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通冶:无缝钢管穿孔机

文章出处:聊城市通冶钢铁有限公司 发表时间:2019-07-05【
    20G:是GB5310-95的列标钢号(国外对应牌号:德国的st45.8、日本的STB42、美国的SA106B),为常用的高压锅炉钢管用钢,化学成分和力学性能与20板材基本相同。该钢有一定的常温和中高温强度,含碳量较低,有较佳的塑性和韧性,其冷热成型和焊接性能良好。其主要用于制造高压和更高参数的锅炉管件,低温段的过热器、再热器,省煤器及水冷壁等;如小口径管做壁温≤500℃的受热面管子、以及水冷壁管、省煤器管等,大口径管做壁温≤450℃的蒸汽管道、集箱(省煤器、水冷壁、低温过热器和再热器联箱),介质温度≤450℃的管路附件等。由于碳钢在450℃以上长期运行将产生石墨化,因此作为受热面管子的长期高使用温度好限制到450℃以下。该钢在这一温度范围,其强度能满足过热器和蒸汽管道的要求、且具有良好的抗氧化性能,塑性韧性、焊接性能等冷热加工性能均很好,应用较广。此钢在伊朗炉(指单台)上所使用的部位为下水引入管(数量为28吨)、汽水引入管(20吨)、蒸汽连接管(26吨)、省煤器集箱(8吨)、减温水系统(5吨),其余作为扁钢、吊杆材料使用(约86吨)。
(25MnG):是ASME SA-210标准中的钢号,是锅炉和过热器用碳锰钢小口径无缝钢管常用钢,珠光体型热强钢。我国于1995年将其移植到GB5310,定名为25MnG。其化学成分简单,除碳、锰含量较高外,其余与20G相近,故其屈服强度较20G高约20%左右,而塑、韧性则与20G相当。该钢的生产工艺简单,冷热加工性能好。用其代替20G,可以减薄壁厚,降低材料用量,还可以改善锅炉的传热状况。其使用部位和使用温度与20G基本相同,主要用于工作温度低于500℃的水冷壁、省煤器、低温过热器等部件。
1.  穿孔的发展过程是什么?
在无缝钢管生产过程中,穿孔工艺被广泛应用而且是非常经济的。1886年德国的曼内斯曼兄弟申请了用斜辊穿孔机生产管状断面产品的专利。专利中描述了金属变形时内部力的作用和使用两个或多个呈锥形的轧辊进行穿孔,因此被称作曼内斯曼穿孔过程。
由R.C 斯蒂菲尔发明的导板使得穿孔后的毛管长度得到增加。后来S.狄舍尔发明了导盘,使穿孔效率得到更大提高。在1981年出现了双支撑的锥形辊穿孔机(单支撑的锥形辊穿孔机由R.C 斯蒂菲尔发明于1899年发明),它比以前的穿孔机在金属的变形上有明显的改进。
德国和美国在20世纪上半叶将穿孔进行了很大改进, 后半叶德国、和日本又将穿孔机向前推进了一步,近一段时间中国也取得了很大成绩。
当今无缝钢管生产中穿孔工艺更加合理和穿孔过程实现了自动化。常见的穿孔机有锥形辊穿孔机和桶形辊穿孔机。
2.  穿孔工序在现代钢管生产中的作用?
在无缝钢管生产中,穿孔工序的作用是将实心的管坯穿成空心的毛管。整个 生产过程一般包括穿孔、轧管和定减径工序。穿孔作为金属变形的第一道工序,穿出的钢管壁厚较厚、长度较短、内外表面质量较差,因此叫做毛管。如果在毛管上存在一些缺陷,经过后面的工序也很难或减轻。所以在现代钢管生产中穿孔工序的起着重要作用。
3.  管坯穿孔的方式有几种?
