精密钢管自动轧管质量缺陷及其预防

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自动轧管机石油瑞士人斯蒂菲尔（R.C Stiefel）于1903年发明，1906年投入工业生产。其变形过程可以分为压扁变形、减径变形和减壁变形。自动轧管机目前趋于淘汰，欲了解详细信息请看书（128-139页），本文不再赘述。
5.2、        周期轧管质量缺陷及其预防
1884年Mannesman兄弟提出了用周期轧管机的设想，并于1891年获得专利，迄今已经有100多年的历史。周期轧管机是最古老的无缝钢管生产方法，因其锻、轧、挤相结合的变形方式，具有变形量大、轧制范围广、品种规格适应性强等特点，比较适合生产大直径合金厚壁无缝钢管。当前全世界仍有10套周期轧管机在生产。单一道次延伸系数可以达到10以上。其荒管质量的主要缺陷是：壁厚不均、内折、外折、内外结疤、内麻坑、凸包、竹节、轧破、表面裂纹和擦伤。
变形特点：在一个轧制孔型上完成锻轧、精轧等一系列变形过程，还要将送料机构将毛管送入孔型时能否顺利实现毛管的90°C翻转。其轧槽孔型纵界面曲线示意图，如书141页。由锻轧段、精轧段、终轧段、空轧段组成。空轧段属于非接触段，确保未经轧制的毛管和已经轧制的荒管不予轧辊接触，以便毛管顺利地在轧辊孔型中实现翻转和送进。工作段是轧管工作带，由锻轧段、精轧段、和终轧段组成。其中锻轧段承担主要的变形任务；精轧段的主要任务是锻轧段压缩过的毛管进一步均壁轧制，使荒管的壁厚精度达到尺寸的要求，精轧段的轧槽底部的半径是不变的。终轧段的作用是使轧件表面逐渐而平稳的脱开所轧制的荒管。各个段的具体尺寸如何取值请看书（142-145页）。
由于周期轧管机在生产大直径合金无缝钢管方面具有明显的优势，特别是适合小批量、多品种、多规格的钢管生产。针对该机组的产量低、钢的表面质量和壁厚精度差等突出问题，人们一直想设法对其进行改进和改造，主要包括以下诸方面的内容：
a)        采用连铸圆管坯作为周期轧管机的坯料，以提高钢管的表面质量；
b)        以斜轧穿孔机代替水压冲孔机和延伸机并取消盘式加热炉，以提高钢管的壁厚精度和表面质量；
c)        采用数控车床加工轧辊孔型，以提高孔型的加工精度以及机组的产量和质量；
d)        采用限动丝杆喂料装置和翻转角可调整的喂料器，以提高毛管喂入量和提高毛管翻转90°的准确性，保证毛管送进的准确和平稳，有利于荒管轧制过程的稳定性和荒管的壁厚精度；
e)        完善在线检测和辊缝压下控制系统，实施对管坯加热温度、钢管外径和壁厚精度的在线检测并实施闭环控制，以提高荒管的尺寸精度；
f)        研究轧辊新材料和堆焊轧辊，以提高其耐磨性和抗冲击性，有利于减少荒管的壁厚不均，提高荒管的表面质量；
g)        研究芯棒新材料，加强芯棒润滑，以有效提高芯棒的使用寿命及荒管的壁厚精度和表面质量；
h)        采用芯棒预装和预打头工艺实现毛管打头时轧制与喂入的同步，减少轧制断销，以提高轧机机组的产量和产品质量；
i)        改造周期轧管机后导槽，采用惰辊取代“U”形导槽，使用滚动摩擦代替滑动摩擦，以减少荒管的表面擦伤。
j)        采用大直径空心芯棒，以改善其冷却条件；
k)        优化孔型曲线，合理分配变形量，以减轻荒管的不均匀变形程度