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简述无缝钢管是怎么样生产的和在历史推动下的发展走势

发布时间:2022-05-23

  一种由整个金属片组成,表面无接缝的钢管称为无缝钢管。热连轧管按生产方式分为无缝管。冷轧管。冷拔管。挤压管。顶管等。无缝钢管按截面形状分为圆型和异型型,异形管为方形。椭圆形。三角形。六角形。瓜形。星形。翅管形状多样。直径最高可达650毫米,最小直径0.3毫米。根据用途可分为厚壁管和薄壁管。主要用于石油地质钻探管、石化裂化管、锅炉管、承压管、汽车、拖拉机等。


  中国无缝钢管从无到有,从小到大,历经艰辛。


  无论是生产飞机。轮船。火车。汽车。锅炉。电站,还是石油。汽轮机。发电厂或石油。汽轮机。输汽。输水,或开采矿藏中的石油。输送石油。输水,或开采矿藏用于地质钻探,任何地方都需要它。可说,如果离开无缝钢管,许多如石油。化工。钢铁。机械。军工。航空航天等工业的发展将无所不用。


  一九四九年建国初期,我国还无法生产无缝钢管。那时只有上海一小块钢管改造设备,但由于缺少热穿孔机,无法用圆钢制无缝钢管,也不能从国外进口,只能将旧的无缝钢管改造成其他规格的无缝钢管。(注:虽然在新中国建立前,1935年日本侵略者在东北的鞍山建造了一套生产直径70-150毫米的热轧无缝钢管,但日本在1945年投降后,其全部设备均被苏联拆除。运到原苏联现乌克兰乌拉尔第一钢管厂。因此,新中国建立后,我们国家还不能生产无缝管)新中国成立后,经过三年的经济复苏和国民经济第一个五年计划的实施,中国经济将走上工业化的道路。因为西方敌国对新中国实施经济封锁和封锁,在国内无法进行生产的情况下,依靠断绝进口的无缝钢管来源,给经济复苏和国防工业造成严重冲击。


  图示一九五二年秋鞍山钢厂列入一五规划。


  1953年12月26日,几乎所有工人都提前来到北方鞍山鞍钢无缝钢管厂,紧张而兴奋。今天,中国冶金史揭开了新的一页。在2点30分,操作者在操纵台上开始工作。一锭红色的坯料,从高温加热炉中滚出,钻过穿孔。热气腾腾的钢管头缓缓露出,在场的人无不欢呼,新中国第一根无缝钢管诞生了。


  鞍钢无缝钢管厂原设计生产规格为φ57-140mm、4-20mm、4-12m厚壁厚、4-12m长;投产后三年(1956年6.6万吨)超过设计7%。


  它的投产,结束了鞍钢无缝钢管在我国的历史。从工厂破土动工到第一台无缝钢管的生产,短短一年零三个月就完成了。在投入生产的第二年(1954年)中,锅炉管、地质管、油管、不锈钢管相继试轧出来。成功轧制二辊斜轧不锈钢管是我国无缝钢管生产史上的一大盛事,在我国未来不锈钢管的生产中发挥了主导作用。


  一九五八年三月八日,永鑫五金制造厂在我国南部——上海永鑫无缝钢管厂改称为上海,随后又改作上海异型钢管厂的技术员与工人们一起,根据无缝铜管生产经验,国内首次Φ76mm轧机研制成功,结束了上海冷拔无缝钢管长时间不能自供毛坯的历史。公司为国内第二家能生产热连轧管(冷拔)的无缝钢管厂。现已发展成为品种最全、规格最多的异型钢管厂。


  随后,上海冷拔钢管厂(上钢五厂)也在总结改进的基础上,创造了二辊斜轧穿孔加黄油石灰冷拔的新工艺。不锈钢管在国内对二辊斜轧穿孔工艺生产的研究。


  有了这台打孔机设备及工艺的改进,尤其在毛管壁厚减薄时,管壁厚不均,内外表面质量的改善及穿孔后在线打头等,它是一种在穿孔器上穿制毛管后立即打头,再直接冷拔制的冷拔无缝钢管,即穿孔-冷拔无缝钢管生产线。


  这条简单易行的生产线,在我国当时极缺乏小径无缝钢管的情况下,迅速发展成一种较为通用的无缝钢管生产工艺。在我国特殊情况下,这当然也是一种“少投入、快产出、浪费资源”的生产工艺。


