压力加工工艺学--钢管生产
金属压力加工工艺技术详解
第二节 金属的塑性变形
第二节 金属的塑性变形
• 金属的塑性变形，是压力加工的基础， 各种形状的锻件都是利用金属的塑性变 形来制造的。
• 因此，学习金属塑性变形的有关理论， 对改进锻造方法，提高锻件质量，降低 消耗都是十分必要的。
一、 金属塑性变形的实质
弹性变形
在外力作用下，材料内部产生应力，应力迫使原子 离开原来的平衡位置，改变了原子间的距离，使金 属发生变形。并引起原子位能的增高，但原子有返 回低位能的倾向。当外力停止作用后，应力消失， 变形也随之消失。如图3-1（b）所示。
• 金属在常温下经塑性变形后，内部组织将发生 变化：
⑴ 晶粒沿最大变形的方向伸长； ⑵ 晶格与晶粒发生扭曲，产生内应力； ⑶ 晶粒产生碎晶。
二、塑性变形对金属组织和性能影响
1.加工硬化
• 金属的力学性能 随内部组织变形 程度的增加，强 度和硬度上升， 而塑性、韧性下 降(如图3-4)，这 种现象被称为加 工硬化（或冷作 硬化）
（二）加工条件
⒈变形温度的影响
温度↑→原子的运动能力↑→容易滑移→塑性↑，变 形抗力↓，可锻性改善。
若加热温度过高，晶粒急剧长大，金属力学性能降 低，这种现象称为“过热”。已过热工件可通过锻 造，控制冷却速度，热处理，使晶粒细化。
若加热温度更高接近熔点，晶界氧化破坏了晶粒间 的结合，使金属失去塑性，坯料报废，一击便碎， 无法挽回。这一现象称为“过烧”。
金属锻造加热时允许的最高温度称为始锻温度。
不能再锻，否则引起加工硬化甚至开裂，此时停止 锻造的温度称终锻温度。
锻造温度：
• 始锻温度：碳钢比AE线低200C°左右 • 终锻温度：800C°过低难于锻造 ，若强
行锻造，将导致锻件破裂报废。
(完整版)金属工艺学(压力加工)
锻造齿轮毛坯，应对棒料镦粗加工，使其纤维呈放射状，有利于齿轮的受力。 曲轴毛坯的锻造，应采用拔长后弯曲工序，使纤维组织沿曲轴轮廓分布，这样曲轴 工作时不易断裂。
第三节 金属的可锻性
金属的可锻性是衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难 易程度的工艺性能。
转体锻件。
第二节 锻造工艺规程的制订
一、绘制锻件图
锻件图是以零件图为基础，结 合锻造工艺特点绘制而成。
1.敷料、余量及公差
敷料:为了简化零件的形状和 结构、便于锻造而增加的 部分金属。
加工余量：在零件的加工表面 上，为切削加工而增加的 尺寸。
锻件公差:是锻件名义尺寸允 许的变动量。金工动画\锻 件图.exe
二、常用的压力加工方法：
a）轧制 b）挤压 c）拉拔 d）自由锻 e）板料冲压 f）模锻
金工动画\压力加工\视 频\挤压.avi
金工动画\压力加工\视频\镦粗.avi
三、压力加工的特点 （1）改善金属的组织、提高力学性能。 （2）材料的利用率高。 （3）较高的生产率。 （4）毛坯或零件的精度较高。 钢和非铁金属可以在冷态或热态下压力 加工。可用作承受冲击或交变应力的重要零 件，但不能加工脆性材料（如铸铁）。
可锻性常用塑性和变形抗力来衡量。金属的可锻性取决于金属 的本质和加工条件。
一、 金属的本质
1.化学成分的影响 纯金属的可锻性比合金好；碳钢的含碳量越低，可锻性
越好。 2.金属组织的影响
纯金属及单相固溶体比金属化合物的可锻性好;细小的 晶粒粗晶粒 好；面心立方晶格比体心立方晶格好 。
二、加工条件
1.变形温度的影响 热变形可锻性提高.但温度过高将发生过热、过烧、脱
01-水工金属压力钢管制作工艺规程
1 技术准备工作钢管制作前，技术人员应充分熟悉设计图纸、技术规范和相关标准，为钢管材料采购、下料、组装、焊接、消应、防腐、产品交付等提供技术支持。
钢管制作所需技术文件一般包括：原材料采购标准、采购清单、制作工艺文件、焊接工艺卡、检验检测计划、发货清单等。
