热轧无缝钢管最常见的缺陷就是管子壁厚不均,平均壁厚最小偏差与制管工艺的关系如下:制管设备由穿孔机、轧管机、张力减径机组成,以碳素钢管坯为例:来自穿孔机的毛管壁厚偏差至少为7.5%,延伸轧制后减少为至少4.5%,扩径后提高至7%,经过张力减径后又降至4.5%。
钢管壁厚偏差会给钢管强度及进一步冷加工带来一系列不良影响,从而影响了经济效益。轧制较大壁厚钢管时,局部压下量增大,从而造成裂纹并使轧机发生机械故障。
1、 原因分析及影响因素
1.1斜轧穿孔
斜轧穿孔过程中,由于管坯边旋转边前进,在穿孔后的毛管中产生螺旋状的壁厚偏差,穿孔后的毛管壁厚分布具有不同振幅、不同周期的多重波动,表现出复杂的壁厚偏差曲线。
由各自的周期分析,壁厚偏差主要由下列因素造成:
(1) 坯料断面的温度。
(2) 顶头的震动
1.2坯料断面温差引起的壁厚偏差
坯料断面存在温度不均时,在圆周方向上产生变形抗力差,左右两侧的压力失去平衡,在实际穿孔中要保持平衡,顶头中心偏离轧机中心e距离,2e即为壁厚偏差量。
1.3顶头精度及顶头的震动引起的偏差
2、改变薄厚偏差的方法
(1)由于管坯的温度不均是在加热和输送过程中产生的,要把这种壁厚偏差量抑制在很小的范围内,必须提高加热炉内管坯的均热程度,管坯加热制度影响钢的穿孔性能,根据资料介绍和生产中摸索的经验,适当提高加热温度和增加保温时间,可明显改善钢的均热程度,为此,在采用提高管坯加热炉均热段的加热温度并适当延长加热时间的方法,以提高管坯均热程度。
另外,在钢管出炉后至穿孔过程中,由于机组间距大、管坯弯曲等因素影响,导致管坯温降过大,应采用合理的辊道输送制度,努力消除输送过程中产生温差的因素,
(2)顶头偏心导致壁厚偏差,对于抑制这种偏差而言,通过机械精加工等方法,提高顶头精度是必要的,在穿孔机组,壁厚偏差的另一重要因素是顶杆的震动,为防止顶杆震动引起的偏差,选择合适的顶杆尺寸,顶杆支架间距,以避免顶杆发生共振及扭动。
3、效果
1、通过适当提高加热炉内均热温度,避免坯料周向产生变形抗力差,
2、在穿孔机组,为将壁厚偏差控制在最小范围,穿孔机采用五架抱紧辊方式,抑制顶杆震动以及提高顶头加工精度,使成品管壁厚偏差由7.5—8%降至4.5-5.5%增强了产品市场竞争力。