热扩无缝钢管质量要求及特点

         热扩无缝钢管.大口径热扩无缝钢管.厚壁热扩无缝钢管.热扩薄壁管.热扩薄壁无缝管有纵轧热扩无缝钢管和斜轧热扩无缝钢管两种方法。纵轧扩无缝钢管的质量缺陷主要有荒管的表面裂纹与管体的开裂、壁厚不均、内直道、内麻坑、皱折和弯曲等。斜轧扩无缝钢管的质量缺陷与二辊斜轧无缝钢管机所轧荒管质量缺陷基本相同， 包括荒管的壁厚不均、表面裂纹和擦伤、轧折、螺旋道及螺旋内折、内麻坑等。

     纵轧扩无缝钢管变形过程有拉拔式和顶推式扩无缝钢管工艺。其变形过程分为三个阶段：在顶头锥面的作用下，坯料无缝钢管的无缝钢管壁首先发生弯曲变形；随着顶头直径的逐渐增大，对管坯进行扩径、减壁；由顶头圆柱段对扩径后的荒管定径、展直。显然，扩径主要发生在第二阶段。纵轧扩无缝钢管过程主要的产品缺陷是：荒管表面开裂与管体开裂、壁厚不均、内直道、皱折、内麻坑、弯曲等。

    斜轧扩无缝钢管工艺起源于二次穿孔工艺。是带有两个锥形轧辊并且水平布置的斜轧管机。轧辊的直径从变形区的入口到出口逐渐增大。轧辊轴线与轧制线呈空间交叉，构成送进角和碾轧角。两个轧辊为单支撑，分别由2台电机单独传动，传动机构位于轧无缝钢管机的出口侧。轧辊的位置可沿轧制线轴线调整。导板呈上下布置。其变形区分为三部分：压扁减径区、减径区、转圆区。

    压扁减径变形：坯料无缝钢管首先接触呈悬臂梁状态的锥形轧辊，在摩擦力的作用下前进。此时，坯料无缝钢管仅仅与轧辊接触，不与顶头接触。其变形主要是压扁减径变形。当减径量过大时管壁有时也会增厚。压扁减径区的大小与顶头位置有关系，顶头的位置调整主要是为了顺利实现坯料管的一次咬入并为二次咬入和减壁扩径变形创造良好的力学和运动学条件。
    减壁扩径变形：是斜轧热扩无缝钢管的主要变形区。在此区坯料管发生减壁和扩径。由于延伸系数接近1，根据金属体积不变定律，管壁减薄的金属几乎全部变成因外径增大而需要补充的金属。金属的变形主要发生在坯料管的周向和径向。由于轧辊和顶头均可以沿各自的轴线方向移动，因此，只要改变轧辊和顶头的位置，就可以改变所扩制的荒管的规格。当轧辊和顶头的位置调整以后，减壁区的变形量也不在发生变化。

     斜轧热扩无缝钢管减壁扩径工艺，延伸系数为1。在发生主变形时，不可避免地发生一些多余的附加变形。金属的附加变形会导致荒管缺陷的产生，并增加轧制能耗。金属的附加变形包括附加扭转变形、附加轴向剪切变形、附加周向剪切变形。附加变形的产生原因、变形过程与带送进角和碾轧角的二辊锥形辊斜轧穿孔机、热扩无缝钢管机工艺基本相同。但是由于斜热扩无缝钢管时，热扩无缝钢管顶头的锥角比较大，加之采用的是固定导板而不是主动的导盘，轧辊的长度也是比较短的。因此，斜轧热扩无缝钢管产生的三种附加变形在变形的分配和大小程度上与二辊斜轧穿孔机和轧管机工艺存在差别，即附加的扭转变形较小，附加的轴向剪切较大。斜轧热扩无缝钢管在结构上与二辊延伸机基本相同，热扩无缝钢管过程及变形特点也与二辊斜热扩无缝钢管机相似。二者之间的差别是：后者希望坯料管在发生减壁变形时，变形金属主要是发生轴向延伸，而控制其宽展量；前者则要求坯料管在减壁变形时，变形金属应主要发生横向宽展而控制其轴向延伸，延伸系数为1，甚至小于1，即坯料管的管径扩大但是长度不变或者缩短。所以扩管顶头的锥角会很大、且碾轧角和送进角也比较大。
       热扩无缝钢管的缺陷：荒管壁厚不均、表面裂纹和擦伤、轧折、螺旋道及螺旋内折、内麻坑等。由于斜轧热扩无缝钢管的扩径量很大，荒管表面发生裂纹的几率更高。另外，斜轧热扩无缝钢管时，表面的螺旋道比较严重。为此，在进行孔型设计时，可以考虑适当的加长轧辊长度并设计相应的均壁区。在均壁区，顶头表面与轧辊表面之间的法线距离相等。同时，适当减少扩径量也有利于荒管壁厚精度的提高。虽然可以通过辊形设计及调整来减轻斜轧管时的荒管壁厚不均和表面螺旋道，但是毕竟斜轧热扩无缝钢管的变形量很大且轧辊长度也短。经斜轧扩制的热扩无缝钢管仍然存在不同程度的壁厚不均和螺旋道。为此，在热扩无缝钢管工序之后再进行斜轧均整，荒管的壁厚精度会明显提高。 
      一般来讲，热扩无缝钢管时，坯料管在加热过程中内、外表面都会发生氧化。坯料管的氧化铁皮可以通过顶头前的高压水除鳞，为的是提高荒管的内表面质量和顶头的寿命。

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