(1) 钢管展开图钢管展开图是工厂制作工艺图的一部分，在此基础上可以绘制下料图、加工图、拼装图、焊接图等。
根据不同的钢管结构，可采取相应的方法绘制展开图。
1） 直管展开图绘制。
直管是钢管的主要结构形式。
如图2-3-1，假设钢管进、出口直径为φ (中性层直径)，钢管即为标准圆柱，其展开图是宽度为b 的矩形，矩形长度等于钢管周长，即πφ。
2） 锥管展开图的绘制如图2-3-2所示，锥管小口直径为1d ，大口直径为2d ，锥管垂直高度为h ，母线长为L ，则此锥管的锥顶角α值计算见公式（2-3-1）： Ld d 2s i n 2121-=-α …（2-3-1） 锥管展开圆心角θ值计算见公式（2-3-2）：︒⨯-=360212Ld d θ …（2-3-2）扇形区域abcd 即为单节锥管展开图。
3）渐变段展开图绘制渐变管是矩形断面过渡到圆形断面的连接管段，采用圆角过渡，即在方形断面的四个角上，以小圆弧连接并使圆弧半径逐渐变大，以至四个圆弧最后连成一个圆。
通常渐变管圆弧的中心位置和半径按直线规律变化。
如图2-3-3,渐变管从进水口矩形截面（B×H）通过圆弧过渡到直径为D的出水口圆形截面。
渐变管中间任一横截面为带圆角的矩形，其圆角半径值为线性变化的一组数据。
如图2-3-4所示，钢管渐变段展开包括直边区和斜锥管区，其中直边区很容易通过计算得出，斜锥管需通过投影计算圆弧上各对应点素线长度的方法展开。
由于渐变段钢管是分节制作，展开图可以根据线性变化规律，计算出分节位置截面尺寸，在相应视图上均匀量取圆弧上各点1～11以及对应的素线投影位置1＇～11＇，进而求出圆弧上各点锥管的实际长度。
第三篇金属压力加工
近代物理学证明，实际晶体内部存在大最缺陷。其中，以 位错（图3-2a对金属塑性变形的影响最为明显。由于位 错的存在，部分原子处于不稳定状态。在比理论值低得 多的切应力作用下，处于高能位的原子很容易从一个相 对平衡的位置上移动到另一个位置上（图3-2b），形成 位错运动。位错运动的结果，就实现了整个晶体的塑性 变形（图3-2c）。
4、多晶体的塑性变形：金属都是由大量微小晶粒组成的 多晶体。其塑性变形可以看成是由组成多晶体的许多单个 晶粒产生变形（称为晶内变形）的综合效果。 由于构成晶体的晶粒位向不同，还有晶界的阻碍，在其滑 移，变形时，分先后次序逐批进行。同时晶间的滑动和转 动（称为晶间变形）。如图，每个晶粒内部都存在许多滑 移面，因此整块金属的变形量可以比较大。低温时，多晶 体的晶间变形不可过大，否则将引起金属的破坏。
（2）拉拔 金属坯料被拉过拉拔模的模孔而变形的加工方法。
（3） 挤压 金属坯料在挤压模内被挤出模也而变形的加工方法。
（4） 锻造 金属坯料在抵铁或锻模模膛内变形而获得产品的方法。
（5）板料冲压 金属板料在冲模间受外力作用而产生分离或变形 的加工方法。
• 一般常用的金属型材、板材、管材和线材等原材料，大都是通过 轧制、挤压、拉拔等方法制成的。机械制造业中的许多毛坯或零 件，特别是承受重载荷的机件，如机床的主轴、重要齿轮、连杆、 炮管和枪管等，通常采用锻件作毛坯。板料冲压广泛用于汽车、 电器、仪表零件及日用品工业等方面。
2、变形速度的影响 变形速度即单位时间的变形程度。 （1）随着变形速度的增大，回复和再结晶不能及时克服 冷变形强化现象，金属则表现出塑性下降、变形抗力增大 （图3-9中a点以左），可锻性变差。
压力钢管制作施工方案
压力钢管制作施工方案一、引言压力钢管在工业领域中扮演着重要的角色，用于输送液体、气体等介质。
正确的制作和施工方案对于保障工程的安全性和稳定性至关重要。
本文将介绍压力钢管制作和施工的关键步骤和注意事项，以确保项目顺利进行。
二、材料准备在开始制作压力钢管前，需要准备以下材料： - 钢管：选择质量优良、规格适当的压力钢管。
- 焊接材料：确保选用符合标准的焊接材料。
- 辅助材料：包括管道支架、管件、阀门等。
三、制作工艺1. 切割根据工程需要的尺寸要求，将钢管进行切割。