  低投入:投资比建造可生产相同规格热轧成品管的整套设备;产量快:比建造一套可生产相同规格热轧成品管的设备。装置简单。数量少。重量轻,易于操作。达产快;浪费资源:比生产同一规格热轧成品管所需资源更多。能量与人力。此后,又以无坯料管、无无缝钢管厂和无缝钢管厂为自给自足的冷拔钢管厂和无缝钢管厂,先后建成并投入生产了一批Φ50.60.76mm穿孔机-冷拔管生产线。


  随后,由于技术的发展和市场的推动,进一步向大直径无缝钢管的生产发展,衡阳钢管厂、昆明无缝钢管厂、广钢无缝钢管厂、长治钢铁公司、洪都钢铁厂、天津无缝钢管厂(φ76mm)、天津钢铁厂(φ90mm)、长城特钢、抚顺钢铁公司西宁钢铁厂、上海第一钢铁厂(φ100mm)及包钢无缝钢管厂(Φ400mm)自动轧管机。


  1958年,在中国西南主轧管件(φ133mm顶管机组和φ216.318mm周期轧管)在中国自行设计。建设独立、完善、专业的大型无缝钢管厂-成都无缝钢管厂-成都无缝钢管厂、地质部(含地质部)等产品。


  国内首家特殊钢无缝钢管制造厂诞生。


  一九五九年上海冷拔钢管厂建成并投入生产,现已建成Φ76mm穿孔机组及与之配套的冷拉管生产线。投产后不久,被纳入上钢五厂,成为生产合金、不锈无缝钢管的特钢企业。一九六○年,该厂在Φ76毫米的冲孔机上成功地生产了冷拔18-8(304)不锈钢毛管。它是国内第一家特种钢铁厂无缝钢管厂,是我国军品冷拔管的主要生产厂家之一。


  国内自行开发的冷轧-冷拔管生产线投产。


  1961年,上海钢铁研究所建成并投入试生产,并投入试生产。1961年建成第一台SG32-1型三辊冷轧管机组,1961年建成投入使用化的冷轧-冷拔生产线。


  国内无缝钢管的发展历程是:从1953年的3000吨发展到1982年的101万吨,共享29年,比英国(43万吨)和法国(66万吨)多。二十九年中,我们国家有五十八年的大跃进,有三年的自然灾害,有十年的文化大革命,有很多灾民。


  20世纪70年代、80年代和90年代,由于国家经济政策的灵活性和开放性,随着国家重点企业实施员工退休政策,大量熟练的老工人和技术人员离开国有工厂;此外,当时市场上缺乏无缝钢管,尤其是不锈钢无缝钢管,利润巨大。为一些个人或集体开设无缝钢管厂创造了有利条件。


  在南方,特别是在江苏和浙江省,大量的无缝钢管厂已经建成,这可能被称为车间。有些只有一台简单的穿孔机和1-2台简单的拉拔机;有些只有1-2台简单的拉拔机。当然,经过市场筛选和淘汰,这些工厂中的一些确实建立了大型企业集团,如无缝钢管厂或不锈钢管厂。


  其中:


  20世纪70年代,山东北墅钢管厂和无锡通达不锈钢管厂建成投产φ76mm自动轧管机组,河南孟县无缝钢管厂建成投产φ50mm穿孔机。


  在1980年代,常熟远东钢管厂、宁波不锈钢管厂建成并投入使用φ76mm自动轧管机组;湖州九里不锈钢管厂、江苏通州钢管厂、靖江不锈钢管厂、张家港不锈钢管厂、福建三明不锈钢管厂建成投产。


  1990年代,黄石宝陆钢厂建成并投入生产φ100mm自动轧管机组,山东省青州市钢无缝管厂建成并投入生产,国产φ140mm热轧管机组建成投产。


  温州:丰业集团、青山特钢、华迪钢管、永上不锈钢等。建成投产φ100mm冷拔钢管生产线;巨星特钢、天宝特钢、江南钢管、华东钢管、丰源钢管等。


  我国无缝钢管生产的发展进入了黄金时期,随着全国无缝钢管厂的建成,从1982年起年平均年增长率8.9%,到1997年产量361万吨,达世界第一。一九九二年的产量为265万吨,超过日本(233万吨);1994年达到304万吨,超过俄罗斯(281万吨),成为全球第一大生产国。


  沿其截面周围无接缝钢管。根据生产方法的不同,可分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管等。所用材料为普通优质碳素结构钢(Q215-A~Q275-A、10~50)及低合金钢(09MnV.16Mn等)。)。合金钢。不锈钢耐酸钢等。根据用途,可分为两类:一般用途(输水、气管、结构件、机械零件)和专用(锅炉、地质勘探、轴承、耐酸等。


