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二手高频直缝焊管设备的焊管管坯四大类(3)

二手高频直缝焊管设备的焊管管坯四大类(3)

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  • 发布时间:2023-08-05 11:30
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【概要描述】焊管管坯是二手高频直缝焊管设备制作焊管的原材料,它的力学性能与化学成分对焊管质量影响深远,其宽度更是决定焊缝强度的第一要素。我们通常所说的焊管管坯宽度合适,是指既定厚度的宽度;宽度的确定受多种因素制约。

二手高频直缝焊管设备的焊管管坯四大类(3)

【概要描述】焊管管坯是二手高频直缝焊管设备制作焊管的原材料,它的力学性能与化学成分对焊管质量影响深远,其宽度更是决定焊缝强度的第一要素。我们通常所说的焊管管坯宽度合适,是指既定厚度的宽度;宽度的确定受多种因素制约。

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焊管管坯是二手高频直缝焊管设备制作焊管的原材料,它的力学性能与化学成分对焊管质量影响深远,其宽度更是决定焊缝强度的第一要素。我们通常所说的焊管管坯宽度合适,是指既定厚度的宽度;宽度的确定受多种因素制约。

 

本篇探讨了多种管坯宽度计算方法,指出各种计算方法的共性与差异及其适用条件。同时,将焊管管坯存在的缺陷分为显性和隐性两大类,并剖析管坯缺陷对焊管生产的不利影响。

 

焊管坯的分类:

二手高频直缝焊管设备焊管坯可按钢种、轧制管坯时的温度、焊管坯来源的宽度和焊管坯边缘状态等分为四大类。下面为大家介绍按焊管坯来源的宽度分类的焊管坯。

 

按焊管坯来源的宽度分类

焊管坯的原料以宽度为标志分窄带、中宽带和宽带三种,参见表4

 

二手高频焊管设备的焊管管坯四大类(3)

 

窄带焊管坯

窄带焊管坯分两种:一种是根据焊管规格的需要,将钢锭热轧成特定宽度(≤400mm)和特定厚度的热轧不切边焊管坯,直接用于焊管制作,如小直径水煤气管用焊管坯。另一种是根据轧制焊管(φ×t)需要的宽度,选用宽度400mm以下厚度为t的窄钢带在纵剪机上剪切成相应宽度的焊管坯,用于焊管生产。

 

中宽带和宽带焊管坯

来源于中宽带和宽带的焊管坯,基本上都需要经过纵剪分条,剪切成宽度符合焊管生产要求的管坯;当然,也有冷、热之分。

对焊管坯的来源按宽度进行分类,有利于我们更深入的了解焊管品质,有利于从原材料的角度保证焊管品质。一般来说,窄带的质量缺陷总是比中宽带多,中宽带的质量缺陷又比宽带多。从实际使用情况和口碑论证来看,宽板的综合质量更让人放心。

 

确定焊管坯宽度的基本原理

确定焊管坯宽度的基本思路是,要制造出符合最终要求的焊管,在假定厚度不变的前提下,需要考虑管坯在成型过程中的变窄量、焊接时转化为内外毛刺的消耗量以及为定径过程中焊管直径减小而预留的消耗量等,这样,要给予的管坯宽度必然要大于成品管所需要的宽度。

 

整形中的管坯宽度消耗分析

根据焊管生产工艺和整形原理,要得到中性层直径为D的成品管,就需要用大于中性层直径的待整形焊管D’以供整形过程中消耗之需,这样,被整形“消耗”掉的管坯宽度就等于(D’-D)π。及定径余量。

 

挤压焊接时的管坯消耗分析

待定径焊管来源于对待焊管筒的挤压与焊接,由金属挤压焊接(锻焊)原理易知,在这个过程中,必然会有部分金属被挤出。被挤出的这部分金属,在尚未收到挤压焊接前被称为焊接余量,这部分余量是专门为挤压焊接而预备的。当待焊管坯受到挤压焊接后,一方面,管子周长在20~40MPa挤压力的作用下会缩短;另一方面,会有部分熔融金属被挤出,这部分被挤出的金属附着在焊缝内外壁,它们在焊管工艺中被称之为内毛刺和外毛刺。显然,就体积而言,如果加上焊接过程中飞溅掉的金属颗粒,那么,内毛刺、外毛刺、飞溅掉的金属颗粒加上周向收缩的体积,理论上应该恰好等于焊接余量。那么,焊接余量的宽度表达公式如下:

 

二手高频直缝焊管设备的焊管管坯四大类(3)

 

或者说,内外毛刺和飞溅掉的金属颗粒是焊管坯部分宽度的显性转化状态;而周向压缩的隐形消耗则常常被忽视,但是这部分消耗是最重要的。需要机组设计人员和调整工高度重视。

 

影响焊管坯宽度的因素

影响焊管工艺消耗量的因素主要有材料、机型、孔型、工艺、操作等五个方面。

 

材料因素

材料因素主要有宽度公差与厚度公差、强度与硬度、切边与不切边。

宽度公差对管坯宽度的影响是不言而喻的。仅以焊管外径为例,当它的单向公差每超过1mm,根据管坯计算公式,就会对焊管外径产生约0.3mm的影响。

厚度公差对管坯宽度的影响,主要表现在厚度是可以“转化”为宽度的。

 

