无缝精密钢管标准
无缝精密钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。精密钢管具有中空截面,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。精密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。用精密钢管制造环形零件,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,目前已广泛用精密钢管来制造。精密钢管还是各种常规武器不可缺少的材料,枪管、炮筒等都要精密钢管来制造。精密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 ,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,绝大多数精密钢管是圆管。
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精密钢管。
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精密钢管无张力减径
在多机架的减径机中对空心荒管进行的不带芯棒、不带张力的连轧工序,目的是获得小直径的长管材,以扩大产品规格和提高机组生产能力。无张力减径机和纵轧定径机(见管材定径)相同,但减径机的机架数目多达15~22架。
减径机轧制空心荒管的过程如图1所示。管子喂入轧辊后与孔型侧壁abcd四点接触,之后产生压扁变形。压扁变形是指管子截面积不变化,仅形状由圆变为椭圆,属于塑性弯曲。到管子与孔型壁相接触时压扁停止,减径变形开始,直至管子离开变形区。无张力减径机每架变形量较小,一般延伸系数不超过1.03~1.055。轧制薄壁管时变形过大会产生轧折缺陷。(图2)
经无张力减径后管壁要增厚,减径前后的壁厚关系可用以下经验公式确定:
对于壁厚小于15mm的成品管
S0=S[1-0.0044(D0-D)]
对于壁厚大于15mm的成品管
S0=S-(D0-D)/14.9
式中D0、D分别为减径前后管子的直径;S0、S分别为减径前后的壁厚。用上式求出的壁厚变化值含有平均值的意义,因为实际壁厚变化沿孔型周边的分布是不均匀的,如图3所示。由图3可见,增厚值以辊缝处(Ⅲ一Ⅲ截面) ,孔型顶部(I—I截面)小,在45。方向(Ⅱ一Ⅱ截面)次之。由于减径机为连轧机,成品管终的壁增厚由各架累积而成,累积后壁厚分布是45。方向处壁厚小。(见图4)
超薄壁精密钢管生产
超薄壁管是指直径与壁厚之比在100以上的管材。超薄壁管主要用作弹性元件波纹管的坯料或换热管坯料等。它的生产方法有冷轧、冷拔和旋压等方法。轧制法一般生产率较高,尺寸精度高,表面质量好,广为采用。
1954年苏联研制的多辊式冷轧管机适于轧制超薄壁管,在这种轧机上,可以轧制小壁厚0.03mm的管材。
在多辊冷轧管机上轧制超薄壁管的关键有3点:
(1)减径量不能过大,LD-30一般小于1mm,LD-15小于0.5mm;
(2)轧辊开口角不能过大,否则会出现轧出的管子呈竹节状;如果开口角过小,会出现棱面,影响管子精度;
(3)轧制成品道次管材不能过硬,即在成品前道次应该退火。
用冷拔管法生产超薄壁管时,一般均采用超声波振动(见超声波振动拔管),无超声波振动拔管生产的管子直径与壁厚之比不超过50,而带超声波振动时可达500。