  无缝钢管应用广泛。常用的无缝钢管是采用普通碳素结构钢、低合金结构钢或合金钢轧制,其产量最高,主要用于输送流体的管道和结构部件……2.根据不同的用途分为三类:a。按化学成分和力学性质确定;根据机械性能;c。根据水压试验。根据a.b类提供的钢管,如果用于承受液压,也应进行水压试验。3.专用无缝管包括锅炉无缝管、化工电力、地质无缝钢管和石油无缝管。


  无缝管是一种广泛用于输送石油、天然气、天然气、水及某些固体物质的管道,其截面为空心管。钢管是一种具有同等弯曲扭转强度和重量轻的实心钢,其性能优于圆形钢。


  该产品广泛应用于石油钻杆、汽车传动轴、自行车架、钢脚手架等结件和机械零件的制造,可以提高材料利用率,简化制造工艺,节约材料和加工时间。钢管已广泛用于制造。


  生产工艺


  ①热轧无缝钢管的主要生产工艺(△主要检验工艺):


  管坯准备检查△→管坯加热→穿孔→轧管→钢管再加热→固定(减)径→热处理△→成品管矫直→精细→检验△(无损、理化、台检)→入库。


  ②冷轧无缝钢管主要生产工艺:


  毛坯准备好→酸洗润滑→冷轧(拔)→热处理→矫直→精整→检查。


  普通无缝钢管的生产工艺可以分为冷拔和热轧。冷连轧管的生产工艺一般比热轧复杂。钢管坯料应该是连续三辊轧制,挤压后定径。如果表面没有响应裂纹,圆管应通过切割机切割,并切割成长度约1米的坯料。然后进入退火过程。退火应用酸性液体酸洗。酸洗时,注意表面是否有大量气泡。如果有大量气泡,说明钢管质量不符合相应标准。外观上,冷轧无缝钢管比热轧无缝钢管短。冷轧制无缝钢管的壁厚一般要小于热轧无缝钢管,但表面看上去要比厚壁无缝钢管要亮,表面不太粗糙,直径较小毛刺。


  热轧无缝钢管的交货状态一般为热轧状态,经热处理后交货。热轧无缝钢管经质量检验后,应由工作人员严格手工选择。品质检查后,表面要涂油,然后多次冷拉试验。热轧处理后,应进行穿孔试验。如果穿孔直径扩大过大,应进行矫直和矫正。矫直后,将传送装置传送至探伤机进行探伤试验,最后贴上标签。确定了规格,把它放到仓库。


  圆管坯料→加热→穿孔→三辊斜轧。连续轧制或挤出→脱管→定直径(或减径)→冷却→矫直→水压(或探伤)→打标→储存无缝钢管由钢锭或实心管坯穿孔,再进行热轧、冷轧或冷拨。外径*壁厚mm表示无缝钢管的规格。


  热轧无缝管的外径一般在32mm以上,壁厚2.5-200mm,冷轧无缝钢管的外径可以达到6mm、壁厚0.25mm、壁厚不超过0.25mm、壁厚不超过0.25mm。


  无缝钢管一般采用10.20.30.35.45等优质碳结钢16mn.5mnv等低合金结构钢或40cr.30crmnsi.45mn2.40mnb等。流体输送管道主要采用10.20等低碳钢制成的无缝管道。40Cr等中碳钢无缝钢管是用来制造汽车、拖拉机和其它受力构件和其他机械零件的。无缝管通常用来保证强度和压扁试验。热连轧管通过热轧或热处理方式进行交货,冷轧通过热处理交货。


  热轧,顾名思义,轧件温度高,变形抗力小,变形量大。作为一种板卷,铸坯的厚度一般在230mm左右,经过粗轧和精轧后,最终厚度为1~20mm。与此同时,由于板厚比小,尺寸精度要求比较低,不容易产生板形问题,主要是控制板形。对组织有要求的,一般是通过控轧控冷,即控制精轧开轧温度。最终轧制温度。圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→油膜(镀铜)→多次冷拔(冷轧)→坯管→热→矫直→水压试验(探伤)→标记→打水→打水→打样。


  机械性能指标。


  钢种的化学成分和热处理制度决定着其力学性能,它是保证钢材最终使用性能(机械性能)的重要指标。根据钢管标准,拉伸性能(拉伸强度、屈服强度或屈服点、伸长率)、硬度、韧性指标、用户要求的高低温性能等。


  ①拉伸强度(σb)


  在拉伸过程中,试件在拉伸过程中受到的最大拉力(FB)除以试件原横截面积(SO)获得的应力(╯)、单位N/mm2(MPa)单位N/mm2(MPa)。这是指金属材料受拉力破坏的最大抗拉能力。


