钢管张减变形和机架间张力分析

14机架微张力定(减)径过程壁厚分布的有限元研究

备，微张力定（径时没有内部工具，３减）个轧辊构成的孑型对金属流动进行约束．在减径的同时实现Ｌ减壁 …。钢管在微张力定（）时受到孑型形状、减径Ｌ张力分布、机架间距等多种复杂因素的影响，容易产生横向壁厚不均、头尾端增厚等产品质量缺陷［２］。由于微张力定（）减径过程金属变形发生在三维空间，金属流动规律难以掌握．使得减径技术带有较强的
维普资讯
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１７
１４机架微张力定（）减径过程壁厚分布的有限元研究
于辉，杜凤山，臧新良，汪飞雪
（山大学机械工程学院，河北秦皇岛０６０燕６０４）
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（ＭａｈｎｒｎｉｅｒｇＣｌｇ，Ｙａｓａｎｖｒｉ，Ｑｉｈａｇａ６０４ｈｎｃｉｅｙＥｇｎｅｉｏｌｅｎｅｎｈｎＵｉｅｓｙｔｎｕｎｄｏ０６０，Ｃｉａ）
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析，或对相关的经验公式进行修正，建立适当的数学解析模型．定性分析各参数对头尾端壁厚增厚的
影响．对热轧壁厚生产线进行控制，以减小管端切
损。对于横向壁厚不均问题，文献［］由１个机６对１架组成的微张力定（）机组前面６架进行连轧模减径拟研究．分析孑型对横向壁厚分布的影响。Ｌ利用ＭＳ．ｒ件对１ＣＭａｃ软４机架三辊微张力定

张减机工艺

轧制力
140kN（最大）
入口速度
0.5~1.4m/s
出口速度
0.51~7m/s（最大）
2.1 定径前的除鳞设备
高压水压力： 25Mpa
喷水环类型：
a
5
3 传动设备
电机数 6
主电机I （1~8架）名义输出功率90/900——900KW
最大输入功率162/1620——1620KW
输出速度80/800——2000 n/m
叠加电机（1~8架）名义输出功率25/250——250KW
最大输入功率45/450——450KW
输出速度80/800——1600 n/m
主电机II （9~14架）名义输出功率90/900——900KW
最大输入功率162/1620——1620KW
输出速度80/800——2000 n/m
叠加电机II（9~14架）名义输出功率25/250——250KW
最大输入功率45/450——450KW
输出速度80/800——1600n/m
主电机Ⅲ（15~24架）名义输出功率90/900——900KW
最大输入功率162/1620——1620KW
输出速度80/800——2000 n/m
叠加电机Ⅲ（15~24架）名义输出功率63/630——630KW
最大输入功率113.4/1134——1134KW
入口辊道
除鳞箱
入口导嘴
24机架张减
出口导嘴
预留热飞锯
测量装置
a
4
1 产品特性
入口荒管外径（热态） 175mm(132mm)
入口荒管壁厚（热态） 4.2~22.1mm(3.3~18.2mm)
入口荒管长度
10.2m~27.5m

张力减径机的动力学和运动学的分析

张力减径机的动力学和运动学分析文章主要对三辊式张力减径机进行分析，主要分析张力减径机的动力学和运动学原理，通过对张力减径机的速度分析、转速分析和速度控制来分析张力减径机运动学特征，通过对张力减径机受力分析、张力减径机轧制压力和轧制扭矩动态特性分析。

张力减径机是现代化的生产机组，它的功能和优越性使其在大型无缝钢管生产中不可或缺。

随着我国钢管工业的发展张力减径机组正被广泛运用。

对三辊式张力减径机进行分析，该机组是90年代研制的，具有许多独特的优点。

以下分析张力减径机的运动学和动力学原理。

1.张力减径机的运动特性1.1.运动学特征在张力减径的过程中，要求各个机架的延伸系数和轧辊圆周协调一致，同时，决定连续轧机运行的基本条件要求通过每个机架的第二股金属流相等。

在所有的机架都充满金属而C不等于0的情况下，对于每对轧辊在任意瞬间都遵守秒流量、相等的原则，这种相等可通过轧辊和金属之间的滑移达到。

因此当C不等于0时，减径机任何一个机架中的变形条件发生变化，都会影响其余机架中的变形条件，但由于连轧过程本身存在着相适应，自相调整的过程，因此，即使在这种相互作用的复杂关系中，还原过程仍然可以在任何时刻保持第二个流相等。

