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冷拔無縫鋼管是鋼管的一種,即其按生產(chǎn)工藝的不同分類的一種,區(qū)別于熱軋(擴)管。在毛管坯或原料管擴徑的過程中通過多道次的冷拔加工而成,通常在0.5~100T的單鏈式或雙鏈式冷拔機上進行。冷軋(撥)鋼管除分一般鋼管、低中壓鍋爐鋼管、高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、機械加工管、厚壁管、小口徑加內(nèi)模冷拔管其它鋼管外,還包括碳素薄壁鋼管、合金薄壁鋼管、不銹薄壁鋼管、異型鋼管。冷拔鋼管其外徑可以到6mm,壁厚可到0.25mm,薄壁管外徑可到5mm壁厚小于0.25mm尺寸,精度以及表面質(zhì)量均明顯優(yōu)于熱軋(擴)管,但受工藝制約,其口徑以及長度均受到一定限制。
冷拔鋼管生產(chǎn)工藝
冷拔無縫鋼管,冷軋鋼管機組是用冷軋、冷拔或冷軋和冷拔相結(jié)合的冷加工方法生產(chǎn)管材的整套裝備組合,是對熱軋管材或焊接管進行深度加工的機組。
依據(jù)金屬的加工性能、管材尺寸、質(zhì)量要求以及投資和效益來選擇不同的加工方法及相應(yīng)的輔助工序。冷軋冷拔管的基本工序有:(1)管料供給,所用管料為熱軋成品管或半成品管、擠壓管以及焊接管;(2)管料準備,包括檢查、打捆、酸洗、清洗、沖洗、中和、烘干、涂潤滑劑等;(3)冷加工(冷軋或冷拔);(4)成品精整包括成品熱處理、矯直、取樣、切頭尾、檢查(人工檢查和各種探傷)、水壓試驗、涂油、包裝、入庫等。不同的產(chǎn)品精整內(nèi)容有所差異。
冷加工管機組生產(chǎn)特點是管料從投入到加工成成品通常要經(jīng)過多次冷變形并產(chǎn)生加工硬化,因而整個生產(chǎn)過程由多個準備工序和變形工序組成,且具有往復循環(huán)的特點,因而工序多,生產(chǎn)周期長、金屬消耗較大,生產(chǎn)效率較低,一般生產(chǎn)規(guī)模均不大。
在機組中同時配置冷拔和冷軋機有利于發(fā)揮它們各自的優(yōu)點,特別是對生產(chǎn)不銹鋼等高合金鋼管和難變形的有色金屬管更為合理和必要。冷拔機有單根和多根直條拔管機以及卷筒拔管機(見卷筒拔管)。單根冷拔時管材的長度達50m,卷筒拔管時長達幾百米。冷拔機的噸位小為30kN,為7000kN。常規(guī)冷軋管機有二輥式冷軋管機和多輥式冷軋管機兩種。
一般用無縫鋼管是用10、20、30、35、45等優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼16Mn、5MnV等低合金結(jié)構(gòu)鋼或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合結(jié)鋼熱軋或冷軋制成的。10、20等低碳鋼制造的無縫管主要用于流體輸送管道。45、40Cr等中碳鋼制成的無縫管用來制造機械零件,如汽車、拖拉機的受力零件。一般用無縫鋼管要保證強度和壓扁試驗。熱軋鋼管以熱軋狀態(tài)或熱處理狀態(tài)交貨;冷軋以熱以熱處理狀態(tài)交貨。 熱軋,顧名思義,軋件的溫度高,因此變形抗力小,可以實現(xiàn)大的變形量。以鋼板的軋制為例,一般連鑄坯厚度在230mm左右,而經(jīng)過粗軋和精軋,終厚度為1~20mm。同時,由于鋼板的寬厚比小,尺寸精度要求相對低,不容易出現(xiàn)板形問題,以控制凸度為主。對于組織有要求的,一般通過控軋控冷來實現(xiàn),即控制精軋的開軋溫度、終軋溫度 鋼材力學性能是保證鋼材終使用性能(機械性能)的重要指標,它取決于鋼的化學成分和熱處理制度。在鋼管標準中,根據(jù)不同的使用要求,規(guī)定了拉伸性能(抗拉強度、屈服強度或屈服點、伸長率)以及硬度、韌性指標,還有用戶要求的高、低溫性能等。 ①抗拉強度(σb) 試樣在拉伸過程中,在拉斷時所承受的力(Fb),出以試樣原橫截面積(So)所得的應(yīng)力(σ),稱為抗拉強度(σb),單位為N/mm2(MPa)。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的能力。計算公式為: 式中:Fb--試樣拉斷時所承受的力,N(牛頓);So--試樣原始橫截面積,mm2。 ②屈服點(σs) 具有屈服現(xiàn)象的金屬材料,試樣在拉伸過程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力,稱屈服點。若力發(fā)生下降時,則應(yīng)區(qū)分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm2(MPa)。 上屈服點(σsu):試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的應(yīng)力;下屈服點(σsl):當不計初始瞬時效應(yīng)時,屈服階段中的小應(yīng)力。 屈服點的計算公式為: 式中:Fs--試樣拉伸過程中屈服力(恒定),N(牛頓)So--試樣原始橫截面積,mm2。 ③斷后伸長率(σ) 在拉伸試驗中,試樣拉斷后其標距所增加的長度與原標距長度的百分比,稱為伸長率。以σ表示,單位為%。計算公式為: 式中:L1--試樣拉斷后的標距長度,mm;L0--試樣原始標距長度,mm。 ④斷面收縮率(ψ) 在拉伸試驗中,試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比,稱為斷面收縮率。以ψ表示,單位為%。計算公式如下: 式中:S0--試樣原始橫截面積,mm2;S1--試樣拉斷后縮徑處的少橫截面積,mm2。 ⑤硬度指標 金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力,稱為硬度。根據(jù)試驗方法和適用范圍不同,硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。 A、布氏硬度(HB) 用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球,以規(guī)定的試驗力(F)壓入式樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力,測量試樣表面的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS(鋼球)表示,單位為N/mm2(MPa)。
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