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  无缝钢管生产讲稿(培训课)

 

 

    无缝钢管生产
     一、
     二、
     三、
     四、
     五、
     六、
     七、钢管的简述钢管的分类钢管的常用标准钢管的技术要求热轧钢管的生产简述钢管的表面质量缺陷简述钢管常用的数学知识
     一、钢管的简述1）钢管的定义
     无缝钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。
     2）钢管的优点
     a）钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。
     b）用钢管制造环形零件，可提高材料利用率，简化制造工序，节约材料和加工工时，如滚动轴承套圈、千斤顶套等，目前已广泛用钢管来制造。钢管还是各种常规武器不可缺少的材料，枪管、炮筒等都要钢管来制造。
     3）圆形钢管的优点
     钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下，圆面积最大，用圆形管可以输送更多的流体。此外，圆环截面在承受内部或外部径向压力时，受力较均匀，因此，绝大多数钢管是圆管。
     4）圆形钢管的缺点
     但是，圆管也有一定的局限性，如在受平面弯曲的条件下，圆管就不如方、矩形管抗弯强度大，一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。根据不同用途还需有其他截面形状的异型钢管。
     二、管材的分类
     1、按生产方法分类
     （1）无缝管——热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管（2）焊管
     （a）按工艺分——电弧焊管、电阻焊管（高频、低频）、气焊管、炉焊管（b）按焊缝分——直缝焊管、螺旋焊管
     2、按断面形状分类
     （1）简单断面钢管——圆形钢管、方形钢管、椭圆形钢管、三角形钢管、六角形钢管、菱形钢管、八角形钢管、半圆形钢管其他
     1（2）复杂断面钢管——不等边六角形钢管、五瓣梅花形钢管、双凸形钢管、双凹形钢管、瓜子形钢管、圆锥形钢管、波纹形钢管、表壳钢管、其他
     3、按壁厚分类——薄壁钢管、厚壁钢管
     4、按用途分类——管道用钢管、热工设备用钢管、机械工业用钢管、石油、地质钻探用钢管、容器钢管、化学工业用钢管、特殊用途钢管、其他
     三、钢管的常用标准
     １.gb/t8162-1999（结构用无缝钢管）。主要用于一般结构和机械结构。其代表材质（牌号）：碳素钢、20、45号钢；合金钢q3
     45、20cr、40cr、20crmo、30-35crmo、42crmo等。
     2.gb/t8163-1999（输送流体用无缝钢管）。主要用于工程及大型设备上输送流体管道。代表材质（牌号）为20、q345等。
     3.gb3087-1999（低中压锅炉用无缝钢管）是用于制造各种结构低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔（轧）无缝钢管。代表材质为
     10、20号钢。
     4.gb5310-1995（高压锅炉用无缝钢管）是用于制造高压及其以上压力的水管锅炉受热面用的优质碳素钢、合金钢和不锈耐热钢无缝钢管。代表材质为20g、12cr1movg、15crmog等。
     5.gb1479-2021（高压化肥设备用无缝钢管）是适用于工作温度为-40~400℃、工作压力为10~30ma的化工设备和管道的优质碳素结构钢和合金钢无缝钢管。代表材质为20、16mn、12crmo、12cr2mo等。
     6.gb9948-1988（石油裂化用无缝钢管）。主要用于石油冶炼厂的锅炉、热交换器及其输送流体管道。其代表材质为20、12crmo、1cr5mo、1cr19ni11nb等。
     7.gb/t5035-1993（汽车半轴套管用无缝钢管）是制造汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管用的优质碳素结构钢和合金结构钢热轧无缝钢管。
     8，gb18248-2021（气瓶用无缝钢管）。主要用于制作各种燃气、液压气瓶。其代表材质为37mn、34mn2v、35crmo等。