但是当差别较大时，必然会造成严重的拉钢和推钢，轻者不能获得所需的钢管尺寸，重者连轧过程不能建立，甚至出现事故，因此较为准确的计算各机架转速是很重要的。

1.2.张力减径机的速度控制当轧管转速确定后，必须采用适当的方法进行测定以控制轧辊的速度。

无论拉伸减径机是单独驱动还是整体驱动，速度必须控制在一定水平内，以确保正确的张力。

2.张力减径机的动态分析2.1.张力减径过程中的外力分析张力减径实际上是无芯棒连轧。

符合圆孔型中轧管时的外作用力关系。

按力学原理，轧制工具对金属施加的外力主要是正压力（垂直于工具表面）以及相对运动而产生的摩擦力（垂直于正压力）。

考虑每个零件沿孔槽宽度的应力条件要复杂得多，不过还是两个力——正压力和摩擦力。

钢管张力减径工艺特点及设备选型

为了改善张减后钢管质量及提高钢管成材率,在张力减径机组上又应用了各种过程控制系统，如:切头尾控制（CEC)、平均壁厚控制（WTCA）、局部壁厚控制（ＷTCL)、管长控制、剪切长度最佳化控制等[1]。
由不可调机架发展到成品机架用可调机架,增加了产品的生产灵活性,并且对产品的尺寸精度有了更好的控制。定径机+张力减径机的工艺布置对提高延伸机组的生产能力，简化其生产管理具有积极的作用。张力减径研究理论则是由按均匀变形的传统方法发展为利用计算机把张力减径按非均匀变形来计算的现代方法。
张力减径机专利自1９３2年出现后,由于其特有的工艺，在连轧管机组及其他方式生产无缝管的机组后,都广泛安设了张力减径机。张力减径机成为了三步轧管法(穿孔、延伸、精轧）中不可或缺的设备。针对机组不同的工艺要求，对张力减径机机型的选择就显得尤为重要。本文将介绍张力减径工艺的特点、各类张力减径机的特征及设备选型。
张力减径另一个特点是生产灵活，变更成品钢管的规格,其设备、电控方面所需的变动很少，生产调整时间较短。
张力减径的缺点及解决方法
在张力减径过程中，由于荒管的两端不承受张力或承受张力较小，并且减径量很大,所以此部分的增壁很多,内孔的形状更不规则,因此在张力减径后要将钢管的两端切去相当长的一段，增加了切头尾损失,降低了钢管成材率。目前张力减径机组可配有切头控制系统（CEC)、平均壁厚控制(WTCA)、局部壁厚控制（ＷTCL）、管长控制来提高钢管成材率。
按传动系统分类介绍
◇单独传动系统（直流单独传动）
代表机组：宝钢140机组后的2８机架张力减径机（可生产300多种规格)。
张力减径机每个机架有直流主电机，各自配有独立的直流调压供电装置,功率和调速范围大。其优点有：从工艺角度来看,单独传动系统对张力的调节最好,对成品钢管规格最大化是最有利的,对实现诸多过程控制提高钢管成材率及产品质量是最有利的;轧辊调速灵活、快速,调速精度很高,机组生产组织灵活；轧机传动结构被大大简化,使传动的可靠性提高;轧辊转速能迅速可靠改变,对实现切头尾损失控制(CEC)变得容易。