确保切割平整、尺寸准确。
2. 焊接将切割好的钢管进行对接，采用焊接技术进行连接。
在焊接过程中，注意控制焊接温度和时间，确保焊缝牢固。
3. 检测完成焊接后，对焊缝进行检测，确保焊接质量符合要求。
可以采用X射线或超声波等方法进行检测。
4. 防腐处理对焊接完成的钢管进行防腐处理，以提高其耐腐蚀性能，延长使用寿命。
四、安装施工1. 定位根据设计要求，确定管道的走向和位置，合理设置支架。
2. 安装将制作好的压力钢管安装到预定位置，进行固定。
3. 连接根据实际情况，连接管道与阀门、管件等附件，确保连接紧密。
4. 预压在系统投入使用前，进行预压测试，检查管道系统是否有泄漏等问题。
五、验收和保养在系统投入使用后，做好系统的验收工作，确保安全可靠。
同时，定期进行系统的保养维护工作，延长系统的使用寿命。
结语压力钢管制作施工是一项重要的工程，需要严格按照标准流程进行操作，确保系统的安全稳定运行。
只有在严谨的制作和施工过程中，才能保证工程的质量和可靠性。
希望本文的内容对您有所帮助，谢谢阅读。
金属压力加工(钢管生产)复习概要
金属压力加工（钢管生产）复习概要1、钢管的分类：/10为特厚管，/=10~20为厚管，/=20~40为薄管，/40为特薄壁管。
2、钢管没米质量：3、热轧无缝钢管整个过程：穿孔，轧管，热精整。
4、热轧无缝钢管钢管机组以轧管机类型来分类和命名，机组的名称以该机组生产钢管的最大规格和轧机的类型来表示。
5、焊管机组的名称用机组生产的产品范围，以及成型和焊接的方法表示。
冷轧管机和旋压机的规格大小用其轧制的产品规格和轧管机形式来表示。
6、钢管冷加工方法有：冷轧，冷拔，旋压，冷张力剪径。
7、MM为全浮动芯棒连轧机，MPM为限动芯棒连轧机，PQF三辊半浮动芯棒连轧管机，FQF为三辊半浮动芯棒连轧管机。
8、钢管生产所需的管坯长度：9、钢坯切断方法有：剪断、折断、锯断、火焰切割10、剪切力的估算公式：11、圆管坯定心的目的：是顶头对中，防止穿偏，减小毛管前段的壁厚不均，并改善斜轧穿孔的二次咬人条件，使穿孔过程顺利进行。
12、管坯加热的目的：提高管坯塑性、降低变形抗力、有利于塑性变形和降低加工能耗；使碳化物溶解和非金属相扩散，改善钢的组织性能。
13、管坯加热炉形式有：环形炉、步进炉、斜底炉、感应炉。
14、临界压缩率是指斜轧时管坯出现中心撕裂的直径压缩率。
15、穿孔机分为斜轧穿孔机和压力穿孔机。
16、轧辊为主传动外变形工具，分为：入口椎（拽入管坯实现穿孔）、出口椎（实现毛管减壁、平整毛管表面你、均匀毛管壁厚和完成毛管归园）、轧制带（过度作用）。
17、导板和导盘为管坯和毛管导向并稳定轧制线、封闭孔型、限制毛管横向变形和控制毛管外径的作用。
分为：入口斜面（导入管坯）、出口斜面（导出毛管并限制毛管外径）、过渡带（过度作用）。
18、顶头穿孔机内变形工具。
分为：顶尖（用于穿孔时对准管坯定心孔）、穿孔锥（承担管坯穿孔和毛管减壁的任务）、平整段（均壁合平整毛管内外表面的作用）、反锥（防止毛管脱落顶头时产生内划伤）。
19、由轧辊、导板、顶头、轧件构成的穿孔变形区可分为：穿孔准备区、穿孔区、平整区、归园区。
金属压力加工
加工硬化的金属内部组织变化特点： 1、各晶粒沿变形最大的方向伸长； 2、位错密度增加，晶格严重扭曲，产生内 应力； 3、滑移面和晶粒间产生碎晶。
2、回复和再结晶 1 ）回复 : 当加热温度不高时，晶格扭曲被消除， 内应力明显降低，但力学性能变化不大，部分 地消除了加工硬化。
T回复=（0.25～0.3）T
• 2．圆钢拔长前直径为φ100mm，拔长后为φ50mm，试计算锻造比 y。 • y=F0/F=(100/50)2=4
第二节
锻造方法 - 自由锻
