法。 硫印检验是用相纸显示试样上的硫偏析。它可以显示管坯中的裂纹、偏析、低倍组织、夹杂分布。酸浸法是选用不同的腐蚀药、剂，对管坯缺陷和钢基体进行浸蚀由于管坯缺陷和钢基体的浸蚀程度不同，使原本难以鉴别的细小尺寸的管坯缺陷都可以显示出来。缺陷的清理：火焰清理、风铲清理、手动砂轮清理和自动砂轮清理、车削和砂带清理2.3、管坯的外形形状缺陷管坯的直径椭圆度超差、钢锭尺寸超差和端面切斜度超差等。2.4、管坯的表面质量缺陷常见的表面缺陷有：表面裂纹、结疤、气孔（针眼） 、重皮、凹坑、沟槽、耳子等。连铸圆管坯纵向裂纹的原因如下：a、水口和结晶器不对中而产生的偏流对管坯凝固坯壳的冲刷；b、保护渣融化不良，液渣层过后活过薄，导致渣膜薄厚不均，使管坯凝固壳过薄；c、结晶器液面振动；d、钢中的SP含量，S>0.02>0.017%时，钢的高温强度和塑性明显降低，管坯表面发生纵裂的趋势增大；e、钢中的C含量，在0.12-0.17%时，管坯的表面发生纵裂的倾向增大；防止连铸圆管坯产生表面纵裂纹的措施主要有以下几个方面：保证水口和结晶器对中；结晶器波面振动要在±10以内；确保合适的浸入式水口插入度；采用合适的结晶器锥度；结晶器与二次冷却区上部对弧要准；选择性能优异的保护渣；采用热顶结晶器。管坯横裂纹位于铸坯内弧表面振痕的波谷处， 通常是隐藏看不见的。横裂纹产生的原因大体包括以下几个方面：振痕太深是连铸管坯横裂纹的发源地钢中的含量增加，促使质点（）在晶界沉淀，诱发连铸圆管坯横裂纹产生。连铸管坯在脆性温度900-700°C时矫直二次冷却强度过大防止连铸圆管坯产生表面横裂纹大方法如下：结晶器采用高频率、小振幅的以减小铸内弧的振痕深度；二次冷却区采用平稳的弱冷却制度，以确保矫直时连铸管坯的表面温度大于900°C；确保结晶器的液面稳定；采用润滑性能良好、黏度较低的保护渣。连铸圆管坯的表面网状裂纹只有在酸洗完后才可以看的见其产生原因如下：高温铸坯吸收了结晶器的铜，而铜变成液体之后在沿奥氏体晶界渗透；表面铁皮的选择性氧化使钢中的残余元素（）残留在管坯表面并沿晶界渗透而形成裂纹；防止连铸圆管坯的表面网状裂纹产生方法：结晶器表面镀铬或以增强其表面硬度采用合适的二次冷却水量控制钢中的残余元素控制值结疤和重皮缺陷管坯的结疤和重皮缺陷是指管坯表面未与基体金属完全结合的金属片层。钢锭和轧制圆坯的结疤和重皮缺陷相比连铸坯较多，主要是由于皮下气泡、 非金属夹杂物的连铸坯或钢锭经轧制后皮下气泡和非金属夹杂物不但没有焊合， 反被轧破而与基体金属分开造成的。严重的结疤和重皮缺陷会导致钢管表面无规律分布的片状外折。一般是比较大，但是深度不是很深，可以通过修磨将其清除。管坯气孔一般比较小，常常是因为钢液在浇铸过程中皮下气泡破裂在管坯的表面形成的一些小孔。钢锭和连铸坯上的气孔比连铸坯多。气孔一旦存在，即表明钢中的气体含量比较高。管坯的凹坑和沟槽存在于管坯的表面，连铸圆管坯的凹坑和沟槽的产生存在以下两方面的原因：铸坯在结晶过程中产生的，与结晶器的锥度太大和二冷区的不均匀冷却有关；铸坯在没有完全冷却时，管坯表面收到机械碰撞或者划伤造成的。轧制圆管坯的凹坑和沟槽主要是由于轧制变形工具盒运输工具造成的。凹坑呈点状分布，沟槽呈纵向连续或断续分布。管坯的耳子钢锭和连铸圆坯的“耳子”并不突出。只有轧制圆坯才会出现“耳子”。带有“耳子”的管坯在斜轧穿孔过程中极易造成毛管表面的螺旋状外折。当采用多边形圆钢锭时就相当于钢锭表面存在多根“耳子”，穿孔毛管也会产生螺旋状外折。2． 5、管坯的低倍组织缺陷连铸圆管坯低倍组织主要由三个区组成：靠外表层的等轴细晶区、像树枝状的晶体组成的柱状晶区、中心是粗大的的等轴晶区连铸圆坯的低倍组织缺陷对管坯的加工性能、力学性能和钢管质量产生很大的影响。常见的低倍组织缺陷有：管坯皮下气泡、疏松、缩孔、皮下裂纹、中心裂纹、组织偏析等。管坯的皮下气泡：存在连铸坯表面的附近，形态为椭圆形。一般认为钢水脱氧不足是管坯皮下气泡产生的主要原因。一般需要对保护渣、铁合金、钢包、中间包进行烘烤、注流采用保护浇注。对于要求更高的钢种，还要采用炉外精炼的方法对钢水进行脱气。存在皮下气泡的连铸圆管坯，在加热炉加热时气泡内表面会被氧化，轧后无法焊合就会形成钢管表面缺陷。管坯皮下裂纹：存在于连铸圆管坯和的柱状晶区和表面细晶区的过渡附近。距离管坯表面3-10范围内。只要此裂纹不贯通到外表面，就不会被氧化，在轧制压力的作用下会焊合。一般不会产生严重的表面质量。中间裂纹和中心裂纹：存在于连铸圆坯的柱状晶区，一般来讲中间裂纹的方向和柱状晶的方向是一致的。 有研究表明，连铸管坯的中间裂纹和中心裂纹是造成无缝钢管内折的主要原因。穿孔时，管坯再由轧辊和导向工具所组成椭圆孔型中受到反复拉压应力的作用，其中间裂纹或中心裂纹得到扩张或氧化，由此而会产生钢管内折。连铸圆坯的中心裂纹或者中间裂纹扩张以后而形成的钢管内折，一般较深，常常会造成钢管废品。（其形成机理比较复杂，详情请看《无缝钢管缺陷与预防》-40页）管坯的疏松与缩孔：存在于管坯中心的部分的等轴晶区内。管坯疏松是因为铸坯在凝固的过程中的超前的晶粒作用，液态金属运动基于向凝固方向冷却产生收缩受到阻碍，或者是管坯液态部分下沉的晶粒妨碍铸坯的补缩形成的。当疏松达到一定程度的时候，铸坯就会出现缩孔。其分布状态为在管坯中不连续分布。分布密度比较均匀、弥散度较高的连铸管坯中心疏松，对斜轧穿孔过程不但没有危害，反而是有利的。北京科技大学朱景清教授通过实验已经证明该点。并且，在顶头鼻部前端有一个5的金属带，此金属将开裂的管坯中心与顶头分开，从而避免了内折和裂纹的缺陷。