张力减径机理论资料

计算管端增厚的方法很多，我认为德国 Meer 厂和考克斯公司的的方法是较为
实用的计算方法。
德国 Meer 厂计算方法介绍如下。
1》已知
机架间距 (m)： A
毛管外径(mm)：D0、毛管壁厚(mm)：S0；
钢管外径(mm)：D 、钢管壁厚(mm)：S
2》计算
1）延伸系数
µ＝ S0*(D0－ S0)/［ S*(D－ S)］
3
△ D＝ (D0－ D)/D0 Zm— — 所有机架中钢管总的平均张力系数
3、减径的几个工艺问题
3、1 管端增厚
1）产生管端增厚的机理和特征
在钢管头部出了第一机架但还没有进入第二机架时，这一段钢管就没有张力的
2）毛管壁厚系数
ν 0＝ S0/D0
3）钢管壁厚系数
ν ＝ S/D
4）平均壁厚系数
ν m＝[(ν0＋ν)/2＋(S0＋S)/(D0＋D)]/2
4
5）减径率
ρ ＝ 1－ D/D0
6）轴向对数变形
Φ e＝ LN(µ)
7）切向对数变形
Φ t＝ LN((D－ S)/(D0－ S0))
δ i＝ 1－ (1－ ρ i)ε ε ＝ [2Zi(ν i-1－ 1)＋ (1－ ν i-1)]/[Zi(1－ ν i-1)－ (2－ ν i-1)] δ i— — 第机架中钢管的相对减壁量
δ i＝ (Si-1－ Si)/Si-1 ρ i— — 第机架中钢管的相对减径量

张力对减定径轧制中轧件变形影响的有限元分析@王会廷安徽工业大学

３１张力轧制时轧件尺寸的变化．
采用图１中孔型（）（）来料圆坯半径Ｒ＝（，ｂ，ａ
式中只、－— 第１－１只１，机架轧机出口轧件断１
１．９ｍ４４４ｍ时，建立两架次有限元连轧模型，先
按表１中轧辊速度设置ＲＭ１ＲＭ２轧辊转速，Ｓ，Ｓ
面积
２．５４４１
八乙
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２．９４１７２．７４１４２．８４１４
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…
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吐八 ‘ Ｕ０工．甘书００ ‘ｑ以口ＯＪ０ｎ
段和尾部宽度尺寸对应表，根据表中数据并结合高速线材轧制精度（轧制精度可达士０１）为．ｍ，ｍ了既能保证在微张力下轧制，又能够控制轧制精度，堆拉率宜控制在。０２－００．０＾０１之间。．
万方数据
钒铁研究
２４
．６
第３卷６
图３在其它轧制条件（Ｓ来料尺可看出，ＲＭ２２４ …４寸、温度、摩擦系数等）相同的情况下，随着前张力日２４或后张力的增加，轧件宽展都大致呈线性减少。日、侧２４但后张力的影响要比前张力显著，这是因为宽展耘橄变形主要发生在后滑区，随着后张力的增大，使后解２３ …８滑区内的金属质点纵向流动阻力减少，必然使延２３伸加大，宽展减小。因此，根据前、后张力对轧件２３宽展影响程度不同的分析，在高速线材连轧设计００００００．１．－．－．１．００００００００２０２．３．４应对圆孔型后张力的设定给予充分的注意，圆时，堆拉率孔型的轧件尺寸对产品质量的影响更为敏感。图２不同张力条件下轧制轧件头、尾部尺寸中、

张力减径过程管形预报的有限元模型

收稿日期：２０ —２２０８０ —９
钢管在张减时产生弹塑性变形不仅存在材料
，
上的非线性，还存在大位移变形所引起的几何非线
基金项目：国家自然科学基金资助项目（０４０６５３４３）
作者简介：于
辉（９４）１７一，男，山东泰安人。博士研究生。主要研究方向为轧制过程工艺理论及数值模拟。
式中，［圈为单元刚度矩阵；
］为纯变形矩阵；
［］为应力校正矩阵；［］为等体积变形矩阵。
张量［．ＬｇｎｅＱ］ａｒｇ应力张量［的张量积。与ａ △
单元刚度矩阵由３部分构成，即
［＝］［］［］豳［＋＋（）２
图３钢管横断面单元划分
Ｆｉｇ．３Ｔｕｅｔｏｌｍｅｔｍｅｈｂｅｓｃｉｎｅｅｎｓ
型［］６。－７
本文针对无缝钢管１８机架三辊张力减径过
程，进行系统三维弹塑性有限元建模分析，模拟钢
管减径过程中的金属变形，量分析横向壁厚￣￣定ＨＩ－径分布，管断面出现了内六方，并与现场实测数钢据进行对比，证模型的准确性，为提高无缝钢管验产品质量具有重要指导作用。
图１张力减径工作原理
Ｆｉ．１Ｓｈｍａｉｏ－ｏｌｔｔｈｒｄｃｎｌｎｇｃｅｔｃｆｒｌｓｅｃｅｕｉｇｒｌｇ３ｒｏｉ
１有限元模型建立