     9，apispec5ct-1999（套管和油管 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ），主要用于石油的油管和套管，其代表材质为j
     55、k
     55、n80、c90、p110等。
     10.apispec7d（钻杆接头、钻铤），主要用于石油钻探用的。国内钢号为37crmnmo、4145h、40mn2。
     还有地质钻探用钢管（yb235-70）、石油钻探管（yb528-65）、gb5312-1999（船舶用碳钢和碳锰钢无缝钢管）、金刚石岩芯钻探用无缝钢管（gb3423-82）、柴油机用高压油管（gb3093-86）、液压和气动缸筒用精密内径无缝钢管（gb8713-88）、冷拔或冷轧精密无缝钢管（gb3639-83）、结构用不锈钢无缝钢管（gb/t14975-1994）、流体输送用不锈钢无缝钢管（gb/t14976-1994）、gb/t17396-1998（液压支柱用热轧无缝钢管）、gb3093-1986（柴油机用高压无缝钢管）、gb/t3639-1983（冷拔或冷轧精密无缝钢管）、
     2gb/t3094-1986（冷拔无缝钢管异形钢管）、gb/t8713-1988（液压和气动筒用精密内径无缝钢管）、gb13296-1991（锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管）、gb/t14975-1994（结构用不锈钢无缝钢管）、gb/t14976-1994（流体输送用不锈钢无缝钢管）、等。其工艺流程简述：
     无缝钢管因其制造工艺不同，又分为热轧（挤压）无缝钢管和冷拔（轧）无缝钢管两种。冷拔（轧）管又分为圆形管和异形管两种。无缝钢管，又因其用途不同而分为如下若干品种：
     １.热轧（挤压无缝钢管）：圆管坯→检查→修磨→切断→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→再加热→定径（或减径）→冷却→矫直→切头、切尾、取样→检查修磨（或探伤）→包装→入库
     轧制无缝管的原料是圆管坯，圆管胚要经过切断设备加工成长度约为一定长度（按 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 要求）的坯料，送到加热炉内加热，温度大约为１２００左右的摄氏度。燃料为煤气或天然气。炉内温度控制是关键性的问题.圆管坯出炉后要经过穿孔机进行穿孔。一般较常见的穿孔机是锥形辊穿孔机，这种穿孔机生产效率高，产品质量好，穿孔扩径量大，可穿多种钢种。穿孔后，圆管坯就先后被三辊斜轧、连轧或挤压。挤压后要脱管定减径。经定减径设备进行减径、定径。钢管上冷床进行冷却，就要被矫直。钢管经矫直后进行切头、切尾、取样。如需探伤，则涡流、超声进行内外探伤。若钢管内部有裂纹，气泡等问题，将被探测出。钢管质检后还要通过严格的手工挑选。钢管质检后，用油漆喷上编号、规格、生产批号等。并由吊车吊入仓库中。
     ２.冷拔（轧）无缝钢管：圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→磷化、皂化→多道次冷拔（冷轧）→退火→矫直→切头、切尾、取样→检查修磨（或探伤）→包装→入库
     冷拔（轧）无缝钢管的轧制方法较热轧（挤压无缝钢管）复杂。它们的生产工艺流程前三步基本相同。不同之处从第四个步骤开始，圆管坯经打头后，退火。退火后要用专门的酸性液体进行酸洗。酸洗后，磷化、皂化。然后紧接着是经过多道次冷拔（冷轧），专门的热处理。热处理后，就要被矫直。钢管经矫直后由传送带送至金属探伤机（或水压实验）进行内部探伤。若钢管内部有裂纹，气泡等问题，将被探测出。钢管质检后还要通过严格的手工挑选。钢管质检后，用油漆喷上编号、规格、生产批号等。并由吊车吊入仓库中。
     四、钢管的技术要求
     根据材料使用的环境条件选择相应的钢管标准，按钢管标准中的技术要求进行生产和检验。1，钢种牌号常见的钢管牌号有
     碳结钢和低合金：
     10、20、
     35、
     45、q
     435、16mn合金钢：40—45mn
     2、27simn、40—45mnb、20—50cr、38crsi、12—42crmo、12crmov、12cr1mov、38crmoal、50crva、20crmn、20—35crmnsi、35crmnsia、20—30crmnti、