管坯的偏心：包括组织偏析、成分偏析和结晶区域偏析等。存在穿晶的连铸管坯必须报废，绝对不允许投放轧管。2.6、管坯的显微组织缺陷一般来讲，管坯标准没有对管坯的标准进行规定，但是对于有特殊要求的合金钢管、高合金钢管管坯的显微组织则有相应的要求。这些要求只要是体现在管坯的成分、管坯的成分和组织均匀性以及非金属夹杂物的含量和分布形态上。当管坯中含有 、、、等有害元素时，由于这些元素几乎完全不溶于结晶区的晶内分布上在晶界上，管坯加热到一定的温度后，这些比钢熔点低得多的元素就先期开始熔化，从而削弱了晶粒间的联系，在管坯热变形时就容易产生金属破裂，从而产生大量的质量缺陷。当管坯的成分和组织不均匀并且产生严重的偏析时，会使钢管出现严重的带状组织，从而严重影响钢管的力学性能和耐蚀性能。管坯的夹杂物含量太多，特别是呈簇状分布并形成大型夹杂物之后，不仅会严重影响钢管的性能，而且可能会使钢管在生产过程中产生裂纹。钢中的有害元素，往往是因为冶炼技术或者成本的原因使其很难在钢水中去除。电炉炼钢时，废钢的有害元素往往会更高。钢的冶炼一般采用精料的方针。管坯的成分和偏析往往是因为钢水的冶炼时间不够（往往使用完全电炉炼钢时更加突出）或者是因为钢水的搅拌效果不好。当冶炼合金钢的时候，尤其是冶炼高合金钢，可以将铁合金先在工频炉中熔化，再将其加入到精炼炉而不是直接将铁合金加入到精炼炉。可以缩短钢水在精炼炉中的冶炼时间，又有利于钢水的成分均匀化。管坯的非金属夹杂物是不可避免的。它是钢中的铁和氧、硫、氮等作用形成的化合物；也有可能是炼钢和浇注是混入的耐火材料碎片。、、、、、等的氧化物。金属夹杂物的存在会导致金属塑性变差，使钢在加工时变形不一致或者导致钢管开裂。 钢中的非金属夹杂物的包括内生非金属夹杂物和外来非金属夹杂物。 内生的非金属夹杂物是钢水脱氧、二次氧化或者钢液冷却和凝固过程中造成的。主要有以下三个来源加入脱氧剂后形成的脱氧产物，裸露的钢液被大气氧化和被耐火材料氧化而生成的二次氧化物；来源耐火材料的夹杂物，它是由于耐火材料渣线或者内衬受到化学腐蚀或者机械侵蚀而生成的产物；卷渣产生的夹杂物，它是因为渣-钢界面上的钢水流速较大以及渣的乳化而使液态的渣滴入钢液中。抑制钢液漩涡的方法：优化钢水出口的挡渣结构；在钢水出口附近插入挡板；临时关闭钢水出口，可以有效抑制漩涡；吹起，可以延迟钢液漩涡的产生防止钢水的二次氧化主要是控制炉渣对钢水的二次氧化；控制气氛防止钢水的二次氧化；看着耐火材料对钢水的二次氧化等。采用钢包精炼技术和中间包冶金技术可以减少钢中的非金属夹杂。所有的钢包精炼炉，均具有去除非金属夹杂的功能。其主要功能是通过脱气减少钢水的二次氧化，并且在精炼过程中有足够的时间使钢液中的非金属夹杂上浮进入渣中。第三章、管坯加热缺陷及其预防热轧无缝钢管，从管坯到产品钢管一般需要两次加热，即管坯穿孔前加热和轧后荒管在定径前的加热；生产冷轧（拔）钢管时，需要采用中间退火来消除残余应力；对于一些特殊要求的钢管，为了提高钢管的力学性能和改善钢管组织及工艺性能，还要对其进行热处理。常见的管坯（钢管）加热缺陷有管坯加热不均、氧化、脱碳、加热裂纹、过热过烧。3.1、加热炉炉型及其特点穿孔前的管坯加热，其目的是提高钢的塑性；降低钢的变形抗力；为轧管提供良好的金相组织。管坯加热炉主要有环形加热炉、步进式加热炉、斜底式加热炉和车底式加热炉。定径前的荒管再加热，其目的在于升高和均匀荒管的温度，提高钢的塑性，控制其金相组织，为荒管定径创造有利条件，并保证钢管的力学性能。常见的加热炉有步进式再加热炉、连续式辊底式再加热炉、斜底式在加热炉、电感式再加热炉。冷轧（拔）的再加热主要是为了消除加工硬化，降低变形抗力。常见的退火热处理采用的加热炉主要是步进式加热炉、车底式加热炉、连续式辊底加热炉。在无缝钢管生产中，环形加热炉和步进式加热炉目前应用最为广泛；电感应式加热炉也正在发展；斜底式加热炉因为加热质量不高，劳动强度大而趋于淘汰。连续式辊底加热炉主要使用在冷轧（拔）钢管的热处理；车底式加热炉适用于批量较小，加热及保温时间较长的合金厚壁钢管的热处理；保护气体连续式辊底式加热炉主要是应用于钢管表面要求无氧化的成品钢管的热处理和冷轧（拔）过程中酸洗工序的退火处理。环形加热炉的优缺点：可加热异性坯料；加热能力强，并且能适应多种规格的坯料加热，有利于无缝钢管的组织生产；可根据需要改变坯料在炉内的分布；坯料静止在炉底，装出料开门小，密封性好，金属损伤小；坯料三面加热，热效率高，管坯的加热速度快且质量好；加热炉可以排空；机械化自动化程度高；占地面积大，炉底面积利用较差步进式加热炉优缺点：产量大设备结构简单紧凑，机械化程度高，劳动条件好，维护检修方便；坯料四面加热，加热质量好，加热效率高，加热时间短密封性好，坯料表面氧化少，烧损少；占地面积少投资大设备故障多维修费用高斜底式加热炉优缺点：结构简单，占地面积少，基建速度快；投资费用比环形加热炉和步进式加热炉少很多；机械化程度低，劳动强度大；产量低；管坯加热温度不均匀，热效率低；金属烧损大辊底式加热炉的优缺点：占地面积小；钢管加热质量好，不易发生表面氧化；家热效率高；设备结构简单，维护量小，劳动强度低；密封性差；炉辊容易弯曲；钢管端头容易碰撞炉辊；3.2、管坯加热缺陷及其预防影响加热质量的因素包括加热温度、加热速度、加热和保温时间以及炉内气氛等。制定管坯加热的依据是奥氏体化动力学曲线。管坯的加热温度对管坯加热质量的影响主要体现为加热温度过低、过高或者加热不均。加热温度太低时会增大金属的变形抗力，降低金属的塑性。特别是当管坯加热温度不能保证钢的金相组织完全转化为奥氏体晶粒时，管坯在热轧过程中，产生裂纹的趋势会大大增加。