张力减径的工艺原理及主要问题

包头钢铁职业技术学院学生毕业论文论文题目：张力减径的工艺原理及主要问题专业：冶金班级：冶金一班学生：李咏光指导教师：魏宁日期： 2010年3月31日目录摘要 (1)关键词 (1)引言 (1)1 张力减径机技术的发展 (1)2 张力减径机的作用 (1)2.1张力减径机的形式 (2)3 钢管定径、减径的工艺原理 (3)3.1 张力减径的优点、缺点 (3)3.2三辊定径、减径机减径与二辊定径减径机相比 (4)3.3张力径机的孔型 (5)3.4张力减径机与微张力减径机的不同 (8)3.5 管材热扩径方法 (8)4张力减径时管端偏厚的原因 (10)4.1影响张力减径机管端增厚的因素 (10)4.2影响管内多边形的因素 (11)结语 (11)参考文献 (12)张力减径机的工艺原理及主要问题摘要：简介了三辊定径机定径和减径的作用及形式，提出了定减径机工作时常出现的问题，进行了三辊定减径机和两辊定减径机的比较。

关键词：定减径机；壁厚；斜轧；张力引言:在无缝钢管生产的三大机组——穿孔机组、轧管机组、定减径机组中，人们一直十分关注轧管机的研究，先后开发出自动轧管机组、顶管机组、新型顶管机组（CPE）、三辊轧管机组、连轧管机组（包括浮动芯棒MM、限动芯棒MPM和半浮动芯棒连轧管机组等）、AccuRoll轧管机组、改进型三辊轧管机组。

但对于穿孔机组，仅在20世纪80年代初才提出菌式穿孔机。

而定减径机一直使用二辊式和三辊式，直到20世纪90年代初才提出三辊可调式定径机技术。

新型三辊可调式定径机技术是为满足现代钢管生产高效、优质、低耗的要求而开发的，它的开发成功也为无缝钢管的生产注入新的活力。

1张力减径机技术的发展张减工艺主要特点是边连续多机架二辊或三辊无芯棒纵轧，采用适当的孔型系使毛管外径减缩，通过机架系列中轧辊速比的调节获得预定的壁厚变化。

20世纪40年代无缝管机组被美国和西欧所用，这时的张减机都是二辊式，到了20世纪50年代，西德曼乃斯曼公司成功地奕用了三辊式张力减径机，从而代替了二辊式。

厚壁钢管张力减径过程的变形规律研究

影响规律，可为提高产品的壁厚精度和形状精度提供理论指导。
张力减径工艺是在前后布置的一系３ＯＬ机架Ｊ￣辊中对荒管进行连续轧制的过程，也是钢管生产中的
最后一道热变形工序。这一过程中，用适当的孔在采型系列，荒管外径得以连续减缩，时凭借机架系使同
张力减径过程中钢管各个部位的应力、应变及温度
在其他参数相同的情况下，本文选取了９种不同壁厚的荒管及对应的张力系数进行有限元模拟，其具
体数值如表１所示。表１荒管壁厚与张力系数数值
摘要：管壁厚和张力系数是张力减径工艺的重要参数，成品钢管质量具有直接影响。对２荒对针０机架钢管模型，选择９种不同壁厚的钢管进行数值模拟，到了张力减径过程并得中金属的流动规律，究讨论了钢管内多边形的形成机理，结了荒管壁厚和张力系数对张力减径工艺的影研总
建立了钢管张力减径过程的有限元热力耦合分析模型，其他参数相同的情况下，究了不同壁厚钢管在研的张力减径过程，析了钢管内多边形的形成机理，分

