『壹』 如何通過壁厚找出兩個圓的偏心線
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不銹鋼無縫鋼管壁厚偏心率的測量以及降低方法
作者: 更新時間:2021-05-25 點擊數:287
1觀測
在斜軋穿孔機的穿孔過程中,不銹鋼無縫鋼管容易產生壁厚偏心率,而壁厚偏心率是由穿孔頂頭的偏心位置引起的;因此,偏心率被定義為兩個圓心的偏移,穿孔頂頭的圓周和不銹鋼軋管的圓周相互錯位。偏心率的定義如圖1所示。
圖1所示中的計算式在理論上是正確的,但在實際測量時會存在誤差;因此,一般採用傅立葉分析法進行評估計算。
在穿孔以後的變形機組上產生的偏心率可能會有所降低,但是大多數都不能徹底消除,甚至還會出現偏心率增大的情況。其原因是:在縱向軋制機架里孔型不對稱和不圓;在張力減徑機上因拉伸應力過低而產生的溫度影響:即在高溫拉伸應力作用下張力減徑機上鋼管的壁厚分布都較平均,不銹鋼無縫鋼管橫截面上的溫度分布不均基本不會造成壁厚分布不均;但當拉伸應力較小時,如橫截面上溫度分布不均等干擾因素則會對壁厚產生明顯的影響,這時很有可能在張力減徑機上形成偏心率。
壁厚偏差(當然也包括偏心率)會降低不銹鋼無縫鋼管成材率和不銹鋼無縫鋼管質量,因此必須盡量在偏心率產生時就將其控制在最低值。
理淪上講局部偏心率的最小值可達到2%-3%,但在實際生產中這個數值通常為5%-10%。例如,管坯加熱不均、軋管機和三輥導向裝置對中不良、軋制芯棒彎曲或穿孔頂頭磨損,都是主要的干擾因素。要降低偏心率就必須排除上述干擾因素,而是否成功排除這些干擾因素可通過測量不銹鋼軋管的偏心率來驗證。通常是在空心坯的兩端採用手動測童,在張力減徑機後採用在線熱壁厚測址,在冷床區採用手動測量,最後在精整線採用超聲波冷測。
圖2所示為某典型空心坯壁厚測量圖形結果。為了更清楚地闡述,圖2中不考慮除偏心率之外的壁厚偏差因素,此種壁厚分布在下面的敘述中是通用的。從圖2可以看出:沿空心坯長度方向的橫截面上不是一個固定不變的簡單偏心率,而是由不同的「振動」構成的疊加和扭轉。
下面將分析復雜偏心率結構的形成,找到偏心率構成和形成原因,最終找出降低偏心率的方法。首要目的是在生產過程中盡可能及時地發現當前正在形成的偏心率,找到偏心率增加的原因並採取有效解決措施。
2形成模型
頂頭軸線的軌跡及相應的空心坯壁厚測量數據視覺化。當穿孔頂頭與不銹鋼軋管軸線保持不變的距離,並在不銹鋼軋管橫截面上沿著固定方位角進行旋轉時,就會產生偏心率。對於不銹鋼軋管來講,這時頂頭軸線的位置是固定的,該偏心率沿著不銹鋼軋管縱向軸大小不變且在不銹鋼軋管橫截面上位置相同。例如,某管坯的橫截面里出現沿縱向軸不變的溫度梯差時就會產生此種偏心率,此時穿孔頂頭更多地偏向管坯溫度較高的一側。
當穿孔頂頭軸線隨著軋制時間在橫截面沿著空心坯縱軸方向改變時,頂頭的運動方式及相應的偏心率就會變得更復雜,在實際生產過程中穿孔頂頭軸線到不銹鋼軋管軸線的距離也可能隨著生產過程而改變。此種情況下應該考慮:當不銹鋼軋管在進行變形時會出現扭絞,此時穿孔頂頭相對於空心坯的固定位置可以看作「扭轉」的偏心率。通常在穿孔過程中首先出現沿著旋轉方向的扭絞,隨後出現反方向扭絞。出現的扭絞大多很小,扭絞的旋轉方向與軋制參數有關。
圖2所示的壁厚分布可能具有各種不同的產生機理。根據一種簡單的模型可推算出偏心率由穿孔頂頭的偏心位置與頂頭軸線的圓周運動疊加所致,利用該模型計算出來的壁厚測量數據視覺化如圖3(f)所示。
與管坯相比,穿孔頂頭軸線圓周運動的頻率相對較低,處於頂頭的回轉速度范圍內。由於軋輥直徑較大而不銹鋼軋管直徑較小,頂頭在高點附近回轉的速度比管坯要快一些。於是正在變形的不銹鋼軋管隨著管坯轉動方向扭絞。