强度与硬度对管坯宽度的影响

根据金属材料的力学性能,可以说强度与硬度是一对孪生兄弟,当强度高时,通常硬度也高。强度和硬度是反映材料抵抗弹塑性变形能力的重要指标,反映到管坯宽度上,在焊管成型、焊接和定径过程中,管坯在轧辊孔型成型力和由其产生的纵向张应力共同作用下,管坯周长会或多或少地减少。强度高的管坯周长减小得少,需要的工艺余量就少;强度低的管坯周长减小的多,需要的工艺余量就多。因此,生产同样规格的焊管,高强度管坯宽度应该比低强度管坯宽度给得窄一些,反过来就要给得宽一些;尤其对那些特软管坯或超硬管坯,在确定管坯宽度时,必须考虑该因素,否则,将增加这类管的生产难度,甚至无法生产出外径合格、表面合格的焊管。

 

切边与不切边对管坯宽度的影响

现今焊管生产不切边管坯较少,不做赘述。

 

焊管机组因素

以调整精度为例,小型机组的调整精度通常高于大中型机组,如标准规定:在32机组上生产φ25mm的焊管,管子外径最高精度为±0.1mm;用114机组生产φ114mm焊管,最高精度是±0.57mm。仅此各自允许的管坯宽度公差带分别为±0.35mm与±1.79mm。所以说,一般情况下,机组大,对管坯宽度的要求不那么严;相反,机组小,对管坯宽度的要求必须高。

 

悬臂机与龙门机

焊管机组平辊轴的约束方式大体有悬臂机与龙门式两种,机组施力方式和焊管受力方式因之存在较大差异。

悬臂式机组的轧制力在约束点一侧,轧辊受力后,约束侧就存在绕支点旋转的趋势,受力越大,旋转的可能性和幅度就越大,并引起受力侧不稳定,进而影响焊管精度。这一特性要求给予的管坯宽度要比龙门式的窄一点。

而龙门式机组的受力,其施力点在两约束点的中间,不存在旋转趋势,结构稳定,遇强则强。因此,龙门式机组所用管坯宽度可适当宽一点,宽出的部分可在闭口孔型段,焊接段和定径段以纵向延伸和周向收缩的形式消耗掉,一般不会对焊管精度产生过大影响。

 

机组样式

布辊方式、是否带立辊组、传统牌坊还是万能牌坊以及采用的是二辊挤压方式还是三辊或多辊挤压等,都对确定管坯宽度有影响。以挤压辊为例,立式二辊挤压辊施加到管坯上的名义挤压力一般三辊的大,而焊接边缘实际接收到的挤压力却不一定大。前者容易将管坯周长挤短,即需要的焊接余量多。在计算管坯宽度时,就要宽一点。

 

孔型因素

孔型R大小

如果整套轧辊孔型,特别是从闭口孔型往后的孔型R普遍设计偏小,那么即使是较宽的管坯进入孔型后,偏小的孔型也会迫使管坯周向产生较大压缩;反过来,如果轧辊孔型R偏大,遇到同样宽度的管坯进入后,孔型对管坯产生的周向压缩便少,即便是较窄的管坯也显现不出其窄。

 

成型方式

成型方式不同,对管坯宽度要求不同。比较圆周变形与边缘变形,前者需要的成型余量比后者大。这是因为:根据变形原理,变形管坯边部、约等于管坯全宽¼弧段上的半径R,在进入闭口孔型前,圆周变形法的量最小只能变到成品管半径的2倍,而边缘变形法的管坯边缘半径却可以变形到成品管半径、甚至小于成品管半径。这样,在后续变形中,为了将圆周变形法的管坯边缘变到成品管半径,必然要借助小于管坯边缘的闭口孔型对管坯边部施以较大的径向和周向轧制力。大轧制力在促使管坯边部半径变小的同时,管坯周长亦在导向环和孔型的共同作用下大幅压缩(相对于边缘变形);而由于边缘变形法所得的管坯边缘与闭口孔型的半径相差无几,管坯在闭口孔型中只受较小的径向和周向轧制力轧制,故管坯周长缩短极小,因此两种成型方式对管坯宽度的要求不一样。

 

操作因素

受焊管调试工技术、经验及责任心等影响,调试操作过程中可能会导致管坯宽度表现为异常窄或异常宽,甚至会误导设计人员,误以为设计的管坯宽度不恰当。比较典型的案例是:在成型闭口孔型阶段和焊接挤压阶段施加的成型力与挤压力若过大,将导致设计的成型余量和焊接余量不够用,进而挤占部分定径余量,出现定径余量偏小不够用或没有定径余量的假象。

 

由此可见,影响管坯宽度给定的因素较多,需综合考虑。

 

以上是关于二手高频直缝焊管设备的焊管管坯其中一类“焊管坯来源的宽度”,从焊管坯来源的宽度可分为窄带焊管坯、中宽带和宽带焊管坯。以及影响焊管工艺消耗量的因素主要有材料、机型、孔型、工艺、操作等五个方面。

 

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