无缝钢管张力减径张力系数的理论计算与分析

无缝钢管张力减径张力系数的理论计算与分析李金锁;吕庆功【摘要】通过推导钢管张力减径塑性方程,提出了表征钢管张力减径时纵向、径向和切向变形的指标,计算和分析了张力系数对张力减径变形的影响特点,并定量分析了临晃张力系数的特点.分析结果表明:增大张力系数有利于促进钢管的纵向延伸变形和减壁变形,不利于减径变形;在3个方向的变形中,张力系数对壁厚变化的影响最为明显;钢管张力减径时,临界张力系数的大小只受钢管径壁比的影响,径壁比越大,临界张力系数越大;理论计算的临界张力系数的范围为0.35～0.50,任何情况下临界张力系数小于0.50.通过生产应用实例证实,根据钢管径壁比选择张力系数具有实用性和有效性.【期刊名称】《钢管》【年(卷),期】2015(044)003【总页数】4页(P40-43)【关键词】无缝钢管;张力减径;张力系数;塑性变形;径壁比【作者】李金锁;吕庆功【作者单位】天津冶金集团中兴盛达钢业有限公司,天津301616;北京科技大学高等工程师学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TG333.8张力减径机是现代化的生产机组，可以实现钢管的增壁厚、等壁厚和减壁厚变形，在热轧无缝钢管生产过程中得到广泛使用［1-2］。

一般的减径机上单机架减径量只有3%～5%，而张力减径机的单机架减径量可达7%（甚至更高），总减径量可达85%，总减壁量可达38%［3-4］。

因此，张力减径机前面的轧管机可以只生产少数几种规格的荒管，通过张力减径机来得到各种规格的成品管，从而大大提高热轧无缝钢管机组的生产效率、扩大产品规格范围［5-6］。

张力系数是控制钢管壁厚变化的关键参数，其设定和控制水平对于成品钢管的壁厚精度具有重要的影响［7］。

通常情况下，张力减径机应尽可能采用大的张力系数，以强化张力减径工序的减壁变形能力，但必须结合具体工艺条件进行合理设定。

一般张力减径的张力系数为0.34～0.50时为等壁减径，张力系数为0～0.33时为增壁减径，张力系数大于0.50时为减壁减径，实际生产中的最大张力系数可取到0.65～0.85［8-10］。

厚壁钢管张力减径过程的变形规律研究

厚壁钢管张力减径过程的变形规律研究一、引言A. 研究背景B. 研究意义C. 研究目的与任务二、厚壁钢管张力减径过程的变形规律分析A. 厚壁钢管张力减径过程概述B. 变形规律分析1. 张力减径过程中金属材料的变形特性2. 变形时的应力状态3. 变形模式三、实验设计A. 实验设计的原则和方法B. 实验装置搭建C. 变形规律的参数获取方法四、实验结果与分析A. 实验数据处理与统计B. 应力-应变曲线分析C. 张力与减径率的关系分析五、结论与展望A. 结论总结B. 存在问题分析C. 研究展望备注：该提纲仅供参考，实际论文内容和章节可以根据具体情况进行调整。