圖3所示模型可用於較大偏心率的分析和形成原因解釋。該模型明確將偏心率的構成分為兩部分:來自管坯的偏心率和來自穿孔頂頭的偏心率,兩個部分疊加後產生局部最大值。
來自管坯的偏心率可能是由於管坯非均勻加熱引起的,而來自穿孔頂頭的部分可能是由於對中不良或頂桿彎曲引起的。以此為基礎,根據分析可以推論出偏心率形成的原因,准確發現和消除影響生產流程的誤差。偏心率分析可以根據壁厚測量數據和振動測量數據來進行。
還要指出的是,有時候還會測m到第3種偏心率,但是這種偏心率都很小,所以對實際生產沒有意義。
3根據壁厚測量數據求出頂頭運動
穿孔頂頭的運動與空心坯的壁厚分布之間有著直接聯系,因此各種壁厚測量數據能夠應用於辨識上述提及的不同偏心率部分。這可以用圖形進行,其中不同頻率的「波型」被分離.再根據大小和分布進行估算,如圖4所示。
除此之外.也可以使用傅立葉分析法將不同的頻率聲用數學方法分離。通常情況下。使用在線壁厚測量儀沿著不銹鋼軋管的縱向和周向測量壁厚,並詳細地將其數據記錄下來。此類測量儀一般是安裝在延伸裝置的後面,因此測最數據到達得較晚,偏心率數值可能會因張力減徑機的孔型誤差而變得不準確。若想手動詳細地測量壁厚數據則只能採用抽樣檢測,其費用非常高。因此。考慮直接在斜軋穿孔機上檢測偏心率是有意義的。
4根據振動測量求出頂頭運動
當頂頭固定連接在頂桿上時,頂頭的運動方式由頂桿的離心轉動所決定。該運動方式還可能進一步與頂桿的彎曲和自身振動疊加。但是通過測量頂桿運動和比較壁厚的測量數據可發現,偏心率的大小及其沿空心坯縱軸的分布可根據距離壁厚測量儀的測最值清楚地推算出來。例如.頂桿的偏心運動(橫截面方向)就能夠用距離側量儀記錄;而使用激光三角式測量儀可很好地完成測量任務,且儀器價格合理。筆者建議在兩個相互垂直對立的平面上進行測量,這樣可以准確地記錄頂桿的運動。
在測量頂頭運動(即頂桿的運動)時當然要考慮到第2節(圖3)所描述的情況,即頂頭相對於不銹鋼軋管的運動與一個絕對坐標系裡的旋轉疊加。但該旋轉運動在原則上對偏心率的形成沒有意義。對偏心率有著重要意義的頂頭運動,其實在一個隨著空心坯旋轉的相對坐標系裡。根據記錄下來的距離測量數據可以將不同的偏心率部分通過頻率分析分離開來。簡單的偏心率隨著空心坯旋轉的頻率旋轉,而疊加的偏心率就旋轉得更快。當然,也可以通過比較振動測量結果和偏心率值之間的相關性,以此來評估生產操作時的當前狀況。
5影響頂頭運動
在穿孔過程中就測量偏心率對於生產具有明顯的優越性。因為此時能夠立刻對偏心率的增大作出反應。這個評估不僅給出偏心率大小的信息,而且還提示偏心率產生的可能原因:說明偏心率更可能來自穿孔前的加熱爐還是來自穿孔機,然而更有意義的是如何從根本上不讓更大的偏心率產生。
現介紹一種已試驗成功的方法-偏心高頻率旋轉技術。本文前面所述的頂頭軸線的自我回轉可由一個外界施加的高頻旋轉運動來代替.實踐中則是在頂桿和頂頭之間安裝一個偏心軸承(滑動軸承),通過一個回轉驅動器操縱頂桿的轉動。回轉驅動器屬於常規技術產品,用於在開孔前將頂頭送人旋轉的管坯中,以減少頂頭磨損。
穿孔時採用常規技術和採用偏心高頻率旋轉技術時的偏心率比較如圖5所示。從圖5可以看出:採用偏心高頻率旋轉技術時,偏心率的特徵發生改變,局部最大值與局部最小值之差變小;局部偏心率明顯減小。
採用偏心高頻率旋轉技術可取得兩種效果:①低頻的偏心率,即頂頭軸線的自轉被一種有益的高頻旋轉替代,減小了偏心率的產生振幅,使之可以在隨後的變形步驟里更好地被抵消;②通過頂頭軸線的高頻回轉使不銹鋼軋管沿周向產生金屬流動,從而使已經產生的壁厚偏差得到一定的平衡抵消。