管坯在高温下加热时，管坯表面会发生严重的氧化、脱碳甚至产生过热或者过烧。管坯过热主要是管坯加热温度过高，或者在较高的加热温度下加热时间过长而造成奥氏体晶粒过分粗大所致的缺陷。当管坯加热到固相线温度附近时，使奥氏体晶界发生氧化甚至晶界局部熔化，管坯便产生了过烧。管坯过烧，在加热过程中是一种十分严重的缺陷。过热的管坯穿孔毛管会产生大量的内折；而过烧的管坯会使钢管报废。一般情况下，管坯过烧是一种极不正常的现象，可能是因为设备失灵或者操作不当造成的。对此应该予以高度重视。管坯的加热不均匀（俗称阴阳面）。产生的主要原因是加热的时间主要是保温时间不够，或者是加热炉的烧嘴布置和和火焰调整不当所致。加热不均匀的管坯穿孔出来的毛管会产生壁厚不均，不均匀的程度比较严重时， 穿孔出来的毛管会看到螺旋状的“黑带”。制定管坯的加热工艺参数时，为了确定各个钢种的最佳的加热温度，应在铁-碳相图的指导下，遵循以下基本原则：保证必须把管坯加热到临界温度以上，以便得到均匀一致的奥氏体组织；应保障管坯在单一的奥氏体区内完成穿孔变形，荒管的终轧温度最好在850°C左右；管坯的加热温度不能太靠近固相线（最好低100-150°C），以防止晶界氧化，出现过热或者过烧；减少管坯的氧化，防止管坯的表面严重脱碳，应注意调节加热炉内的气氛；在制定管坯的加热工艺参数时，还应该考虑以下因素的影响：管坯的化学成分和原始组织；管坯的尺寸和大小；加热炉的形式和加热介质；加热炉的装陆方式和装炉量管坯的加热速度：管坯的加热速度与管坯的热裂纹大产生有密切的关系，当管坯入炉后，若加热炉的温度过高或者管坯在加热炉中加热的速度过快时，则管坯易产生热裂纹。加热裂纹既处在于管坯的表面，也有可能存在于管坯的内部，当有带有加热裂纹的管坯进行穿孔时，容易在毛管的内外表面形成裂纹或者折叠。由于合金钢的热传导系数较低，合金钢管坯产生热裂倾向性更高，为此应该降低加热速度。管坯加热裂纹还与管坯的尺寸有关系。管坯直径越大，越易产生裂纹。因此，在加热较大直径的管坯时候，当管坯处于较低的温度时，应该使用较低的加热速度。管坯的加热时间和保温时间：；为了减少加热时间和保温时间不合理造成的管坯加热质量的缺陷，管坯的加热应该遵循以下原则：确保管坯加热均匀，并全部转化为奥氏体；碳化物应溶于奥氏体晶粒中；奥氏体晶粒不能粗大，不能出现混晶；加热管坯不能产生过热或者过烧总而言之，为了提高管坯加热质量，预防管坯的加热缺陷，在制定加热工艺参数时，一般遵循以下几个基本要求：加热温度准确，以保证管坯在最好的穿孔工艺性能；加热温度均匀，力求管坯沿纵向很横向的加热温度差不得大于10°C；金属烧损少。在加热过程中应防止管坯产生过氧化、表面裂纹、粘结等；加热制度合理，应做好加热温度、加热速度和加热时间合理配合，以防止管坯产生过热或者过烧。在实际操作过程中，为了实现以上的基本要求，应当注意一下几个基本问题：按照铁-碳相图来确定管坯的加热温度注意调节炉内气氛，均热段要保持弱还原性火焰，根据燃气的发热值合理调节燃气和空气的空燃比在保证管坯不产生加热裂纹的前提下，采用高温短时快速加热；对于加热时间和保温时间，综合考虑加热氧化、脱碳和温度均匀性的要求。3.3、荒管加热缺陷及其预防轧管机轧后的荒管，一般不能保证温度的均匀一致，也难以保证荒管的终轧温度要求，因此需要在定径前进行再加热。本文重点介绍电感式荒管再加热炉。电感应式荒管在加热炉由高频供电系统、感应线圈、电容器、冷却水系统、电器控制系统和仪表检测系统等六部分构成。荒管通过带电感应线圈时加热。与传统的步进式加热炉相比，基建投资减少70%，能耗和维修费用也比较低。荒管的加热时间不超过30s。属于特快速加热，荒管加热后的晶粒很细，综合力学性能会得到显著改善，其次加热过程中没有烧损，有效的提高了钢管的成材率。（详见书70页）荒管再加热过程中的主要质量缺陷包括,荒管的加热不均、加热温度太高或者太低、金相组织不合理、表面严重氧化和脱碳、过热或者过烧，以及管体在加热炉内的机械擦伤。3.4、钢管热处理缺陷及其预防金属材料热处理分为整体热处理、表面热处理和化学热处理。钢管热处理一般采用整体热处理。一般都经过加热、保温、冷却等基本过程，这些过程中都有可能产生缺陷。钢管的热处理缺陷主要包括钢管组织性能不合格、尺寸超标以及表面裂纹、擦伤、严重氧化、脱碳、过热、过烧等。钢管的热处理工艺特点：第一道工序是加热：一种是临界点1或者3以下的加热；另一种是临界点1或者3以上的加热。第一种主要是稳定钢的组织和消除钢管的残余应力，第二种主要是将钢奥氏体化。第二道工序是保温：目的是均匀钢管的加热温度，以得到合理的加热组织。第三道工序是冷却：冷却过程是钢管热处理的关键工序，他决定钢管在冷却后的金相组织和力学性能。在实际生产过程中所采用的钢管冷却方式是多种多样的。经常采用的冷却方式有炉冷、空冷、油冷、聚合物冷、水冷。根据不同的钢管加热温度，结合不同的钢管冷却速度，分为正火、退火、回火、淬火及其他工艺。正火：细化奥氏体晶粒，均匀内部组织和改变残余应力状态，提高钢管的综合性能。减轻钢管在变形过程中的所形成的带状组织和混晶（但是不能消除因钢中的偏析和夹杂物等造成的带状组织）；消除过共析钢中的网状碳化物，有利于球化退火；用作中碳钢及合金结构钢管淬火前的预处理，以细化晶粒使组织均匀，减少淬火工序所产生的钢管缺陷；对于低碳钢和低合金钢钢管用以替代退火，改善钢管的切削性能；也可以作为要求不高的普通钢管的最终热处理。退火：分为再结晶退火、完全退火、等温退火、球化退火和消除残余应力退火。