华北金属（天津）有限公司

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斜轧实心管坯时，在顶头接触管坯前常易出现金属中心现象，当大量裂口发展成相互连接，扩大成片以后，金属连续性破坏，形成中心空洞即孔腔。在顶头前过早形成孔腔，会造成大量的内折缺陷，恶化钢管内表面质量，甚至形成废品，因此在穿孔工艺中力求避免过早形成孔腔。

影响孔腔形成的主要因素有：

1)   变形的不均匀性（顶头前压缩量）

不均匀变形程度主要决定于坯料每半转的压缩量（称为单位压缩量），生产中指顶头前压缩量。顶头前压缩量愈大则变形不均匀程度也愈大，导致管坯中心区的切应力和拉应力增加，从而容易促进孔腔的形成。一般用临界压缩量来表示大压缩量值的限制，压缩量小于临界压缩量则不容易或不形成孔腔。

2)   椭圆度的影响

穿孔过程中在管坯横断面上存在着很大的不均匀变形，椭圆度愈大，则不均匀变形也愈大。按照体积不变定律可知，横向变形愈大则纵向变形愈小，将导致管坯中心的横向拉应力、切应力以及反复应力增加，加剧了孔腔的形成趋势

3)   单位压缩次数的影响

在生产中主要指管坯从一次咬入到二次咬入过程中管坯的旋转次数，次数的增多就容易形成孔腔。

4)   钢的自然塑性

钢的自然塑性由钢的化学成分、金属冶炼质量以及金属组织状态所决定，而组织状态又由管坯加热温度和时间所影响。一般来说塑性低的金属，穿孔性能差，容易产生孔腔。

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视频作者：华北金属（天津）有限公司

生产合金钢管与普通钢管在穿孔机工艺参数的选择和调整上有什么不同？

合金钢，特别是锆合金钢具有导热性差、变形抗力大、塑性低的特点，在钢管生产中合金钢管应与一般钢管有所区别，表现在：

1)  采用较小的顶头前压下率，避免管坯因塑性低而形成孔腔。其顶头前压缩率常在4～6％。

2)  采用较小的椭圆度，避免因管坯因塑性低而形成孔腔，常用1.07～1.09较好。

3)  采用较小的压下率，以免变形力太大。

4)  采用较低的轧辊转速和喂入角，以减小变形抗力和轴向阻力，增强穿孔过程的稳定性。

5)  合金钢管坯穿孔变形中热效应大，即穿孔温升高，为保证钢管的性能，应采用较低的穿孔温度。

6)  一般合金钢管穿孔温度偏低，穿孔过程中的冷却水应关闭或适当减小。

穿孔机常见的生产故障有以下几方方面：

1)        管坯不咬入

产生的原因有：顶前量过大、管坯直径过小（烧损过大）、管坯温度过高或过低，咬入力不足以克服顶头阻力所致。因轧辊磨损严重导致的不咬入现象多发生轧辊使用后期，此时应注意轧辊的冷却和随时调整辊距值顶前量。

2)   中卡

产生的原因有：顶头严重磨损或熔化、电气系统或液压系统跳停或毛管穿偏或穿破，没有顶头轧制也可发生中卡。

3)   链带

毛管被导盘尖锐的边缘割成螺旋的小条带，产生的原因是导盘与轧辊的间隙过大（薄壁管居多）且导盘边缘严重磨损变得尖锐，导致金属流入。

4)   毛管穿不透

产生的原因是轧辊出口端磨损严重，推动管坯／毛管前进的摩擦力在穿孔结束的瞬间不足以推动管坯穿过顶头造成穿不透。

5)  毛管尾部穿裂

产生的原因是穿孔薄壁管时，在抛钢阶段由于毛管的抖动使金属窜进轧辊与导盘的间隙中，将毛管尾部撕裂。此种工艺事故多产生在带导盘的穿孔机组。

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国外早期气瓶多采用碳钢和锰钢, 自本世纪中期末, 已基本采用锰钢和铬钼钢。如德国蒂森公司曾用46Mn5, 40Mn4 等钢号; 英国切斯菲尔特厂采用0.35%C, 1.50% 左右M n 的锰钢生产的小型气瓶占85%; 日本住友公司也采用0.37%～ 0. 44%C, 1.35%～1. 65%M n的锰钢; 美国是用C≤0.40% ,1. 35%～ 1. 65%M n 的锰钢。锰钢气瓶一般经正火, 或正火+ 回火, 或油淬+ 回火处理,由无缝钢管厂提供试样经相应热处理的力学性能数据。锰钢成本低、强韧性好, 具有良好无时效敏感性, 油淬+ 回火后韧性好, 是制造工作压力为14.7M Pa, 使用温度为- 20～ 60℃气瓶的经济实用的材料, 特别适合于充装性气体。

进入60 年代, 铬钼钢及其他合金钢气瓶大量发展; 到80 年代,铬钼钢及其他合金钢气瓶已占整个气瓶业的80%。80 年代初, 已发展到用37CrNi3MoVA钢制造工作压力达40M Pa 的高压气瓶, 该钢具有良好的低温冲击韧性和性能; 英国切斯菲尔特中型钢瓶厂所制气瓶的85% 为含C 约0.35% , Cr1.0% ,Mo0.20%左右的铬钼钢气瓶, 锰钢气瓶仅占15% , 年产量75 万支;德国蒂森公司常用34CrMo4 钢; 美国常用4130 钢(相当于我国的30CrMo 钢)生产气瓶; 意大利达尔明公司1966 年所制203mm×5. 5mm 铬钼钢气瓶, 钢号相当于我国的30CrMo 钢, 其瓶体比相应的锰钢气瓶轻20% , 但使用压力却比锰钢气瓶高, 可到19.61M Pa 以上。铬钼钢及其他合金钢气瓶一般在经调质后使用, 钢管生产厂需提供试样经调质后的力学检验性能数据。

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