  ②屈服点(σs)


  有屈服点的金属材料,当试件拉伸时,其作用力不会增加(保持不变),但仍可持续延伸,称为屈服点。当压力下降时,就应该区分上下屈服点。以N/mm2(MPa)为单位。


  屈服点(σsu):试件屈服点(σsu):试件屈服之前所受的最大应力;屈服点(σsl):将初始瞬时效应排除在屈服阶段。


  下述屈服点计算公式:


  公式中:Fs--试件在拉伸时屈服力(常数),N(牛顿)So--试样最初横截面积,mm2。


  ③断后延伸率(σ)


  通过拉力试验,断开试样,断开标距所增加的长度与原始标距长度的百分比,称为延伸率。用θ表示,单位是%。结果是:σ=(L)/L0*100%在公式中:Lh--试样的标距长度,mm;L0--试样最初标距长度,mm。


  ④截面收缩率(ε)


  通过拉力试验,断开试样,断开缩径部位横切面积与原横截面积的百分比,称为截面收缩率。用ε表示,单位是%。这些计算公式如下:


  计算式为:S0--试件初始横截面积,mm2;S1--试样拉伸后缩径的最小横截面,mm2。


  ⑤硬度指标


  金属物抵抗硬物下沉的能力,叫做硬度。按测试方法和应用范围的不同,硬度又可以分为布氏硬度。洛氏硬度。维氏硬度。肖氏硬度。显微硬度及高温硬度等。通常所用的管道都是布氏。洛氏硬度。维氏硬度三种。


  A.布氏硬度(HB)


  试验压力(F)时,以一定直径的钢球或硬质合金球体按规定的压力(F)向表面施加压力,然后卸下试验压力,并测量试样表面压痕直径。在测试压力作用下,布氏硬度值是用压痕球表面积除以试验得到的商。单位为N/mm2(MPa),HBS(钢球)。


  它的计算公式是:


  计算式:F-在金属样品表面压入的试验压力;N;D--试验钢球径mm;d--平均压痕径,mm。


  布氏硬度的测量更准确、更可靠,而普通HBS只适用于450N/mm2(MPa)以下的金属材料,不适用于硬钢和薄板。管道标准中,布氏硬度应用最广泛,常常用其硬度值d来表示其硬度,这既直观又方便。


  例如:120HBS10/1000/30:这是120N/mm2(9.807KN)、120N/mm2(9.807KN)和120N/mm2钢球(9.807KN)。


  无缝管质量要求。


  ㈠质量要求。


  ①钢的化学成分:钢的化学成分是影响其性能的最主要因素之一,同时也是确定轧管及钢管热处理工艺参数的主要依据。


  合金元素:按用途有意添加。


  剩余元素:引入炼钢,进行适当的控制。


  c.有害元素:严格管制(As.Sn.Sb.Bi.Pb),气体(N.H.O)炉外电渣熔炼或电渣重熔:提高钢中化学成分的均匀性和纯化程度,减少管坯中非金属夹杂,改善其分布形态。


  ②钢管的几何尺寸精度及形状。


  a.钢管外径的精度:取决于定(减)径法。设备的操作。工艺制度等。


  允许外径偏差δ=(D-Di)/Di×100%D:最大或最小外径mm。


  名义外径mm。


  管坯壁厚精度:管坯加热质量、各变形工序的工艺设计参数和调节参数、刀具质量、润滑质量等。


  壁厚允许偏差:(S-Si)/Si×100%S:截面上最大或最小壁厚。


  Si:壁厚的名义值。


  钢管椭圆形度:表示钢管不圆的程度。


  d.钢管长度:标准长度。定(倍)尺长。长度允许偏差。


  e.钢管弯曲度:表示钢管弯曲度:每米钢管长度的弯曲程度。整个钢管的弯曲度。


  f.钢管端面的切斜度:表示钢管端面与钢管截面积成正比。


  g.钢管端面坡口角和钝边。


  5.钢管表面质量:对表面的要求。


  a.危险缺陷:裂缝。内折。外折。轧裂。脱层。结疤。拉凹。凸包等。


  b.一般缺陷:凹陷。青丝。划痕。触痕。轻微的内。外直道。滚轮印刷等。


  产生原因:


