
一、不銹鋼無縫錐管基本結構及工藝特點
直徑大于500mm的熱軋大直徑不銹鋼無縫錐管的生產在較長時間內主要采用周期軋管機(皮爾格軋管機),或采用拉拔式熱擴管機對成品鋼管進行二次熱加工。20世紀90年代,國內無縫高壓錐管市場緊缺,這也催生了簡易的電感應加熱推制生產工藝和直接采用斜軋穿孔機穿軋大直徑管坯(或同一穿孔機二次穿軋)生產質量要求不高的大直徑薄壁不銹鋼無縫錐管產品的作法。
1基本結構及工藝特點斜軋擴徑機實際是斜軋管機類型的一個特例。
斜軋擴徑機組主體設備由前臺設備、主機設備及后臺設備三個部分組成。前臺設備主要實現坯料管的送人;主機設備主要實現鋼管減壁與擴徑軋制的功能,由水平布置的兩個錐形斜軋軋輥與軋制中心呈大的輾軋角布置,軋輥與上、下固定導板和固定的錐形頂頭之間形成了斜軋擴徑軋制的變形空間(孔型),坯料管在孔型中完成整個擴徑、減壁的軋制過程;后臺設備主要實現擴徑頂頭的輸人與退出、軋制后鋼管的輸出。
在斜軋擴徑機中,左右水平布置的軋輥軸與軋制水平面平行,也就是三維空間中軋輥軸只有一個輾軋角而沒有傳統斜軋定義的送進角,但是左右兩個軋輥軸與軋制水平面形成一定高度差,也就是軋輥軸是偏離軋制中心線一定高度(一般為60~100mm)。正是由于該高度差的存在,軋輥與軋件接觸點的速度分量會沿軋制線方向形成一個分量,這個分量會驅動軋件前進。
斜軋擴徑軋制變形的根本目的就是實現鋼管的擴徑與減壁,從軋鋼基本變形原理出發,如果希望較大化地實現擴徑變形,就要求金屬在軋制變形過程中僅發生橫向變形,換言之,徑向變形金屬的流動全部轉化為橫向變形流動,較大程度地減少縱向金屬變形。這顯然就可得出擴徑軋制基本變形原理:軋制延伸系數等于1。為了實現擴徑軋制,就實現較大可能橫向變形。因此,作為主要變形工具的斜軋擴徑軋輥、頂頭的設計就要充分滿足車L制變形這一基本要求。
該軋輥輥形的變形區沿用曼式斜軋穿孔機軋輥輥形的基本設計方法,軋輥主要由咬人段與減壁擴徑段構成,兩變形階段均是兩條呈一定角度的直線段,軋輥由兩個不同的錐形輥體構成。為了實現金屬在斜軋變形的橫向大變形下的很合理流動,較大程度地減少軋件在變形區斷面扭轉等多余附加變形,斜軋輥配置較大的輾軋角。
二、合金無縫錐管熱加工方式
P92鐵素體耐熱碳鋼無縫錐管因其優異的高溫強度和蠕變性能,能夠大幅提高機組的熱效率,成為超超臨界火電機組四大管道的管材,主要應用于四大管道的主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道以及旁路管道和聯絡管等關鍵管道和管件。當前國內生產P92無縫管材的熱加工方式主要有擠壓、快鍛和斜軋三種,其中斜軋生產方式由于成材率高、生產成本較低和生產效率高等特點,是目前國內的主要生產方式之一。P92管材具有合金含量高,在熱加工生產時具有變形抗力大、塑性低和變形溫度范圍窄等特點。
主要生產外徑406mm及以上規格的合金無縫錐管,采用φ820精密軋管機組生產P92合金無縫錐管的主要生產工藝為:管坯通孔、管坯加熱、穿孔、精軋、定徑、冷床冷卻、熱處理、矯直、精整、探傷、切定尺、噴標、包裝。
φ820精密軋管機組的穿孔工藝屬于斜軋穿孔,在斜軋穿孔生產P92合金無縫錐管過程中,鋼管內壁表面易產生細小裂紋,這些小裂紋約0.5~2.0mm,雖然可以在后續的精整工序中通過增加內表面修磨道次將裂紋修磨掉,但這不僅增加了修磨成本和占用修磨工序產能,還降低了P92管材的成材率。
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