由此可見,通過上述方法可消減頂桿和穿孔機對中對偏心率的影響,該方法可以持久和穩定使用,從而達到減小偏心率的目的。
6結語
不銹鋼無縫鋼管的壁厚偏心率占據了壁厚偏差的70%,由此導致產品質量不良,降低了市場競爭力,但至今那些常規方法仍然不能有效解決該問題。本文介紹的解決不銹鋼無縫鋼管壁厚偏心率的方法,其效果已經在試驗中得到證實.接下來只需要投入到生產實踐中即可。
『貳』 不銹鋼焊管和無縫管有什麼區別
您好,無縫管 通俗一點說就是管材內沒有焊縫,採用的是圓管坯作為原料進行穿孔,通過冷軋、冷拔或者熱擠壓的生產工藝製作而成,周邊沒有焊縫的長條鋼材。它的優點是壁厚,因此耐高壓、耐高強度,耐強腐蝕性、耐高溫,具有經濟性和實用性。工藝決定它的局限性能,精度低、壁厚不均勻、管內外表光亮度低、定尺成本高,且內外表還有麻點、黑點不自去除。
不銹鋼焊接管顧名思義就是通過不銹鋼材壓延、分條成不銹鋼帶經過機組和模具捲曲成型後焊接製成的管材,所以焊接管材有一條焊接縫隙,稱焊管。一般定尺6米,生產工藝簡單,規格型號多,管壁較薄,其壁厚的公差很小,整個圓周的壁厚非常均一,鋼管精度高,管內外表面光亮度高、又可任意定尺;佛山不銹焊管廠家可以定製,精煉爐鋼帶的不銹鋼焊管,內焊道有氮氣保護,不易開裂。
『叄』 304不銹鋼水管表面缺陷是什麼原因造成的
1、內折
特徵:在鋼管的內表面上呈現直線或螺旋、半螺旋形的鋸齒狀缺陷。
產生原因:
1)管坯:中心疏鬆、偏析;縮孔殘余嚴重;非金屬夾雜物超標。
2)管坯加熱不均、溫度過高或過低、加熱時間過長。
3)穿孔區域:頂頭磨損嚴重;穿孔機參數調整不當;穿孔輥老化等。
檢判:鋼管內表面不允許存在內折,管端內折應修磨或再切,修磨處壁厚實際值不得小於標准要求最小值;通長內折判廢。
2、內結疤
特徵:鋼管內表面呈現斑疤,一般不生根易剝落。
產生原因:
1)石墨潤滑劑中帶有雜質。
2)荒管後端鐵耳,被壓入鋼管內壁等。
檢判:鋼管內表面不允許存在,管端處應修磨及再切,修磨深度不應超標准要求負偏差,實際壁厚不得小於標准要求最小值;通長內結疤判廢。
3、翹皮
特徵:鋼管內表面呈現直線或斷續指甲狀翹起的小皮。多出現在毛管頭部,且易於剝落。
產生原因:
1)穿孔機調整參數不當。
2)頂頭粘鋼。
3)荒管內氧化鐵皮堆積等。
檢判:鋼管內表面允許存在無根易剝落(或在熱處理時可燒掉)的翹皮。對有根的翹皮應修磨或切除。
4、內直道
特徵:在鋼管內表面存在具有一定寬度和深度的直線形劃傷。
產生原因:
1)軋制溫度低,芯棒粘有金屬硬物。
2)石墨中含有雜質等。
檢判:
1)套管和普管允許深度不超過5%(壓力容器類最大深度0.4mm)的內直道存在。
慎獨超查德內直道應修磨、切除。
2)邊緣尖銳的內直道應修磨平滑。
5、內棱
特徵:在鋼管內表面存在具有一定寬度和深度的直線形凸起。
產生原因:芯棒磨損嚴重,修磨出不圓滑或過深等。
檢判:
1)套管、管線管允許存在高度不超過壁厚道8%,最大高度不超過0.8mm不影響通徑的內棱存在。超差應修修磨及再切。
2)普管、管線管允許存在高度不超過壁厚8%(最大高度為0.8mm)的內棱存在。超差應修磨及再切。
3)對L2級(即N5)探傷要求鋼管,內棱高度不得超過5%(最大高度為0.5mm)。超差應修磨及再切。
4)邊線尖銳的內棱應修磨平滑。
6、內鼓包
特徵:鋼管內表面呈現有規律的凸超且外表面沒有損傷。
產生原因:連軋輥修磨量過大或掉肉等。
檢判:按照內棱要求檢判。
7、拉凹
特徵:鋼管內表面呈現有規律或無規律地凹坑且外表面無損傷。
產生原因:
1)連軋調整不當,各架輥軋速不匹配。