     312crni2（
     3、4）、15—40crmnmo如有特殊要求，生产厂家与用户相互协商或一方自行确定钢中的成份进行试制。2，制造方法1）钢的制造方法
     根据材质要求，可选择相应的冶炼方法，目前主要有电炉（电渣重熔、感应加热炉）、转炉、平炉等冶炼方法，如航空航天用的钢管，要求夹杂物很少，必须用电渣重熔生产。2）管坯的制造方法
     根据钢管的质量标准要求，可选择相应的加工方法，如轧坯、锻坯、连铸坯。3）钢管的制造方法
     有热轧（挤压和扩）和冷拔（轧）无缝方法生产。3，尺寸、外形、重量1）尺寸公差
     外径和壁厚公差根据制造方法和外径大小进行制定不同的级别的公差，如gb/t8162—1999标准中热轧无缝钢管（以下单位均为毫米，mm），
     a）外径≥50普通级公差：±1%，高级公差：±0.75%。b）壁厚＞20普通级公差：±12.5%，高级公差：±10%。c）壁厚：≥4—20普通级公差：—12.5%，+15%；高级公差：±10%。如299x32的公差
     外径：普通级公差为296.01—301.99mm；高级公差为296.76—301.24mm。壁厚：普通级公差为28—36mm；高级公差为28.8—35.2mm。2）长度
     长度倍尺长度、范围长度和定尺长度。
     a）通常长度一般为3—12m。如用户有要求，则按用户要求进行生产。如无，则按生产标准中要求进行生产。
     b）倍尺长度则按用户的倍尺（如450mm的倍尺）来生产，考虑倍尺的切口余量。如用户有切口余量的要求，则按用户的要求进行生产。如无，则按生产标准中的要求进行生产。
     c）范围长度。按用户的要求进行组织生产（如7—8m）。
     d）定尺长度。按用户的要求进行组织生产（如7m定尺），长度允许偏差按相关标准执行。
     倍尺长度、范围长度和定尺长度均在通常长度范围内。3）弯曲度
     钢管的弯曲度是指每米的弯曲度。如gb/t8162—1999中壁厚＞30mm，弯曲度≯
     43.0mm/m。4）端头外形
     钢管的两端面应与钢管轴线垂直，切口线毛刺应予清除。5）表面质量
     表面质量：按照生产标准进行生产。但一般钢管质量要求：钢管的内外表面不得有裂纹、
     折叠、轧折、离层和结疤。这些缺陷必须完全清除，其清除处的实际壁厚不得不于壁厚所允许的最小值。深度不超过壁厚负偏差的其它缺陷允许存在。6）超声、涡流探伤
     根据标准和用户的要求，按相关的探伤标准进行探伤。7）检验规则
     a）钢管的质量检查、理化检验由生产厂的专业质检员、检验员进行。
     b）组批规则。生产、检验按批进行检查和验收。每批应由同一牌号、同一炉（罐）号、同一规格和同一热处理 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 （炉次）的钢管组成。至于每批的根数见相应的标准。
     c）取样按生产标准中有关要求进行取样。
     d）检验项目：高倍、拉伸、低倍、冲击、脱碳、晶粒度等。e）复检和判定规则：参照gb/t2102的规定。f）检验和检查项目：参照生产标准中的有关要求。
     8）交货状态。交货状态有热轧状态、冷拔（轧）状态、热处理状态交货；按用户要求进行交货。
     9）交货重量。有实际过磅重量和理论重量两种。
     a）按用户要求进行交货。
     b）重量允许偏差满足 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 要求的偏差。另还有按钢管的根数进行交货。10）包装、 标志 禁止坐卧标志下载饮用水保护区标志下载桥隧标志图下载上坡路安全标志下载地理标志专用标志下载 和质量证明书见gb/t2102中有关规定。
     五、热轧钢管的生产简述
     生产工艺流程：圆管坯→检查→修磨→切断→加热→穿孔→三辊斜轧→定径（或减径）→冷却→矫直→切头、切尾、取样→检查修磨（或探伤）→包装→入库5.1管坯的检查和修磨1）管坯的要求
     管坯的质量的好坏对钢管的质量起决定作用，所以对管坯进行检查和修磨。管坯的测通常技术要求：表面质量、内部组织（主要是低倍组织）以及几何尺寸公差，不同的钢管标准的质量要求不同，所以对应不同的管坯标准。a）管坯的表面质量
