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商品详情
无缝钢管生产流程及几种主要轧辊工具的材质、硬度选用介绍如下：
1 无缝钢管生产工艺流程
无缝钢管生产主要经过以下几道工序;管坯——切断——加热——穿孔——轧管——定(减)径——矫直——切头尾——检验——包装——入库。而根据轧管方式的不同可将无缝钢管轧机分为自动轧管机组、连轧管机组(MPM两辊连轧管机组、PQF三辊连轧管机组)、Assel轧辊机组、Accu轧管机组、周期轧管机组等，新上的轧机以MPM连轧管机组、PQF三辊连轧管机组居多，比如天津钢管公司的Φ460、Φ258 PQF连轧管机组、衡阳钢管的Φ273 MPM连轧管机组、攀钢成都无缝的Φ340 MPM连轧管机组、Φ159 PQM连轧管机组、鞍山Φ170 PQF连轧管机组等。
2 穿孔机
管坯穿孔是热轧无缝钢管生产中最重要的变形工序，它的任务是将实心管坯穿轧成空心毛管。根据穿孔机的结构和穿孔过程的变形特点，可将现有的穿孔方法分为：斜轧穿孔、推轧穿孔和压力穿孔，而以斜轧穿孔应用最为广泛，斜轧穿孔机轧辊的形状有辊式、菌式(锥形)和盘式三种，辊式穿孔机轧辊应用于小型轧机，而大型的机组穿孔机采用菌式轧辊。盘式穿孔机应用较少。不论轧辊形状如何，为了保证管坯咬入和穿孔过程的实现都有穿孔锥(轧辊入口锥)、碾轧锥(轧辊出口锥)和轧辊轧制带(入口锥与出口锥之间的过度部分)组成。
穿孔机轧辊大多采用辊轴和辊套的组合结构，两者采用直接过盈组合或加键过盈组合。这样，当轧辊报废后，辊轴可继续复用，以减小工具成本。小型穿孔机辊轴材质多选用45或40Cr，调质处理。大型的穿孔机辊轴多用42CrMo，调质处理。轧辊材质目前各厂家选用较杂，有的厂家选用锻造45、55等优质碳素结构钢。有的厂家选用50Mn、65Mn、70Mn、70Mn2Mo、60CrMnMo等合金铸钢或锻钢;硬度范围要求也不一致，有的要求HB180-220，有的要求HB220-260。为了增加咬入性，大型穿孔轧辊一般在入口锥上加工有深度为0.8～1.2mm的网状花纹。
综合国内外厂家的材质选择及使用情况，笔者认为：穿孔机轧辊选用铸造50Mn、60CrMnMo等中碳合金钢材质较合适，一是具有较好的强度及耐磨性，二是适用于轧制各种材质钢管。硬度控制在HB200-240较合理。
3 轧管机
毛管轧制是热轧无缝钢管生产的主要变形工序，其作用是使毛管壁厚接近或达到成品管壁厚，和消除毛管在穿孔过程中产生的纵向壁厚不均，另外还可提高荒管内外表面质量，控制荒管外径和圆度。空心毛管轧成接近成品尺寸的荒管。
1、自动轧管机：自动轧管机为二辊不可逆式纵轧机，其特点是在工作辊后设置一对高速反向旋轧的回送辊，作用是将经过一次轧制的毛管送到前台进行第二次轧制，因此它的生产效率较低，国内大多数机组已改造或淘汰。轧辊的材质多为无限冷硬铸铁、球墨铸铁或冷硬球墨铸铁，硬度在HSD50以上。
2、两辊连轧机组：连轧机组是较为先进的钢管轧机，它是将穿孔后的毛管套在长芯棒上，经过多机架顺次排列且相邻机架辊缝互错90°的连续轧管机进行轧制。