  ①由管坯表面或内表面缺陷引起的。


  ②由于轧制工艺参数设计不当、模具表面不光滑、润滑不良、孔型设计和调整不当等原因造成的。


  ③在热轧、热处理热轧、热处理、矫直过程中,由于加热温度控制不当、变形不均匀、加热冷却速度不合理或矫直变形过大,钢管表面有裂纹的可能性很大。


  6.钢管的物理化学性质:温度下的机械性能。高温机械性能。低温性能。耐腐蚀。钢质的化学成分、组织结构、钢的洁净度、钢管的热处理方法等都是影响其理化性能的重要因素。


  7.钢管的工艺特性:扁平、扩口、折弯、焊接等。


  8.钢管金相组织:低倍组织(宏观)、高倍组织(微观)M.B.P.F.A.S。


  9.钢管的特殊要求:合同附件。技术性协议


  (二)无缝钢管质量检验方法:


  1.化学成分分析:


  化学法。仪器分析法(IRC-S仪。直读光谱分析仪)。


  ①IRC-S仪:分析铁合金、炼钢原料、钢中C.S元素。


  ②直接阅读分光计:C.Si.Mn.P.Si.A1.W.V.Ti.B.Pb.Pb.Pb.Pi.Ni.A1.Ni.Sb.Pb.Bi。


  ③N-0计:气量测定N.O。


  2.钢管的几何尺寸和外形检验:


  ①管壁厚度检查:千分尺。两端不少于8点的超声波测厚仪并记录。


  ②钢管外径。椭圆度检验:卡规。游标卡尺。环规,测得最大点。


  ③管道长度检验:钢尺。人工。自动长度测量。


  ④管道弯度检验:直尺(1m)。塞尺。细线法测量每米弯曲度,全长度弯曲。


  ⑤钢管端面坡口角及钝边检验:角尺。夹板。


  3.钢管表面质量检验:100%


  ①人造肉眼检验:照明状况。标准。经验。标志。钢管转动。


  ②非破坏性检验:


  a.UT超声检测:


  对各种材料表面均匀性和内部裂纹缺陷较为敏感。


  标准品:GB/T5777-1996等级:C5级。


  b.涡流探测电子管:(电磁感应)


  多为点状(孔形)缺陷。规范GB/T7735-2004。


  级别:B级


  c.磁粉探伤和漏磁检测:


  磁探伤,适用于铁磁材料表面及近表面缺陷检测。


  GB/T12606-1999级:C4级。


  d.电磁超声检查:


  无需耦合介质,可用于高温、高速、粗燥的钢管表面检测。


  e.渗透检测:


  荧光剂。检测钢管表面缺陷。


  4.钢管的理化检验:


  ①抗拉试验:测量应力与变形,测定材料强度(YS.TS)和塑性指数(A.Z)纵切面、横切试样管段。弧形试件(Φ12.5)


  小直径。薄壁大径。厚壁定标距


  注:GB/T1760样品的断后延伸率与样品尺寸有关。


  ②冲击试验:CVN.缺口C型。V型。功J/cm2。


  5×10×55(mm)标准样品(mm)5×10×55(mm)③硬度测试:HRC.HB,布氏硬度HRC.HV,VHV等。


  ④液压测试:压力测试。稳压时间。p=2Sδ/D。


  5.钢管工艺性能检查程序:


  ①压平试验:圆形样品C形(S/D>0.15)H=(1+2)S/(d+S/D)L=40~100mm的单位长度变形系数=0.07~0.08。


  ②环拉试验:L=15mm为合格。


  ③扩口、卷边试验:顶心锥为30°。40°。60°。


  ④抗弯试验:可替代扁平试验(对于大直径管)6.钢管的金相分析:


  ①高倍率(微观分析):100xGB/T10561非金属夹杂物的粒度:等级。级差。


  公司地址:M.B.S.T.P.A-S。


  脱碳涂层:内部。


  分级:A类-硫B类-氧化物C类-硅酸盐D-球状氧化。


  ②低倍率测试(宏观分析):肉眼,10x以下。


  a.酸蚀检验方法。


  b.硫印检查法(管坯检查,表明组织和缺陷,如松散。偏析。皮下气泡。翻皮。白点。夹杂等)。


  塔形发纹检验方法:检验发纹量、长度和分布。


  ㈢中国现行无缝钢管标准:


  1.现行无缝钢管标准:


  共涉及47项:GB25项,HB3项,19项特殊用途;基础2项产品45项。


  2.通用标准:


  ①GB/T2102钢管验收。包装。标记及质量证书。


  ②GB/T17395无缝钢管尺寸。外型重量和允许偏差。


  ③GB5310高压锅炉用无缝管。


  ④GB9948石油裂化用无缝管。


  ⑤GB6479高压化肥设备的无缝管。


  ⑥GB18248气瓶用无缝钢管。


  ③GB/T8162结构用无缝管。


  GB/T8163流体设备用无缝管。


  GB/T3639精密无缝钢管生产标准。


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