一般高碳、低合金和合金钢钢管，需要通过退火降低其硬度和强度，提高塑性，消除内应力和组织不均，细化结晶组织，以利于钢管的机加工和为钢管的最终热处理奠定基础。回火;一般分为低温回火（150-250°C）、中温回火350-500°C）、和高温回火（500-650°C）。提高钢管的塑性和韧性；使钢管获得良好的综合力学性能，降低或者消除钢管在淬火时所产生的残余应力以及稳定钢管尺寸，使钢管在使用过程中不发生变化。回火一般采用空冷，为防止钢管重新产生内应力，应该缓慢冷却；对于高温回火脆性的钢管，回火后应采用快速冷却，如油冷。淬火：将金属材料加热到奥氏体3线以上30-50°C，保温一段时间后使钢管快速冷却而得到马氏或者贝氏体的工艺过程。钢管淬火后会产生热应力和组织应力，一般可通过回火消除和改善。淬火和回火结合（调质）能使钢材的综合性能得到大幅提高。其他工艺还有，固溶处理和保护气体热处理等。热处理缺陷及其预防钢管组织性能不合格： 钢管奥氏体化之后，根据其不同的碳含量和不同的冷却速度，可以得到珠光体组织、贝氏体组织、马氏体组织。如果热处理工艺控制不当就可能产生魏氏组织。

魏氏组织是一种过热组织。对钢管的综合性能有不良影响（该组织在高温持久性能方面比较优异），会使钢管常温强度降低、脆性增加。较轻的魏氏组织可以采用适当温度的正火来消除，而程度较重的魏氏组织可以用二次正火来消除。第一次正火温度较高，第二次正火温度较低。同时还起到细化晶粒的作用。过冷奥氏体转变曲线（）和过冷奥氏体连续冷却转变曲线（）是制定热处理冷却速度的重要依据。钢管尺寸不合格钢管经热处理后，在某些情况下其尺寸会发生明显变化而出现超差，包括钢管的外径、椭圆度以及弯曲度的变化。一般发生在淬火工艺时。常常回火工序后增设定径工序。 钢管的椭圆度变化通常发生在钢管的端部， 主要是因为大口径薄壁管在进行长时间的加热时，因管端“烧塌”造成的。一般来讲，钢管的弯曲可以通过矫直机进行矫正。当弯曲度很大时，会造成钢管在运输上的困难，在矫直时钢管会会产生很大的矫直应力。会严重降低钢管的抗挤毁性能和耐腐蚀性能等。更有甚者，钢管在矫直过程中发生矫裂或者矫断。钢管的表面裂纹在钢管的热处理过程中，过大的温度应力会使钢管产生表面裂纹。钢管表面裂纹主要是因加热速度或冷却速度过快而造成。高合金厚壁管加热时，如果加热炉温度过高，钢管进入炉内遭遇较快的快速加热，此时容易产生较大的温度应力，趋向开裂。为了减轻钢管的热处理裂纹，一方面要根据钢种制定不同的加热制度，选用合适的淬火介质。另一方面应该尽快对淬火的钢管进行回火或者退火以消除残余应力。第四章、穿孔毛管质量缺陷及其预防穿孔毛管质量缺陷主要包括：毛管壁厚不均、内直道、外直道、表面结疤和划伤、内折、外折和离层等。4.1、纵轧穿孔工艺与质量缺陷纵轧穿孔毛管质量缺陷主要与纵轧穿孔工艺特点、工具质量和操作不当等因素有关。纵轧穿孔分为压力冲孔和推轧穿孔。推轧穿孔在无缝钢管发展史上昙花一现，仅仅是在圆坯连铸技术发展尚未成熟时的，需要采用方坯作为管坯进行穿孔的一种工艺，本文不再赘述。压力冲孔分为卧式和立式压力冲孔两种。压力冲孔机主要由冲孔机液压系统、冲孔模系统、张力柱系统组成。压力冲孔使用不是很广泛，所以本文不再介绍。4.2、斜轧穿孔工艺与缺陷斜轧穿孔由德国兄弟发明，1886年用于工业生产的，目前斜轧穿孔工艺在无缝钢管生产中应用最为广泛。斜轧穿孔机分为两辊穿孔机和三辊穿孔机。其中两辊穿孔机又分为两辊曼式穿孔机、两辊桶式穿孔机、两辊锥式穿孔机、两辊盘式穿孔机。两辊斜轧穿孔变形区分为穿孔准备区、穿孔区、輾轧区、归圆区四个变形区。其中穿孔区是管坯变形量最大并且变形最为剧烈的区域，故容易导致穿孔毛管产生内部质量缺陷。輾轧区由于顶头的母线和轧辊的出口母线互相平行，管壁在此段不会再减薄。但是管壁在此区经过碾轧之后存在增厚现象，此区的金属变形有利于提高毛管的壁厚精度和表面质量。在归圆区毛管仅与轧辊接触。对毛管的壁厚精度影响较小。管坯在斜轧穿孔时，四个变形区中所产生的穿孔缺陷是不一样的。在穿孔准备区主要控制孔腔的预先形成以防止毛管产生裂纹形成毛管内折；在穿孔区应防止顶头变形、 粘钢而对毛管内表面的划伤以及因严重的变形不均而产生的毛管裂纹使裂纹扩展；在輾轧区，应提高毛管的壁厚精度， 消除穿孔所带来的毛管管壁的螺旋道；在归圆区，应防止导向工具参与变形，避免毛管被导向工具划伤。在整个斜轧穿孔过程中，附加变形存在于整个变形区。包括扭转变形、轴向剪切变形和切向剪切变形等。附加变形是金属的变形不协调导致，会带来一系列的不良后果。如：金属的附加变形所引起的附加应力容易导致毛管的内外表面和内部的质量缺陷，并使得所需要的变形能量大大增加。轴向剪切变形：是由于顶头的轴向阻力所致。特别是轧辊与顶头直接接触的表面层金属，其附加剪切变形最大。金属的轴向剪切变形以及由此引起的附加剪切应力，会使毛管内外表面出现缺陷，或者使原有的缺陷发展或者扩大。周向剪切变形：管坯内、外层金属沿管坯圆周方向所产生的相互剪切变形，它是由于个层金属周向流动速度不一致所造成的。周向剪切变形是造成毛管纵裂、折叠和分层的主要原因之一。在穿孔准备区实心坯轧制阶段，周向剪切变形主要发生在金属的表层，而且表层金属在周向流动方向和轧辊的旋转方向是一致的，它使金属发生了弯曲。当金属进入穿孔区后毛管的内外层金属均发生很大的周向剪切变形。并且随着毛管管壁变形程度的增大，金属的弯曲程度也增大，金属纤维的弯曲程度也增大。扭转变形：因为变形区各个界面的角速度不一致，管坯与轧辊之间运动速度不协调、变形互相矛盾引起的。扭转变形在穿孔区表现得最为明显。管坯斜轧穿孔时孔腔形成机理：会形成大量的内折叠，导致废品。