连轧辊的材质大多为镍铬钼无限冷硬球墨铸铁(也称珠光体球墨铸铁)、镍钼无限冷硬球墨铸铁(也称针状体球墨铸铁)，孔型部分硬度HSD50-65。国外设计的连轧辊第一架有的采用锻钢或石墨钢材质，以进一步提高该架次轧辊的强度。
3、三辊连轧机组：三辊可调式限动芯棒连轧管机(PQF)是意大利INNSE公司为克服二辊连轧管机的固有局限性而研制开发的，由于它将360°孔型分为三部分，减小了每个轧辊孔型底部与边缘的线速度差距，因而轧制的钢管精度高。
小型的PQF轧机的连轧辊是整体式的，采用镍铬钼无限冷硬球墨铸铁，硬度控制在HSD55-65时较为合适;大型的PQF轧机的连轧辊作成装配式的，即轧辊采用耐磨性较好镍铬钼无限冷硬球墨铸铁，轴采用高强度的锻钢材料，并经过调质处理，可以重复使用，大大节约了成本，此结构已在天津钢管公司成功使用。
4、Assel轧管机组：Assel轧管为三辊斜轧，它由三个主动轧辊和一根芯棒组成环行封闭孔型。
轧辊辊身分入口锥、辊肩、平整区和出口锥四段，材质采用4Cr5MoSiV1锻钢、铸造半钢或合金球墨铸铁等，热处理硬度：锻钢轧辊控制在HSD65—75，半钢轧辊控制在HSD50—60，合金球墨铸铁轧辊控制在HSD55—65(该种材质轧辊为进口机组设计，在国内成功应用实例较少)。
4 钢管定径和减径
是热轧无缝钢管生产中的最后一道荒管热变形工序，其主要作用是消除前道工序轧制过程中造成的外径不一，以提高热轧成品管的外径精度和圆度。钢管定径、减径和张力减径过程是空心体不带芯棒的连轧过程。目前国内先进的定(减)径机均采用三辊120°等分的轧辊，采用该型式的定(减)径机后管材表面质量好，成品管材的规格较多。
定(减)径机轧辊与轴采用过盈配合或键连接，目前多采用过盈配合。轧辊采用镍铬钼无限冷硬球墨铸铁，毛坯采用离心铸造生产毛坯，保证外层组织致密，硬度为HSD55-68之间。轧制小于Φ219以下规格的钢管时，轧辊的硬度可选择在HSD60-68之间，保证孔型的硬度一致，且耐磨性较好;轧制Φ219以上规格的钢管时，由于轧辊孔型尺寸较大，落差较大，为保证孔型底部与边缘的磨损不至于相差太大，轧辊的硬度可选择在HSD55-61之间。
结束语
各种轧辊是无缝钢管生产中的重要工具和消耗品，材质、硬度选用得当，可延长使用寿命、减少换辊停机时间，降低生产成本。轧辊制造厂家要不断研究新技术、新材质，钢管生产厂家要勇于推广和应用这些新技术，进一步提高我国无缝钢管生产的水平。一：以知无缝管无缝钢管外径规格壁厚求能承受压力计算方法 (钢管不同材质抗拉强度不同)
压力=(壁厚*2*钢管材质抗拉强度)/(外径*系数)
二：以知无缝管无缝钢管外径和承受压力求壁厚计算方法：
壁厚=(压力*外径*系数)/(2*钢管材质抗拉强度)
三：钢管压力系数表示方法：
压力P<7Mpa 系数S=8
7<钢管压力P<17.5 系数S=6
压力P>17.5 系数S=4精密光亮管是一种通过精拔或冷轧处理后的一种高精密的钢管材料。由于精密光亮管内外壁无氧化层、承受高压无泄漏、高精度、高光洁度、冷弯不变形、扩口、压扁无裂缝等有点，所以主要用来生产气动或液压 元件的产品，如气缸或油缸，可以是无缝管，也有焊接管。精密光亮管的化学成分有碳C、硅Si、锰Mn、硫S、磷P、铬Cr。壁焊管制造工艺