一、引言A. 研究背景随着工业的发展，厚壁钢管的应用越来越广泛。

从中发现，在生产过程中，厚壁钢管的张力减径过程无论是在材料的力学性能还是成型效率上都有很大的挑战。

因此，对于厚壁钢管的张力减径过程进行变形规律的研究将有助于其生产效率和成形质量的提高，同时也有利于实际工程应用。

B. 研究意义厚壁钢管是目前比较常用的结构材料，广泛应用于石油、天然气、水利、化工、船舶和建筑等领域。

在厚壁钢管的生产中，张力减径是一个重要的加工过程，它将直接影响到后续的成形效果和材料的机械性能。

因此，深入研究厚壁钢管张力减径过程中的变形规律，具有重要的理论意义和实际应用价值。

C. 研究目的与任务本研究的主要目的是深入探究厚壁钢管张力减径过程中的变形规律，进而提出相应的理论模型，并进行实验证实。

具体研究任务如下：1. 分析厚壁钢管张力减径的过程和机理。

2. 建立张力减径的数学模型，探究张力减径过程中的变形规律。

3. 对建立的模型进行实验验证和参数分析。

4. 提出针对厚壁钢管张力减径过程的改进措施。

二、厚壁钢管张力减径过程的变形规律分析A. 厚壁钢管张力减径过程概述厚壁钢管的张力减径是一种重要的加工过程，其主要过程包括张力作用、切削和压制。

通过在轴向施加拉力，从而使钢管产生轴向塑性变形，同时，在轴向切削中加压，使其产生径向塑性变形而减小其直径。

电阻焊张力减径钢管的力学性能研究

电阻焊张力减径钢管的力学性能研究电阻焊张力减径钢管是一种经过特殊工艺处理的钢管，以其高强度、优良的机械性能和广泛的应用领域而受到了广泛关注。

本文将对电阻焊张力减径钢管的力学性能进行研究，并探讨其在实际工程中的应用。

首先，我们将从电阻焊张力减径钢管的制备工艺开始研究。

该钢管制备工艺主要包括预焊、张力减径和后续热处理等环节。

预焊是通过电阻焊接技术将两根钢管预先焊接成一体，保证其横向焊缝的质量；张力减径则是通过张力作用下的减径变形来改变钢管的截面形状和尺寸，提高钢管的材料性能。

后续的热处理工艺可以进一步优化钢管的力学性能，提高其强度和韧性，并消除焊接过程中的残余应力。

接下来，我们将对电阻焊张力减径钢管的机械性能进行研究。

首先是强度方面的研究，通过拉伸试验和硬度测试等方法评估钢管的抗拉强度、屈服强度和硬度等指标。

实验结果显示，电阻焊张力减径钢管具有较高的强度，远远超过普通焊管和冷拔无缝钢管。

这意味着在工程中可以使用更薄、更轻的钢管来满足相同的强度要求，从而减少材料消耗。

其次是韧性方面的研究。

韧性是材料对外部应力作用下抵抗断裂的能力，而电阻焊张力减径钢管在韧性方面表现出色。

通过冲击试验和断口观察等方法，我们可以评估钢管的冲击韧性和断裂形态。

实验结果表明，电阻焊张力减径钢管具有较高的冲击韧性，其断口呈现出延展性的特点，而非脆性断裂。

这意味着在工程中，钢管在受到冲击或其他外力作用时能够更好地承受和分散应力，降低遭到破坏的风险。

此外，我们还将研究钢管的耐腐蚀性能。

电阻焊张力减径钢管经过特殊的热处理工艺，表面光洁无缺陷，且内外表面都经过了氧化膜处理。

这使得钢管在酸碱盐等腐蚀性环境下具有良好的耐腐蚀性能，可以在海洋、化工等领域广泛应用。

最后，我们将探讨电阻焊张力减径钢管在实际工程中的应用。

由于其独特的机械性能和耐腐蚀性能，电阻焊张力减径钢管被广泛应用于石油、天然气、化工、航空航天等领域。

在输送管道方面，其高强度和良好的耐腐蚀性能可以有效降低管道的重量和成本，并提高输送效率和安全性。

钢管张力减速机的减径理论及工艺参数-未成稿

钢管张力减径机的减径理论及工艺参数太原重型机器有限公司技术中心轧钢所汤智辉前言张力钢管减径是钢管生产中的一项重大的发展，世界各国都十分重视。

张力减径机已经愈来愈广地得到应用。

用一般不带张力的减径机来生产小直径钢管，已经有很多年的历史了。

但是，由于减径出来的钢管壁厚增加、横向壁厚不均比较严重，减径管的质量不能令人满意；同时由于减径量较小，需要比较多的机架，因此，这种减径机应用范围多半局限在生产轧管机组不能或不容易直接生产的小直径钢管。