2)管坯加熱不均勻或溫度過低。
3)軋制中心線偏離,鋼管與連軋後輥道碰撞產生等(註:此種原因2003.1提出,原理尚在探討)。
檢判:不超過壁厚負偏差,實際壁厚大於壁厚要求最小值的拉凹允許存在。超標的拉凹應切除。(註:拉凹嚴重發展即為拉裂,此種傷應嚴格檢驗)。
8、內螺紋(此缺陷只在機組產生)
特徵:鋼管內表面有螺旋狀痕跡,多出現在薄壁管內表面,有凹凸不平的明顯手感。
產生原因:
1)斜軋工藝的固有缺陷。在軋管機工藝參數調整不當時,這種缺陷更為突出。
2)變形量分配不合理,減壁量過大。
3)軋型輥型配置不當。
檢判:鋼管內螺紋缺陷深度不大於0.3mm,且在一定的公差范圍之內。
『肆』 不銹鋼鋼管產生裂紋的原因
原因:
第一,管子的硬度太高,含錳元素和碳元素過高,導致管子脆性較高。
第二:不銹鋼管的焊縫是在外面的
第三:不銹鋼管的拉伸性較低。
『伍』 大師們 請教一下我上傳的圖片上的不銹鋼無縫鋼管310S(0Cr25Ni20)是什麼情況造成的
從照片上看,由於你上道(22*3)時是正常的,出現這樣的情況就是冷軋時芯棒拉毛造成的內壁直道。
產生的原因:1.潤滑不好;
2.芯棒表面粗糙
『陸』 偏心怎麼產生的
原始偏心是由於工藝誤差造成的,受壓桿件的偏心則是除了原始偏心外,加上桿件本身受力後撓曲變形而引起的。
『柒』 我用彎管機彎27.5*2的304不銹鋼鋼管,R角大小為40,彎了後要扁,是什麼原因有知道的告訴下,謝謝!!
穿心沒做好,或者沒調好(太靠後了)
『捌』 熱軋無縫鋼管尾部偏心的主要原因是什麼
金屬材質內部不均勻或材料的脆化是導致脆性斷裂的直接原因。
脆性斷裂指構件未經明顯的變形而發生的斷裂。斷裂時材料幾乎沒有發生過塑性變形。如桿件脆斷時沒有明顯的伸長或彎曲,更無縮頸,容器破裂時沒有直徑的增大及壁厚的減薄,管道脆斷壁厚的減薄和截面變形。脆斷的構件常形成碎片。材料的脆性是引起構件脆斷的重要原因。
對於金屬材料來說,內部晶體結構改變導致的材料內部不均勻或材料的脆化,是導致脆斷的直接原因。製造質量、熱處理不當、使用溫度,機械疲勞、化學侵蝕等,都會內部晶體結構改變導致的材料內部不均勻或材料的脆化。
『玖』 造成不銹鋼管的焊接裂紋的原因有什麼
銹鋼焊管之所以出現開裂的情況主要有以下幾個原因造成的:
1、低劣的原材料鋼帶
不銹鋼鋼帶品質的好壞是決定不銹鋼焊管品質的基礎,根據含銅量的高低可分為低銅料、中銅料和高銅料,這樣生產出來的不銹鋼管材延展性的效果依次增強,同時價格也會隨之有所增加。因為市場上的不銹鋼管品牌眾多且同行互相壓價,利潤也越來越薄,所以有不良廠家選擇使用中頻爐料,其實就是使用不銹鋼廢品回收重新加工鍛造出的鋼帶,這種材料的雜質多、含碳量高、硬度高,所以在加工、使用時間久後容易出現開裂的情況。
2、不銹鋼鋼帶過硬
不銹鋼鋼帶在褪火時爐內溫度不夠,導致不銹鋼鋼帶過硬,那麼在焊接加工時,由於熱脹冷縮的原因,所以也是會出現斷裂現象。
3、過度打磨不銹鋼焊縫
不銹鋼焊管的焊縫出現開裂的話,也有可能是因為不銹鋼焊縫被過度打磨了,導致焊縫處太薄,所以在加工以及使用過程中出現開裂,這是屬於產品的品質問題,好的不銹鋼管廠家往往對自身的產品品質把控嚴格,有其相應的產品合格證書。
4、不銹鋼焊管焊縫未加氮氣
不銹鋼焊管如果在焊接時未加氮氣進行保護的話,那麼這種不銹鋼焊管也是容易出現生銹、管材開裂等問題,增加了氮氣,可以對不銹鋼焊管的內部焊道進行保護,更加徹底的不易開裂,也降低了不銹鋼焊管生銹的問題。
5、不銹鋼管焊口沒焊透
不銹鋼焊管在焊接時,如果開機速度過快,焊接時間過短,會導致焊口焊不透,所以也是會對不銹鋼焊管質量產生影響,導致不銹鋼焊管出現開裂的問題。