一般认为穿孔时管坯的中心存在微小的疏松可以减少穿孔过程的能量消耗和顶头消耗，是穿孔过程易于进行。目前关于管坯孔腔的形成的理论有三种：剪切应力理论、正应力理论和综合应力理论。凡是减小管坯中心的剪切应力和拉应力以及提高管坯塑性的方法，均有利于抑制管坯中心孔腔的形成。斜轧毛管质量缺陷及其预防;主要的缺陷有内折、外折、壁厚不均和表面划伤等。毛管内折：它是斜轧穿孔最容易发生的质量缺陷， 它与管坯的穿孔性能，穿孔机的孔型及穿孔工艺参数的调整和顶头的质量有十分密切的关系。影响毛管内折的因素除了管坯的可穿性外还与穿孔工艺参数（顶前压下量及管坯顶前压缩次数、变形量）和孔型形状参数（椭圆度系数、轧辊形状、顶头形状、送进角、輾轧角、顶头前伸量、辊距、导距）等因素有关。穿孔顶头表面破损或者粘钢，会划伤毛管内表面，严重时会形成毛管内折。具体影响因素有如下三个方面：顶前压下率、压缩次数孔型形状顶头表面质量顶前压下率、压缩次数：临界压下率的概念。确定穿孔机孔型设计和顶头位置调整的重要依据。钢的强度极限和塑性不同，临界压下率也不同。对连铸圆管坯顶前压下率一般取 4-7%。对轧制圆管坯顶前压下率可以取到6-9%。对于一些塑性较差的钢种，管坯容易在中心产生中心孔腔而形成毛管内折。如何使用较小的顶前压下率实现管坯的正常穿孔，体现在：采用大送进角穿孔工艺：减轻管坯的附加不均匀变形，特别是附加扭转变形和附近周向剪切变形；可以增加螺距，减少管坯在顶头前承受反复拉、压应力作用的循环次数。采用顶推穿孔：改善轧件的应力状态，采用主动导盘穿孔机：导盘对变形金属施加一个主动的拉力，金属容易发生纵向延伸变形。使轴向滑移系数增大，管坯在顶前的受压缩次数减少，变形区金属的横向变形和附加不均匀变形减小。有利于咬入，所以可以实现在较小的顶前压下率下实现穿孔。所带主动导盘的穿孔机可以有效地抑制管坯过早形成和穿孔毛管的内折的产生。由于穿孔效率的提高使得顶头的热负荷时间缩短，因此可以提高顶头的寿命。另外导盘的使用寿命比导板的寿命要高得多，因此工具消耗会小得多。采用锥形辊穿孔机：由于轧件经过孔吼后，外径的增大与轧辊直径的增大趋势相一致，因此，轧辊的运动速度与轧件的运动速度更加协调，由此就大大减小了变形区金属的周向剪切和扭转变形，使得穿孔毛管的内折缺陷显著减少。通过送进角和輾轧角的配合，可以穿制塑性较差的、合金含量较高的钢种，并且穿孔毛管的质量也是非常的好。因此，带主动导盘的二辊锥式穿孔机已经成为人们首选的斜轧穿孔机。孔型形状二辊斜轧穿孔机的孔型是一个由轧辊、导向工具、顶头所构成的“环形封闭”孔型。影响孔型形状的主要工艺参数包括轧辊导距、送进角、輾轧角、辊面锥角、顶头前伸量、椭圆度系数、顶头形状和导向工具形状等。椭圆度系数：导距与辊距的比值。椭圆度系数越大，不均匀变形程度也越大。过大的椭圆度系数会使金属横向变形增大、轴向变形减少，而金属横向变形增大会导致中心区的拉应力大，促使管坯中心孔腔的形成，尤其是在顶前压下率较大，管坯在顶头前受压缩的次数比较多的情况下，过大的孔型椭圆度系数会增大穿孔毛管产生内折的危险性。在实际生产中椭圆度系数一般取1.03-1.15。实际上二辊穿孔机由于送进角和輾轧角的同时存在，在整个变形区椭圆度系数不是一个常数。为抑制管坯孔腔的过早形成，更要关注管坯在一次咬入和二次咬入之间这一变形区的椭圆度系数大小，它与管坯孔腔的形成和毛管是否因此而产生穿孔内折的关系更加密切，在工具设计及孔型调整时要倍加注意。导向工具形状：限制金属横向宽展。 （详情见书113-116页）顶头的形状：一般有鼻部、穿孔段、均整段、反锥四部分构成。轧辊的形状：由入口锥和出口锥以及过渡带构成。顶头的表面质量:毛管外折毛管的外折大都是因为管坯的表面质量造成的，它是管坯在斜轧穿孔时容易造成的另一种表面质量缺陷。其影响因素包括管坯本身的塑性和外表面质量、穿孔变形量和轧辊孔型形状以及穿孔工具的外表面质量等。一般来讲，毛管的外折与毛管的轴线呈一倾斜的角度。毛管壁厚不均：包括横向壁厚不均和纵向壁厚不均。 影响因素包括：管坯的加热温度、管坯的定心温度、穿孔的孔型调整和工具形状等。（重点篇幅）管端定心：有利于顶头对准管坯中心，可以提高穿孔毛管的横向壁厚精度。目前常见的管端定心有冷定心、热定心及机内定心。业界有人认为定心对毛管的壁厚精度影响不大。但是大多数人士还是认为，管端定心对于减少毛管的壁厚不均，改善管坯的二次咬入条件还是十分有力的。孔型调整参数：主要体现在管坯中心线和轧制中心线的偏移对毛管壁厚不均的影响；孔型椭圆度系数对穿孔毛管壁厚不均影响两个方面。管坯中心线偏移和轧制中心线：一般认为穿孔顶头不能对准管坯的轧制中心极易造成穿孔毛管的壁厚不均。卧式斜轧穿孔机穿孔管坯时，管坯中心线沿纵向偏移轧制中心线是因为导板的高度不正确导致的。管坯中心线沿横向偏移轧制中心线是因为轧辊的歪斜造成的。立式斜轧穿孔机穿孔毛管时，管坯中心线沿纵向偏移轧制中心线是由于轧辊的高度不正确导致的。管坯中心线沿横向偏移轧制中心线则是因为左右布置的导板的偏移带来的。为保证穿孔过程稳定，二辊卧式穿孔机常常采用下轧制线轧制，即孔型中心线高于轧辊中心线，一般来讲二者差别3-20。当采用下轧制线轧制时，下导板所承受的轧制力较上导板要大得多，下导板容易磨损。一旦下导板磨损严重，而又没有及时调整，就会带来管坯中心线沿纵向偏离轧制中心线而使毛管产生壁厚不均。有时管坯的外径发生了变化而导板没有得到及时的调整，也会带来穿孔毛管的壁厚不均。所以为了减少壁厚不均的产生情况，应当加强对导向工具的磨损情况的检查。二辊卧式穿孔机的轧制中心线沿横向偏移管坯中心线，则表明穿孔的出口和人口位置调整不当，以致两个轧辊之间发生偏斜，造成了孔型中心线与轧制中心线在水平面上构成一个歪斜的角度。