厚壁焊管生产的生产制造工艺可分为冷拔、冷轧和热轧三种基本方式，钢管的材质为10#、20#、35#、45#称为普通钢管，16Mn介于普通钢管和合金钢管之间称为低合金钢管，钢管的材质为27SiMn、12Cr1MoV、10CrMo910、15CrMo、35CrMo以及不锈钢管统称为合金钢管。按照用途分为结构用无缝钢管;输送用无缝钢管;锅炉用无缝钢管;锅炉用高压无缝钢管;化肥设备用高压无缝钢管;地质砖探用无缝钢管;石油砖探用无缝钢管;石油裂化用无缝钢管;船舶用无缝钢管;冷拔冷轧精密无缝钢管;各种合金管。
API无缝钢管表示方法为外径，壁厚，厚壁无缝钢管主要用于机械加工，煤矿，液压钢，等多种用途。 厚壁无缝钢管分类——热轧厚壁无缝钢管、冷轧厚壁无缝钢管、冷拔厚壁无缝钢管、挤压厚壁无缝钢管、顶管 结构用不锈钢无缝钢管(GB/T14975-1994)是广泛用于化工、石油、轻纺、医疗、食品、机械等工业的耐腐蚀管道和结构件及零件的不锈钢制成的热轧(挤、扩)和冷拔(轧)无缝钢管。流体输送用不锈钢无缝钢管(GB/T14976-1994)是用于输送流体的不锈钢制成的热轧(挤、扩)和冷拔(轧)无缝钢管。
异型无缝钢管是除了圆管以外的其他截面形状的API无缝钢管的总称。按钢管截面形状尺寸的不同又可分为等壁厚异型无缝钢管(代号为D)、不等壁厚异型无缝钢管(代号为BD)、变直径异型无缝钢管(代号为BJ)。异型无缝钢管广泛用于各种结构件、工具和机械零部件。和圆管相比，异型管一般都有较大的惯性矩和截面模数，有较大的抗弯抗扭能力，可以大大减轻结构重量，节约钢材。
1 无缝钢管生产工艺流程
无缝钢管生产主要经过以下几道工序;管坯——切断——加热——穿孔——轧管——定(减)径——矫直——切头尾——检验——包装——入库。而根据轧管方式的不同可将无缝钢管轧机分为自动轧管机组、连轧管机组(MPM两辊连轧管机组、PQF三辊连轧管机组)、Assel轧辊机组、Accu轧管机组、周期轧管机组等，新上的轧机以MPM连轧管机组、PQF三辊连轧管机组居多，比如天津钢管公司的Φ460、Φ258 PQF连轧管机组、衡阳钢管的Φ273 MPM连轧管机组、攀钢成都无缝的Φ340 MPM连轧管机组、Φ159 PQM连轧管机组、鞍山Φ170 PQF连轧管机组等。
2 穿孔机
管坯穿孔是热轧无缝钢管生产中最重要的变形工序，它的任务是将实心管坯穿轧成空心毛管。根据穿孔机的结构和穿孔过程的变形特点，可将现有的穿孔方法分为：斜轧穿孔、推轧穿孔和压力穿孔，而以斜轧穿孔应用最为广泛，斜轧穿孔机轧辊的形状有辊式、菌式(锥形)和盘式三种，辊式穿孔机轧辊应用于小型轧机，而大型的机组穿孔机采用菌式轧辊。盘式穿孔机应用较少。不论轧辊形状如何，为了保证管坯咬入和穿孔过程的实现都有穿孔锥(轧辊入口锥)、碾轧锥(轧辊出口锥)和轧辊轧制带(入口锥与出口锥之间的过度部分)组成。