钢管管坯的穿孔方式有压力穿孔,推轧穿孔和斜轧穿孔。
(1)压力穿孔压力穿孔是在压力机上穿孔,这种穿孔方式所用的原料是方坯和多边形钢锭。工作原理是首先将加热好的方坯或钢锭装入圆形模中 (此圆形模带有很小的锥度),然后压力机驱动带有冲头的冲杆将管坯中心冲出一个圆孔。这种穿孔方式变形量很小,一般中心被冲挤开的金属正好填满方坯和圆形模的间隙,从而得到几乎无延伸的圆形毛管,延伸系数大不超过1.1。
(2)推轧穿孔推轧穿孔是在推轧穿孔机上穿孔,这种穿孔方式是压力穿孔的改进。把固定的圆锥形模改成带圆孔型的一对轧辊。这对轧辊由电机带动方向旋转(两个轧辊的旋转方向相反),旋转着的轧辊将管坯咬入轧辊的孔型,而固定在孔型中的冲头便将管坯中心冲出一个圆孔。为了便于实现轧制,在坯料的尾端加上一个后推力(液压缸),因此,叫做推轧穿孔。
这种穿孔方式使用方坯,穿出的毛管较短,变形量很小,延伸系数一般不大于1.1。推轧穿孔的优点如下:1)坯料中心处于压应力状态,过程是冲孔和纵轧相结合,不会产生二辊斜轧的内折缺陷,毛管内表面质量好,对坯料质量要求较低;2)冲头上的平均单位压力比压力穿孔小50%左右,因而工具消耗较小;3)穿孔过程中主要是坯料的中心部分金属变形,使中心粗大而疏松的组织很好的加工而致密化,同时在压应力作用下,钢管毛管内外表面不易产生裂纹。
4)生产率比压力穿孔高,可达每分钟两支;以上两种穿孔多生产特殊钢种的无缝钢管,现存的机组很少,因变形量很小,毛管短且厚,因而在热轧无缝钢管机组中要设置斜轧延伸机,将毛管的外径和壁厚减小并使管子延长。另外容易产生较大的壁厚不均。
(3)斜轧穿孔这种穿孔方式被广泛的应用于无缝钢管生产中,一般使用圆管坯,靠金属的塑性变形加工来形成内孔,因而没有金属的损耗。
4.  斜轧穿孔机的分类?
斜轧穿孔机按照轧辊的形状可分为锥形辊穿孔机、盘式穿孔机和桶形辊穿孔机。按照轧辊的数目分又可分为二辊斜轧穿孔机和三辊斜轧穿孔机。
斜轧穿孔机不管轧辊的形状如何不同,为了保证管坯曳入和穿孔过程的实现,都由以下三部分组成:穿孔锥(轧辊入口锥),辗轧锥(轧辊出口锥)和轧辊压缩带——由入口锥到出口锥之过渡部分。
SA-106C:是ASME SA-106标准中的钢号,是高温用大口径锅炉和过热器用碳-锰钢管。其化学成分简单、与20G碳钢类似,但碳、锰含量较高,故其屈服强度较20G高约12%左右,而塑、韧性也并不差。该钢的生产工艺简单,冷热加工性能好。用其代替20G制造集箱(省煤器、水冷壁、低温过热器和再热器联箱),可以减薄壁厚约10%,既可节约材料费用,又可减少焊接工作量,并改善联箱启动时的应力差。
(15MoG):是DIN17175标准中的钢管,是锅炉过热器用碳钼钢小口径钢管常用钢,珠光体型热强钢。我国于1995年将其移植到GB5310,定名为15MoG。其化学成分简单,但含有钼,故在保持与碳钢相同的工艺性能的情况下,其热强性能优于碳钢。因其性能良好,价格便宜,得到各国的广泛采用。但该钢在高温下长期运行有石墨化倾向,故其使用温度应控制在510℃以下,在冶炼时应限制Al的加入量以控制并延缓其石墨化进程。此钢管主要用于低温过热器和低温再热器,使用壁温温度在510℃以下。其化学成分C0.12-0.20,Si0.10-0.35,Mn0.40-0.80,S≤0.035,P≤0.035,Mo0.25-0.35;正火态强度水平σs≥270-285,σb≥450-600 MPa;塑性δ≥22。
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