此时，变形区的管坯将发生弯曲。弯曲的管坯穿孔时便会产生严重的壁厚不均。还有一种情况也会产生毛管壁厚不均， 即尽管管坯中心线和轧制中心线完全重合，但是两个穿孔辊一旦在孔型入口或者出口处的距离不合理时，毛管就会产生壁厚不均。 这是因为孔喉的距离没有变的情况下，若孔喉入口端的间距太小， 则出口端的间距会增大，由此而造成穿孔辊的均壁段的辊面母线与顶头均整段母线之间的法线距离不相等， 影响毛管的均壁效果； 孔喉入口端的间距太大，则出口端的辊距会减少。 此时穿孔辊的尾端很可能会輾轧到毛管的外表面而产生螺旋状的毛管壁厚不均， 这种现象常有发生。孔型的椭圆度系数：减少孔型椭圆度系数可以提高穿孔毛管的壁厚精度。顶杆弯曲：顶杆弯曲时应该更换，否则会增加毛管壁厚不均。工具形状：无论是轧辊还是顶头都有均壁段。在此段，轧辊表面和顶头的表面在空间状态下保持平行， 否则会削弱在均壁段对毛管的均壁效果。对于处在大送进角和大輾轧角的斜轧穿孔机，顶头均壁段常常采用补偿角的设计方法，使顶头的锥角大于轧辊的辊面锥角。具体计算方法为（等切线法）。均壁段长度也是影响毛管质量的一个重要因素，应保证毛管的任意一点的壁厚都能在均壁段得到一次以上的輾轧，即顶头均整段的长度应不小于一个单位螺距。一般取（1.2-1.5）单位螺距。毛管表面擦伤：主要是穿孔工具或者穿孔机出口辊道表面发生严重磨损、不光滑或辊道不转等原因造成的。 尤其是当穿孔毛管在穿孔机的后台发生甩动而碰撞到出口辊辊道时， 极易擦伤毛管的外表面；当穿孔顶头粘钢、鼻部塌陷甚至局部熔化或者毛管尾端存在铁“耳子”时，顶头回退时极容易擦伤毛管的内表面；带导盘的二辊斜轧穿孔机， 因为导盘的边部比较薄， 容易与轧辊碰撞而发生“崩边”缺陷，当带有这种缺陷的导盘穿孔毛管时，会划伤毛管的外表面。第五章、轧管质量缺陷及其预防轧管是确定无缝钢管壁厚的主要工序，其主要作用就是对无缝钢管进行减壁。无缝钢管生产机组均是以轧管机的名字命名。轧管机的形式多种多样，主要有连轧管机、自动轧管机、周期轧管机、精密轧管机、三辊轧管机、顶管机、挤压管机和冷轧（拔）管机。又分为纵轧和斜轧两大类。荒管的质量缺陷只要有： 壁厚不均、表面裂纹、麻点、擦伤、轧折、轧破（拉断）等。5.1、自动轧管质量缺陷及其预防自动轧管机石油瑞士人斯蒂菲尔（ ）于1903年发明，1906年投入工业生产。其变形过程可以分为压扁变形、 减径变形和减壁变形。自动轧管机目前趋于淘汰，欲了解详细信息请看书（128-139页），本文不再赘述。5.2、周期轧管质量缺陷及其预防1884年兄弟提出了用周期轧管机的设想，并于1891年获得专利，迄今已经有100多年的历史。周期轧管机是最古老的无缝钢管生产方法，因其锻、轧、挤相结合的变形方式，具有变形量大、轧制范围广、品种规格适应性强等特点，比较适合生产大直径合金厚壁无缝钢管。当前全世界仍有10套周期轧管机在生产。单一道次延伸系数可以达到10以上。其荒管质量的主要缺陷是：壁厚不均、内折、外折、内外结疤、内麻坑、凸包、竹节、轧破、表面裂纹和擦伤。变形特点：在一个轧制孔型上完成锻轧、 精轧等一系列变形过程，还要将送料机构将毛管送入孔型时能否顺利实现毛管的90°C翻转。其轧槽孔型纵界面曲线示意图，如书 141页。由锻轧段、精轧段、终轧段、空轧段组成。空轧段属于非接触段，确保未经轧制的毛管和已经轧制的荒管不予轧辊接触， 以便毛管顺利地在轧辊孔型中实现翻转和送进。 工作段是轧管工作带， 由锻轧段、精轧段、和终轧段组成。其中锻轧段承担主要的变形任务；精轧段的主要任务是锻轧段压缩过的毛管进一步均壁轧制，使荒管的壁厚精度达到尺寸的要求，精轧段的轧槽底部的半径是不变的。终轧段的作用是使轧件表面逐渐而平稳的脱开所轧制的荒管。各个段的具体尺寸如何取值请看书（142-145页）。由于周期轧管机在生产大直径合金无缝钢管方面具有明显的优势，特别是适合小批量、多品种、多规格的钢管生产。针对该机组的产量低、钢的表面质量和壁厚精度差等突出问题，人们一直想设法对其进行改进和改造，主要包括以下诸方面的内容：采用连铸圆管坯作为周期轧管机的坯料，以提高钢管的表面质量；以斜轧穿孔机代替水压冲孔机和延伸机并取消盘式加热炉，以提高钢管的壁厚精度和表面质量；采用数控车床加工轧辊孔型，以提高孔型的加工精度以及机组的产量和质量；采用限动丝杆喂料装置和翻转角可调整的喂料器，以提高毛管喂入量和提高毛管翻转90°的准确性，保证毛管送进的准确和平稳，有利于荒管轧制过程的稳定性和荒管的壁厚精度；完善在线检测和辊缝压下控制系统，实施对管坯加热温度、钢管外径和壁厚精度的在线检测并实施闭环控制，以提高荒管的尺寸精度；研究轧辊新材料和堆焊轧辊，以提高其耐磨性和抗冲击性，有利于减少荒管的壁厚不均，提高荒管的表面质量；研究芯棒新材料，加强芯棒润滑，以有效提高芯棒的使用寿命及荒管的壁厚精度和表面质量；采用芯棒预装和预打头工艺实现毛管打头时轧制与喂入的同步，减少轧制断销，以提高轧机机组的产量和产品质量；改造周期轧管机后导槽，采用惰辊取代“U”形导槽，使用滚动摩擦代替滑动摩擦，以减少荒管的表面擦伤。采用大直径空心芯棒，以改善其冷却条件；优化孔型曲线，合理分配变形量，以减轻荒管的不均匀变形程度由于周期轧管机使用的不是很多，本文不再详细叙述。详情参阅（书139-160页）5.3、连轧管缺陷及其预防其特点是生产效率高、生产能力大、轧制的荒管长度长，产品质量好，规格范围广等特点。但是投资大、自动化程度要求高也是其特点。连轧管机已经成为当今业界首选的无缝钢管轧机。