穿孔机轧辊大多采用辊轴和辊套的组合结构，两者采用直接过盈组合或加键过盈组合。这样，当轧辊报废后，辊轴可继续复用，以减小工具成本。小型穿孔机辊轴材质多选用45或40Cr，调质处理。大型的穿孔机辊轴多用42CrMo，调质处理。轧辊材质目前各厂家选用较杂，有的厂家选用锻造45、55等优质碳素结构钢。有的厂家选用50Mn、65Mn、70Mn、70Mn2Mo、60CrMnMo等合金铸钢或锻钢;硬度范围要求也不一致，有的要求HB180-220，有的要求HB220-260。为了增加咬入性，大型穿孔轧辊一般在入口锥上加工有深度为0.8～1.2mm的网状花纹。
综合国内外厂家的材质选择及使用情况，笔者认为：穿孔机轧辊选用铸造50Mn、60CrMnMo等中碳合金钢材质较合适，一是具有较好的强度及耐磨性，二是适用于轧制各种材质钢管。硬度控制在HB200-240较合理。
3 轧管机
毛管轧制是热轧无缝钢管生产的主要变形工序，其作用是使毛管壁厚接近或达到成品管壁厚，和消除毛管在穿孔过程中产生的纵向壁厚不均，另外还可提高荒管内外表面质量，控制荒管外径和圆度。空心毛管轧成接近成品尺寸的荒管。
1、自动轧管机：自动轧管机为二辊不可逆式纵轧机，其特点是在工作辊后设置一对高速反向旋轧的回送辊，作用是将经过一次轧制的毛管送到前台进行第二次轧制，因此它的生产效率较低，国内大多数机组已改造或淘汰。轧辊的材质多为无限冷硬铸铁、球墨铸铁或冷硬球墨铸铁，硬度在HSD50以上。
2、两辊连轧机组：连轧机组是较为先进的钢管轧机，它是将穿孔后的毛管套在长芯棒上，经过多机架顺次排列且相邻机架辊缝互错90°的连续轧管机进行轧制。
连轧辊的材质大多为镍铬钼无限冷硬球墨铸铁(也称珠光体球墨铸铁)、镍钼无限冷硬球墨铸铁(也称针状体球墨铸铁)，孔型部分硬度HSD50-65。国外设计的连轧辊第一架有的采用锻钢或石墨钢材质，以进一步提高该架次轧辊的强度。
3、三辊连轧机组：三辊可调式限动芯棒连轧管机(PQF)是意大利INNSE公司为克服二辊连轧管机的固有局限性而研制开发的，由于它将360°孔型分为三部分，减小了每个轧辊孔型底部与边缘的线速度差距，因而轧制的钢管精度高。
小型的PQF轧机的连轧辊是整体式的，采用镍铬钼无限冷硬球墨铸铁，硬度控制在HSD55-65时较为合适;大型的PQF轧机的连轧辊作成装配式的，即轧辊采用耐磨性较好镍铬钼无限冷硬球墨铸铁，轴采用高强度的锻钢材料，并经过调质处理，可以重复使用，大大节约了成本，此结构已在天津钢管公司成功使用。
4、Assel轧管机组：Assel轧管为三辊斜轧，它由三个主动轧辊和一根芯棒组成环行封闭孔型。
轧辊辊身分入口锥、辊肩、平整区和出口锥四段，材质采用4Cr5MoSiV1锻钢、铸造半钢或合金球墨铸铁等，热处理硬度：锻钢轧辊控制在HSD65—75，半钢轧辊控制在HSD50—60，合金球墨铸铁轧辊控制在HSD55—65(该种材质轧辊为进口机组设计，在国内成功应用实例较少)。
4 钢管定径和减径
是热轧无缝钢管生产中的最后一道荒管热变形工序，其主要作用是消除前道工序轧制过程中造成的外径不一，以提高热轧成品管的外径精度和圆度。钢管定径、减径和张力减径过程是空心体不带芯棒的连轧过程。目前国内先进的定(减)径机均采用三辊120°等分的轧辊，采用该型式的定(减)径机后管材表面质量好，成品管材的规格较多。