     5管坯的表面质量是不允许存在缺陷，因为在管坯上存在的任何缺陷都会带到钢管上，而且这些缺陷地方往往造成应力集中，通过塑性变形（穿孔变形），使得缺陷加深、加长。
     管坯上表面缺陷是指表面上和靠近表面上的缺陷，如果缺陷深度不超过0.7mm，这种缺陷是没有危险的，因为通过加热可将其烧掉（氧化铁皮）。b）内部组织
     内部组织主要是低倍组织，是指缩孔和中心疏松、非金属夹杂物的集聚、气体的含量（如气泡和皮下气泡）。
     当大量存在以上所列的缺陷时，在穿孔过程中容易造成内部缺陷和内表面缺陷，大量生产实践表明：钢管内外表面上缺陷常常是由于非金属夹杂物的集聚造成的。这是因为当进行热塑性变形时，由于有些非金属夹杂物不能承受大的塑性变形（特别是穿孔变形），使得金属致密性受到破坏。特别是分布在晶界上，从而减弱了晶粒的联系，使金属塑性降低，导致金属破裂，出现了缺陷。
     c）尺寸公差。严格按相应的管坯标准执行。主要是外径的大小和椭圆度的问题，引起质量问题是不能顺利咬入和前卡。2）管坯的检查和修磨
     管坯的检查和修磨有以下：①酸洗→检查→修磨②抛丸→磁粉探伤→修磨③人工检查→修磨
     酸洗效果好，各种缺陷极易暴露，但占地面积大，劳动条件差，污染大。抛丸效果好，面积小，效率高，但投资大。人工检查主要容易露检，劳动量大。
     管坯修磨的方法有。风铲、风动砂轮、车床剥皮及火焰清理。采取何种清理办法，根据钢种而定。
     如剥皮针对高合金钢，一般剥5—10mm，极易发现缺陷，并除掉缺陷。火焰清理针对中低碳钢，效率较高。
     风铲用的较少，其劳动强度较大，主要清理局部缺陷。风动砂轮用的较多，易操作，方便。
     5.2管坯剪断和定心
     为了满足轧制各种壁厚和外径的钢管所需的各种长度的管坯，要进行截断。钢管的长度有各种要求，比如范围长度和定尺长度的钢管，管坯的长度同时要求相应的长度。特别是定尺管，管坯的定尺公差一定满足工艺要求进行截断。a）管坯的剪断
     切断管坯的方法。气切、锯切、剪切、折断和氧割。气切用的较少，损耗较大，主要用于合金管坯。
     6剪切用于小规格管坯。
     折断用于一定的强度范围的管坯，先锯，后折。
     锯切用的较多，锯切有。砂轮锯、圆盘锯、带锯和摩擦锯。目前用得较多是圆盘锯。氧割用于较大的管坯。b）管坯的定心
     管坯的定心有热定心和冷定心。
     定心的目的。减少毛管前端的壁厚不均（特别是穿孔厚壁毛管），并改善穿孔的二次咬入条件。
     定心的好坏影响钢管的壁厚和内表面质量（如定偏了和定心内折）。
     5.3管坯的加热
     管坯的加热的目的：
     为穿孔和轧管准备良好的加工组织和改善金属组织性能。一方面加热可使管坯转变为有足够的塑性和低的变形抗力的材料，为金属成型创造了有利的条件使加工能量消耗最小；另一方面在加热过程中可以改善钢的组织性能（如获得单相组织的固溶体组织、溶解碳化物，降低钢中形成白点的敏感性、初生带状组织的非金属相的扩散等）。
     但加热金属过程中也会带来一些缺陷，如形成氧化铁皮、脱碳和渗碳，使得金属表面质量降低，损耗增加。
     1）管坯的加热分两个阶段：低温段加热、高温段加热。a）低温段加热：主要是指金属加热到700℃以下。
     此阶段主要是加热一些特殊合金钢的关键时期，因为此类钢有低的热传导性、低的塑性。
     此低温段加热速度时考虑以下因素：
     金属的导热性（各种合金元素和钢的组织的导热性不同，加热温度和时间不同）热应力（金属内外温度存在温差，内外层的热膨胀就不同，从而产生热应力；与加热速度、管坯直径和导热性有关）
     组织应力（大部分碳钢在300—500℃时，塑性降低，产生蓝脆；在相变温度650—900度，钢发生组织转变，产生组织应力，与热应力叠加，破坏金属连续性。）原始应力：前道工序的冷却不当造成的。钢的组织：不同的组织其导热性不同。
     b）高温段加热：主要是指金属加热到700℃以上，此时金属的导热性和塑性显著增加，同时沿断面的温差较小，从而热应力大为减少，故采取快速加热。高温段加热考虑的问题：如何保证沿管坯断面和长度方向上加热均匀（阴阳面、白头及黑头）、改善组织结构、减少脱碳、氧化以及防止过热和过烧问题。
     以上问题与炉子结构、管坯料在炉中的布置、烧嘴的布置及调节、压力控制和操作。2）加热温度的确定
     加热温度的确定考虑以下因素：过热和过烧、终轧温度（轴承管）、脱碳和渗碳（轴
     7承钢和不锈钢）、温升、顶头材质