在一般减径机上，单架减径理只有3～5%，而在张力减径机上，单架减径量可以达到12～14%。

张力减径时，在减小直径的同时可以使钢管壁厚减薄或者保持不变，减径过程稳定并且钢管的横向壁厚不均也比较小。

因此，张力减径就成了生产薄壁小直径钢管的有效方法。

此外，由于张力减径时的变形量大，所需要的机架数目可以显著减少，因而使减径管的规格范围日益扩大。

这样，减径机就不仅用来生产小直径钢管，同时也用来生产较大规格的钢管。

在这种情况下，前面的轧管机组就可以只生产少数几种生产北最高、最便于生产的规格，通过张力减径机得到各种尺寸的成品管，从而大大提高了机组的生产能力，简化了生产。

目前，只要是在无缝钢管生产中，不论在连续生产还是单根钢管生产中，也不论在轧钢机还是在挤压机后，都广泛安设了张力减径机。

因此，可以说：张力减径机已经成为钢管生产中应用最广泛的设备之一。

张减理论一、管材的壁厚变化与延伸在张力减径时过程中，管材的壁厚减薄与延伸，既发生在减径机的各机架上，也同样发生在减径机各机架之间。

㈠在机架上的变形当管材在机架上受压时，直径和壁厚都发生变化。

如果说直径的变化完全决定于孔型的尺寸，那么壁厚的改变则同其它一些因素（张力、壁厚与直径之比等）有关。

现以管材在变形区的一个单元体为例，对其应力状态进行分析。

径向应力 σr 、切向应力σq 、轴向应力σx 在管材断面和在变形区的分布都是不均匀的。

这可以从管材出入口断面的应力不相等，和内外表面的应力不相等可以看出。

无缝钢管张力减径张力系数的理论计算与分析

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｎｄｅｘｅｓｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ，ｒａｄｉａｌａｎｄｔａｎｇｅｎｔｉａｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｄｕｒｉｎｇｓｔｒｅｔｃｈｒｅｄｕｃｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｄｅｒｉｖａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｓｔｅｅｌｔｕｂｅｓｔｒｅｔｃｈｒｅｄｕｃｉｎｇ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅｆｆｅｃｔｂｙｔｈｅｔｅｎｓｉｏｎｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔｏｎｓｔｒｅｔｃｈｒｅｄｕｃｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｎｄｌｉｋｅｌｙ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｔｅｎｓｉｏｎｔｏｅｆｉｃｉｅｎｔａｒｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ａｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｉｓｍａｄｅ，ｃｏｖｅｒｉｎｇｔｈｅａｓｐｅｃｔｓａｓｂｅｌｏｗ．Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｔｅｎｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｓｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｂｏｏｓｔｉｎｇｂｏｔｈｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｅｘｔｅｎｓｉｏｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｗａｌｌｔｈｉｃｋｎｅｓｓ－ｒｅｄｕｃｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｂｕｔｃｏｕｎｔｓａｇａｉｎｓｔｄｉａｍｅｔｅｒ — ｒｅｄｕｃｉｎｇｄｅｏｒｆｍａｔｉｏｎ．Ａｓｏｒｆｔｈｅａｂｏｖｅｍｅｎｔｉｏｎｅｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｒｅｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ．ｔｈｅｗａｌ１ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｖａｒｉａｔｉｏｎｉＳｍｏｓｔｏｂｖｉｏｕｓｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｔｅｎｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｒｅｄｕｃｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｔｕｂｅ，ｓｉｚｅｏｆｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌ

无缝钢管张力减径过程中内六方的成因分析及解决办法

配使得钢管在每个机架上的变形程度不一致，易
及传动上的方便，邻机架上下倒置摆放，相这相当于将轧辊每次旋转６。正是这种布置使钢管的０，壁厚变化趋势叠加。如果采用不同角度布置，最
机架叠加后，管金属在沿轧辊孔型方向流动不钢均匀。钢管在减径过程中，薄的部位在不断减减
２解决措施
薄，厚的部位在不断增厚。如果钢管此时能产增
生一定角度的旋转，则增厚和减薄趋势不会叠加，这样金属在沿轧辊孔型方向的流动趋于均匀，内六方问题将得到根本上的解决。
中，沿钢管孔型周边壁厚的变化是不均匀的。减
的不均匀对内六方的影响。
由于接触传热的复杂性，一般将接触传热用
经验公式ｑ＝ｈ（）示。式中ｇ为接触换ｉＴ— 表ｉ
热热流，；等效接触导热系数，响接触换热ｈ为影
４１
Ｎｏ．２
Ｊｎ０ｌｕｅ２２
《中国重型装备》ＣＮＥＶＱＩＭＥＴＨＩＡＨＡＹＥＵＰＮ
单机架轧制后
第二机架轧制后
图２沿１６周长的ｑ分布图／；
Ｆｇｒｑｉｔｂｔｎａｏｇ１６ｐｒｍｅｅｉｕｅ２Ｊｄｓｒｕｉｌｎ／ｅｉｔｒｉｏ
ｗｉｈｃｒｅｅｈｎｌｇｏｄｉｉｎ，ｖｒｏｓｔｕｒｎｔｔｃｏｏｙｃｎｔｏａｉｕｍｅｓｒｓｏｅｕｉｇａｄｅｉｉａｉｎｅａｈｘｇｎａｅｅｎｐｆｒａｕｅｆｒｄｃｎｎｌｍｎｔｎｇｉｔｒｌｅａｏｈｖｂｅｕｔｏ — ｎ