定(减)径机轧辊与轴采用过盈配合或键连接，目前多采用过盈配合。轧辊采用镍铬钼无限冷硬球墨铸铁，毛坯采用离心铸造生产毛坯，保证外层组织致密，硬度为HSD55-68之间。轧制小于Φ219以下规格的钢管时，轧辊的硬度可选择在HSD60-68之间，保证孔型的硬度一致，且耐磨性较好;轧制Φ219以上规格的钢管时，由于轧辊孔型尺寸较大，落差较大，为保证孔型底部与边缘的磨损不至于相差太大，轧辊的硬度可选择在HSD55-61之间。
结束语
各种轧辊是无缝钢管生产中的重要工具和消耗品，材质、硬度选用得当，可延长使用寿命、减少换辊停机时间，降低生产成本。轧辊制造厂家要不断研究新技术、新材质，钢管生产厂家要勇于推广和应用这些新技术，进一步提高我国无缝钢管生产的水平。一：以知无缝管无缝钢管外径规格壁厚求能承受压力计算方法 (钢管不同材质抗拉强度不同)
压力=(壁厚*2*钢管材质抗拉强度)/(外径*系数)
二：以知无缝管无缝钢管外径和承受压力求壁厚计算方法：
壁厚=(压力*外径*系数)/(2*钢管材质抗拉强度)
三：钢管压力系数表示方法：
压力P<7Mpa 系数S=8
7<钢管压力P<17.5 系数S=6
压力P>17.5 系数S=4精密光亮管是一种通过精拔或冷轧处理后的一种高精密的钢管材料。由于精密光亮管内外壁无氧化层、承受高压无泄漏、高精度、高光洁度、冷弯不变形、扩口、压扁无裂缝等有点，所以主要用来生产气动或液压 元件的产品，如气缸或油缸，可以是无缝管，也有焊接管。精密光亮管的化学成分有碳C、硅Si、锰Mn、硫S、磷P、铬Cr。壁焊管制造工艺
厚壁焊管生产的生产制造工艺可分为冷拔、冷轧和热轧三种基本方式，钢管的材质为10#、20#、35#、45#称为普通钢管，16Mn介于普通钢管和合金钢管之间称为低合金钢管，钢管的材质为27SiMn、12Cr1MoV、10CrMo910、15CrMo、35CrMo以及不锈钢管统称为合金钢管。按照用途分为结构用无缝钢管;输送用无缝钢管;锅炉用无缝钢管;锅炉用高压无缝钢管;化肥设备用高压无缝钢管;地质砖探用无缝钢管;石油砖探用无缝钢管;石油裂化用无缝钢管;船舶用无缝钢管;冷拔冷轧精密无缝钢管;各种合金管。
API无缝钢管表示方法为外径，壁厚，厚壁无缝钢管主要用于机械加工，煤矿，液压钢，等多种用途。 厚壁无缝钢管分类——热轧厚壁无缝钢管、冷轧厚壁无缝钢管、冷拔厚壁无缝钢管、挤压厚壁无缝钢管、顶管 结构用不锈钢无缝钢管(GB/T14975-1994)是广泛用于化工、石油、轻纺、医疗、食品、机械等工业的耐腐蚀管道和结构件及零件的不锈钢制成的热轧(挤、扩)和冷拔(轧)无缝钢管。流体输送用不锈钢无缝钢管(GB/T14976-1994)是用于输送流体的不锈钢制成的热轧(挤、扩)和冷拔(轧)无缝钢管。
异型无缝钢管是除了圆管以外的其他截面形状的API无缝钢管的总称。按钢管截面形状尺寸的不同又可分为等壁厚异型无缝钢管(代号为D)、不等壁厚异型无缝钢管(代号为BD)、变直径异型无缝钢管(代号为BJ)。异型无缝钢管广泛用于各种结构件、工具和机械零部件。和圆管相比，异型管一般都有较大的惯性矩和截面模数，有较大的抗弯抗扭能力，可以大大减轻结构重量，节约钢材。
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