连轧管机的机架既有两辊式的也有三辊式（辊缝可调）的。按照芯棒的操作方式不同，可以分为浮动芯棒连轧管机、限动芯棒连轧管机和半限动芯棒连轧管机三种。而限动芯棒连轧管机的芯棒循环又分为芯棒在线回退和线外循环两种。三辊限动芯棒连轧管机是最近几年发展出来的新一代轧管机，其重要特点是轧管机机架内安装了 3个轧辊，并且由三个轧辊所组成的孔型形状是可以通过辊缝的变化来进行调节的。由于毛管内径与芯棒之间存在间隙， 第一个机架的孔型变形区可以分为压扁区、压扁减径区和减径减壁区。与之相应，毛管在第一个变形区的变形过程也分为三个阶段： 压扁阶段、压扁减径阶段、减径减壁阶段。毛管在经过第一个开心以后，内壁的直径基本与芯棒一致，但是因为孔型椭圆度系数的存在，轧辊辊缝处的金属转入到下一机架的孔型顶部轧制时，因芯棒和毛管内壁存在较小的间隙，毛管仍然会发生较小的变形，但主要是减径减壁变形。在每一个机架孔型中，金属的变形条件及其流动的方式符合纵轧孔型特点，与自动轧管机基本一致。为了保证连轧过程的顺利进行，必须保持机架之间的秒体积流量相等。一旦连轧关系遭到破坏，就会改变孔型的金属的应力状态，改变孔型中的金属的充满状态，严重时机架间的荒管会发生堆积或者拉薄，甚至轧破。金属过充满时，毛管会出现“耳子”。当金属过分充满特别显著时，毛管会产生“飞翘”，造成轧卡故障。在某一机架中，当毛管出现“耳子”以后，将会使随后的机架的轧制压下量增大，由此产生新的“耳子”。这种恶性循环会一直延续到成品机架。毛管“耳子”最终会导致荒管出现严重的折叠缺陷和尺寸超差。 金属欠充满时也会影响荒管的椭圆度和尺寸精度。20世纪70年代以前都是采用全浮动芯棒的操作。在这个轧制过程中芯棒的速度不加以控制，芯棒随着荒管一起通过机架，由于芯棒长，轧制直径较大的荒管所用的芯棒重量大，不易制造和维护，因此限制了全浮动芯棒连轧管机的生产的规格，其最大的直径在φ168左右。由于全浮动芯棒连轧管机在轧制过程中金属流动的不稳定性，会产生严重的“竹节”缺陷，即在荒管的一些部位上的直径变大和管壁增厚。（对于这种缺陷也可以通过多种方式优化工艺减少和避免，王先进编写的《钢管连轧理论》对如何控制“竹节”缺陷进行了详细的介绍）为此，限动芯棒连轧管机应运而生，限动芯棒连轧管机又分为限动芯棒连轧管机和半限动芯棒连轧管机（半浮动）。半浮动的芯棒操作方式是在轧制过程中， 芯棒的运动速度收到限制，被卡持器夹住，以低于荒管的速度前进。当制作过程接近终了时，即毛管的尾端离开倒数第三个机架时释放芯棒，随后芯棒随毛管浮动前进，从轧管机出来以后脱棒返回前台经冷却以后进入下一个循环。这种操作方法可以缩短芯棒的长度，又可以使大部分（长度）荒管不会产生浮动芯棒时出现的“竹节”缺陷，当然尾部仍然会产生“竹节”缺陷，这是其不足之处。优点是不会像限动芯棒连轧管机那样影响轧制周期。限动芯棒连轧管机的操作方式是在这个轧制过程中， 芯棒被卡持器夹住。以一恒定且低于荒管的杂志速度前进， 可以使这个荒管不产生“竹节”缺陷，使得荒管的质量得到大大的提高。同时除了在轧制时芯棒的速度受到限制外，当荒管杂志完成之后，芯棒由卡持器从荒管中抽出回到工作开始位置。 显然这种操作方式因芯棒在轧制线上的回退而延长了轧制周期， 不需要设单独的脱棒机，只需要轧管后设置脱棒管机，以便荒管从芯棒上脱下。脱棒机可以为三机架二辊式或者三机架三辊式。 这种连轧管机的轧制周期长，产量低。为了弥补其不足，新开发的一种在线芯棒不回退（芯棒线外循环）的限动芯棒连轧管机。这种轧管机的芯棒操作方法是：芯棒限动轧制以后，不马上从荒管中把出，而是停下不动，待荒管被脱管机从芯棒上脱下以后， 卡持器立即释放芯棒，同时第二根芯棒和毛管进入轧管机前台， 而被释放的芯棒跟随荒管由升降道托扶着通过脱管机， 然后被移送到线外，返回轧管机的前台。这样就缩短了轧制周期的时间。在设定限动芯棒连轧管机的芯棒速度时，应该考虑一下方面的因素：轧制过程中的差速轧制程度，芯棒的工作段长度；芯棒的使用寿命；详细请阅读书的167页三辊限动可调式连轧管机与二辊连轧管机相比，减轻了轧辊线速度差造成的不均匀变形程度。因此具有以下三个方面的特点：三辊可调式连轧管机的孔型设计，可以减小轧辊线速度差。因此可以减小孔型顶部金属对孔型侧壁处金属流动的影响，在一定程度上消除了荒管在孔型侧壁处容易产生的波纹状缺陷；使得金属变形比较均匀，制作过程比较平稳，轧制压力小，芯棒在孔型中的稳定性更高，所轧制的荒管的尺寸精度更高，表面质量更好，芯棒的使用寿命更加长，可以轧制更加薄壁的荒管；可以通过调整轧辊位置改变孔型参数，用一套轧辊可芯棒可以生产同一外径、相邻壁厚的成品钢管，大大减少所需要的芯棒的数量，或者通过轧辊的位置调整对轧辊的磨损予以一定的补偿，可以提高工具的使用寿命，但这样会降低荒管的壁厚精度；三辊可调式连轧管机的孔型侧壁开口处的面积，约比二辊连轧管机孔型侧壁开口面积减小30%左右，它较好的限制了金属的横向流动，有效的抑制了金属的横向宽展，减少了荒管的不均匀变形和附加变形，有利于提高荒管的质量；连轧钢管的质量缺陷 :常见的有壁厚不均、表面缺陷和 轧折等。壁厚不均：影响因素有很多，凡是使连轧孔型形状发生改变而增加金属横向宽展或者孔型发送歪斜和增大轧制过程中金属流动的不均匀性的都会影响荒管的壁厚精度。主要有四种类型：同一批荒管，其其平均壁厚不抑制；同一只荒管，沿长度方向上壁厚不均，即纵向壁厚不均；荒管的竹节状壁厚不均和螺旋形壁厚不均。横向壁厚不均在实际生产中最为常见，一方面与毛管的壁厚不均匀程度有关系；另一方面也与连轧工序有关系，包括孔型形状、孔型调整、轧制中心线、工具质量、润滑条件，芯棒的操作方式和张力的大小有关系。