张减资料

给常州减径机讲稿2004年10月17日1、前言1、1张力减径机与微张力减径机的区别总的来，张减与微张减在设备和变形原理上是完全一样的，只是在实际运用时，根据不同的条件和要求，选择的工艺参数（张力系数）不同而已。

张力减径一般机架数≥16，工艺上最大的特点是减壁减径，一般单架最大减径率＞6.0%，总减径率可达到80%以上。

但同时它的切头损失非常大（最大的切头长度可超过2米）。

微张力减径的机架数≤14，过去单架最大减径率不超过3.5%、总减径率小于35%。

由于张力系数≤0.5，只能实现等壁或减壁减径，因此切头损失比张减大大减少——大多情况下，切头长度大多可控制在300MM以内。

同时，只要措施得当，中、厚壁管的“内六方”可控制在较好水平。

因此微张力减径机比较适用于荒管长度≤15米的热轧无缝钢管机组和中、厚壁管生产。

1、2介绍主要内容介绍的主要内容是减径的变形理论、几个工艺问题和生产工艺的编制、轧机调整。

2、变形理论（微张减工艺的基础）2、1基本变形理论——钢管张力减径变形的基本方程式2、1、1 推导所用的符号和定义S ——钢管壁厚D ——钢管外径F ——钢管横断面积F＝πS（D－S）ν——钢管壁厚系数ν＝S/DDm——钢管平均直径1Dm＝D－Sζr ——径向应力ζ e ——轴向应力ζt ——切向应力Φr ——径向对数变形Φr＝l nS/S0Φe ——轴向对数变形Φe＝l nL/L0＝ln F0/F＝lnµΦt ——切向对数变形Φt＝l n(D－S)/(D0－S0)2、1、2 基本出发点1）三向的应力—应变关系——圣维南塑性应力应变理论(ζr－ζm):(ζe－ζm):(ζt－ζm)＝Φr:Φe:Φt 式中：ζm为平均应力ζm＝(ζr＋ζe＋ζt)/32）屈服条件——最大切应力理论ηma x＝(ζ1-ζ3)/2＝Kf/2在钢管减径条件下，即为：ζe－ζt＝K fKf为材料的变形抗力，主要与材料的屈服极限ζs、变形温度、变形速度以及加工硬化等有关。

无缝钢管张减过程张力对壁厚分布的影响

无缝钢管张减过程张力对壁厚分布的影响
无缝钢管对精密的加工作业和高要求的测量工作性能和精度提出来的要求越来
越高。

然而，无缝钢管在张减过程中经常出现壁厚不均匀分布，这不仅会降低无缝钢管的性能，而且会使整个张减过程变得方向与困难。

因此，对无缝钢管张减过程张力对壁厚分布的影响进行研究是很有必要的。

首先，要确定无缝钢管张减过程张力对壁厚分布的影响，需要两个重要的参数：受力角度和受力面积。

由于无缝钢管的碳含量不同，其受力面积也不同，因此采用无缝钢管所能承受的最大张力大小也随着钢管的碳含量和受力面积的变化而变化。

此外，无缝钢管张减过程中张力分布也会影响壁厚分布，张力强度越大，产生
的壁厚偏差越大。

因此，针对无缝钢管张减过程，必须准确控制张力的分布，以保证壁厚的均匀性。

另外，在无缝钢管的张减过程中，张力的大小也会和外力的类型有关系，例如
轮模张减可以使得张力更加均匀，而拉模设计的受力角度也会比均角设计更大以及滚筒等设备可以通过张力控制来弥补模具设计的角度误差等，因此，正确控制外力的张紧，可以有效地改善无缝钢管的壁厚分布。

通过以上分析可以得出，无缝钢管张减过程张力对壁厚分布的影响是很明显的。

正确控制受力面积、受力角度以及外力的类型和张紧度，可以明显降低壁厚偏差，保证无缝钢管的性能和精度。