以下介绍横向壁厚不均的影响因素和预防措施：毛管的壁厚不均。毛管的壁厚不均，经过在经过轧制工序后很难消除。要想提高连轧荒管的壁厚精度必须提高穿孔毛管的壁厚精度。轧辊的孔型形状。连轧钢管的孔型是根据最薄壁厚来设计的，不同壁厚荒管的生产是通过改变芯棒 （三辊可调式连轧管机也可以通过调整孔型参数来适应相邻壁厚的生产） 来实现的。轧辊辊缝的存在，决定了轧辊孔型不可能是完全封闭， 孔型的偏心距和孔型侧壁开口角的处在又表明了连轧孔型是椭圆形的。孔型调整。孔型的调整主要包括： 各个机架孔型中心线的调整以及二辊式的连轧管机的轧辊轴线的调整、 轧辊辊缝值得调整和三辊可调式连轧管机的孔型的圆心角调整。对于三辊可调式连轧管机而言，由三个轧辊所构成的孔型，其孔型中心是通过专用标准机架来校准的，目的是防止轧辊的歪斜而带来的轧槽中心偏离孔型中心，以提高壁厚精度。轧制中心线。由于轧管机的安装、孔型的加工、轧辊的装配等因素的影响使得各个机架的孔型中心很难在同一条直线上，最终很可能会造成连轧荒管的壁厚不均和内外表面出现的凹槽和凸筋。各个机架的孔型中心线的偏移量越大，荒管的壁厚不均和内表面产生的这种凹槽和凸筋也会很严重，当偏移超过一定的距离以后，甚至或导致连轧过程无法进行而导致轧卡。定期校准连轧管机的轧制中心线，更换机座上的基准定位面上的定位滑板，提高轧辊的装配精度，均可能减轻因为轧制中心线偏移引起的毛管横向壁厚不均。张力。工具质量。变形工具包括芯棒和轧辊，芯棒和轧辊的质量对变形过程及荒管的壁厚精度有很大影响。荒管的壁厚精度基本上取决于芯棒的加工精度。在芯棒和毛管的长时间的接触中，芯棒会沿长度方向产生不均匀的磨损，因此导致了芯棒长度的外径变化最终造成荒管沿纵向的壁厚不均。应尽量避免新旧芯棒混用的情况发生。芯棒的润滑质量。芯棒润滑质量对连轧管机的壁厚不均的影响，主要体现在他会影响轧制时的金属流动和改变轧制压力的大小两个方面。由某140机组的运行经验可以得知，芯棒润滑对荒管的“竹节”有极大的关系。该机主通过对原设计的芯棒润滑系统进行了重新设计，以基本消除了“竹节”，大大提高了壁厚精度。荒管的表面缺陷荒管的表面缺陷包括：荒管表面结疤、内麻坑、内直道、发纹和划伤、青线等。表面结疤：芯棒或者轧辊表面不光滑造成的，特别是粘钢。内麻坑：去除氧化铁皮不完全造成的。内直道：轧制过程中芯棒与毛管相对滑动被刮伤或者芯棒表面润滑效果不好而粘结上去除氧化铁皮反应所生成的熔融液渣。外表面辊痕：荒管的外表面被其他金属碰到产生的。发纹：荒管外表面呈现细小的裂纹，由于连轧过程中，轧辊与荒管发生了相对的滑动。划伤：机械擦伤。青线：荒管的外表面的线状轧痕，主要是因为轧管机脱管机的孔型错位，孔型设计不合理，轧辊边倒角过小或者轧辊装配时辊缝间隙超差等。荒管轧折：主要是外折叠合内折叠。主要是片状、直线状的折叠。拉凹：荒管内表面沿轴线成串排量的凹坑，实际上是轧破前的一种初期形式。轧破：荒管被轧穿而出现的洞。提高荒管表面质量的途径总结为：a)加强连轧管机的轧制工艺制度参数和孔型调整， 保证金属秒体积流量相等；提高芯棒的表面质量和润滑质量，提高芯棒的限动速度，减少芯棒摩擦阻力；提高轧辊的表面质量；采用三辊可调式轧管机，缩小轧辊孔型顶部和轧辊边缘地速度差，并优化孔型设计，减少金属不均匀变形；连轧管机的发展最新进展情况：近几年来，连轧管机几十得到快速的发展，归纳起来，主要体现在芯棒的操作方式、机架的数量和结构形式以及连轧过程自动化控制等方面。按照操作方式的不同，连轧管机可以分为三种：浮动芯棒连轧管机（）、半浮动芯棒连轧管机德国人称(),法国人称、限动芯棒连轧管机()。20世纪70年代以前主要是使用轧机，半浮动芯棒轧机是法国的开始研制。没有被广泛的应用（衡阳钢管有一套机组）。轧机的特点是芯棒速度恒定不变，荒管壁厚精度高、芯棒较短、轧制节奏较慢，适合生产中、大直径的无缝钢管。最新开发的芯棒线外循环技术解决了限动芯棒连轧管机的轧制节奏慢的问题。此技术在中、小型的无缝钢管轧管机上面已经适应成功。在中、大型机组的限动芯棒连轧管机机组中，芯棒的运输上有一些困难。有待进一步开发、研究。连轧管机机架的改进。主要是机架数的减少和三辊可调式机架的应用。控制技术的改进。目前连轧管机机组采用了众多的控制技术，包括：在线检测质量保证系统物料跟踪系统（= . ）穿孔计算机辅助工艺系统孔型设计系统工模具管理系统工艺管理系统?( )/a()连轧自动辊缝控制系统液压位置控制轧制压力计算自动流量增益控制同步位置控制自动辊缝控制液压位置传感器自动校零报警程序与一级自动化连接连轧工艺监测系统数据采集数据登陆设定计算自适应模型5.4、斜轧管缺陷及其预防钢管斜轧法是毛管在旋转的轧辊和变形工具的作用下， 一边旋转一边前进，从而实现减径减壁，轧制成符合质量要求的一种轧管方法。斜轧管机主要包括二辊斜轧管机（二次延伸、均整） 、圆盘轧管机（轧管机）、精密轧管机（ 轧管机）和三辊轧管机（轧管机）。毛管在轧制时，金属的宽展量较大、附加变形较大，所以所轧的荒管的壁厚精度高但是表面质量缺陷较多。常见的缺陷包括荒管的内、外表面螺旋道，表面裂纹、轧折、擦伤、结疤、内麻坑、内折叠以及荒管因为扭转变形而造成的缺陷。以下将详细介绍斜轧荒管的质量缺陷极其预防措施。精密轧管机（轧管机）属于二辊斜轧管机：采用5-6段的锥形辊，采用导盘作为导向工具，芯棒的操作方式为限动。变形区由四部分组成：压扁减径区、减径减壁区、均壁区、归圆区。压扁减径区的作用主要是使轧辊对毛管建立足够的曳入力，保障二次咬入的顺利进行。减径减壁区为集中变形区，毛管的主要的减径减壁变形主要在此完成，