• 自由锻 利用冲击力或压力，使放在上下砧之间的金 属坯料产生塑性变形，从而得到所需锻件的压力加工 方法。 • 自由锻分手工锻造和机器锻造两种，目前都采用机器 锻造。 • 自由锻通常采用热变形，常以逐段变形的方式来达到 成形的目的， • 自由锻只能锻造形状简单的锻件，生产率低，劳动强 度大，锻件精度差、表面粗糙、加工余量大。 • 自由锻只适用于单件、小批量生产。 • 自由锻是大型锻件唯一可能的锻造方法。
小的变形速度，在压力机上进行锻造。
(3)应力状态 • 三个方向中压应力的数目越多，则金属的塑性 越好。拉应力的数目越多，则金属的塑性越差。 • 压应力使各种缺陷受到抑制，不易扩展，故可 提高金属的塑性。 • 在拉应力作用下，极易扩展，甚至破坏，使金 属失去塑性。 • 同号应力状态下的变形抗力大于异号应力状态 下的变形抗力。
•
• 过热 加热温度过高，导致晶粒急剧长大 的现象。该缺陷可以通过重新的热处理 加以消除。 • 过烧 加热温度过高（过热之后），导致 晶界严重氧化，甚至局部熔化的现象。 产生该缺陷后，性能极脆，并不能挽救， 只能报废。 • 停止锻造的温度称为终锻温度，指金属 热变形允许的最低温度。终锻温度过低， 金属的加工硬化严重，变形抗力急剧增 加，使加工难于进行。
压力钢管制造工艺技术
压力钢管制造工艺技术压力钢管制造工艺技术是一项涉及到钢材加工和制造的关键技术，它在工业领域中扮演着重要的角色。
压力钢管广泛应用于石油、化工、电力、航空航天等领域，具有承压能力强、耐腐蚀性好、使用寿命长等特点。
下面将介绍压力钢管制造工艺技术的一些关键方面。
压力钢管的制造需要选取合适的钢材。
钢材的选择对于压力钢管的品质至关重要。
一般来说，常用的钢材有碳素钢、合金钢和不锈钢等。
碳素钢具有良好的可焊性和强度，合金钢具有更好的耐腐蚀性和强度，而不锈钢则具有耐高温和耐腐蚀性能。
根据不同的使用环境和要求，选择合适的钢材非常重要。
压力钢管的制造需要经过多道工序。
首先是原料的切割和预处理，包括钢板的切割和去除表面的氧化层等。
然后是钢板的弯曲和焊接，以形成管状。
焊接是制造压力钢管的关键步骤，焊接质量直接影响到钢管的性能和安全性。
因此，在焊接过程中需要严格控制焊接温度、焊接速度和焊接材料等参数，以确保焊缝的质量。
接下来是压力钢管的成型和热处理。
成型是指将焊接好的管子进行冷弯或热弯，使其达到预定的形状和尺寸。
热处理是指将成型的钢管进行加热或冷却处理，以改变其组织结构和性能。
热处理可以提高钢管的强度、硬度和耐腐蚀性，同时减少残余应力和缺陷。
最后是压力钢管的表面处理和检测。
表面处理是指对钢管进行除锈和防腐处理，以延长钢管的使用寿命。
常用的表面处理方法有喷漆、镀锌和涂层等。
检测是指对制造好的钢管进行质量检验，以确保其符合相关标准和要求。
常用的检测方法有超声波检测、射线检测和液压试验等。
压力钢管制造工艺技术是一项综合性的技术，它涉及到钢材的选择、加工和制造等多个方面。
通过合理的制造工艺和严格的质量控制，可以生产出高质量、安全可靠的压力钢管。
压力钢管在工业领域中具有重要的应用价值，它不仅能够满足各种工程需求，还能够推动工业的发展和进步。
钢管生产工艺课件
5. 表面处理
对钢管进行抛光、涂 装等表面处理，以提 高其美观性和耐久性
。
钢管生产工艺的重要性
总结词
钢管生产工艺在国民经济和现代工业中具有重要意义 ，其发展水平直接影响到相关产业的发展和产品质量 。
详细描述
钢管作为一种重要的工程材料，广泛应用于石油、化 工、建筑、机械等领域，其质量和性能直接影响到产 品的安全性和可靠性。随着现代工业的发展，对钢管 的性能要求越来越高，因此钢管生产工艺的发展也必 须不断进步和创新。钢管生产工艺的发展不仅可以提 高产品质量和性能，还可以降低生产成本和提高生产 效率，从而促进相关产业的发展和进步。
钢管生产工艺课件
目录
• 钢管生产工艺简介 • 钢管生产原料与设备 • 钢管生产工艺技术 • 钢管质量检测与控制 • 钢管生产工艺的应用与发展
01
钢管生产工艺简介
钢管的定义与分类
总结词
钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的钢材，通常用于输送流体、结构支撑等。根据用途 和制造方法，钢管可分为无缝钢管和焊接钢管两大类。
详细描述
钢管是一种重要的工程材料，广泛应用于石油、化工、建筑、机械等领域。无缝钢管是通过热 轧、冷拔或挤压等方法制成的，具有结构紧凑、承受压力大等特点；焊接钢管则是通过焊接工 艺将钢板连接成管状，具有制造简便、成本低廉等优点。
钢管生产工艺流程
01 总结词
钢管生产工艺流程包括原料准备、成型、焊接、 热处理和表面处理等环节。不同类型和规格的钢 管生产工艺流程略有差异。
热处理设备
选择合适的热处理设备，如连续 式热处理炉或周期式热处理炉， 确保管材的热处理质量和产量。
04
钢管质量检测与控制
钢管的质量标准
最新压力钢管制造和安装施工方法
压力钢管制造和安装施工方法1、压力钢管制造压力钢管制造必须按施工图样(含技术要求说明书和设计修改通知单，后同)进行，如有修改，应取得发包人的书面同意，对修改的内容，应作详细记录，并作为绘制制造竣工图样的依据。
2、材料2.1压力钢管制造所用的金属材料，包括黑色金属材料和有色金属材料，必须符合施工图样规定，其机械性能和化学成份必须符合现行的国家标准或部颁标准，并应具有出厂合格证。
如无出厂合格证、或标号不清、或数据不全、或对数据有疑问者，应每张或每件进行试验，试验合格并取得监理人的同意才能使用。
2.2凡钢板表面存在的缺陷超过GB3274的有关规定时，不得用于制造压力钢管。
2.3钢材的化学成份要求，见下表。
钢材的化学成份要求2.4钢材的力学和工艺性能钢材的力学和工艺性能1）每批材料入库验收时，应向监理人提交产品质量证明书，并接受监理人的检查，没有产品合格证件的钢材不得使用。
2）钢板应进行抽样检验。
每批等厚度的钢板抽样数量为4%，且不少于2张。
同一牌号、同一质量等级、同一炉罐号、同一品种、同一热处理制成的钢板可列为一批。
检验成果报送监理人。
钢板抽样检验项目应包括：表面检查、化学成分、力学性能、超声波探伤检查。
检验合格方可使用。
3）钢板应按钢种、厚度分类堆放，垫离地面，并作出明显标记；在户外时，应架设雨棚，防止腐蚀、污染和变形，并记录到货日期。
存放应避免雨淋、锈蚀，钢板叠放与支撑垫条间隔设置应避免产生变形。
3、焊接材料3.1焊条型号或焊丝代号及其焊剂必须符合施工图样的规定，当施工图样没有规定时，应选用与母材强度相适应的焊接材料;3.2焊条应符合GB5117、GB5118、GB984或GB983的有关规定;3.3自动焊用的钢丝应符合GB1300等的规定;3.4碳素钢埋弧自动焊用焊剂应符合GB5293等的有关规定;3.5焊接材料都必须具有产品质量合格证;3.6焊条的贮存与保管遵照JB3223的规定执行。
存放的库房内通风良好，室温不应低于5℃，相对湿度不应高于70%，并定时记录室温和相对湿度。
水利工程压力钢管制造探究
水利工程压力钢管制造探究水利工程压力钢管是水利工程中常用的一种管道。
其制造过程需要经过多道工序，其中包括管材准备、钢板切割、预成型、焊接、校直、尺寸检查等环节。
本文将探究水利工程压力钢管的制造过程及其规范要求。
一、管材准备管材的材质常用Q235B、20G、16Mn等高强度结构钢或低合金钢。
在发给制造厂家时，必须要有钢板厚度、钢板长度、管径、壁厚等技术要求。
制造厂家根据这些技术要求生产出标准的钢板。
二、钢板切割钢板切割是水利工程压力钢管制造的第一步。
这个过程需要将钢板按照需要的尺寸进行切割。
切割有手动和机械两种方式，一般以机械方式切割为主，可以提高生产效率。
三、预成型预成型是水利工程压力钢管制造的重要步骤之一。
钢板切割成型后，需要先将其弯曲成一定的管形，这样才能够进行下一步的焊接。
较小的口径的钢管可以使用轧制预成型机进行预成型，而较大的口径的钢管需要人工使用卷板机进行预成型。
四、焊接水利工程压力钢管的生产过程中，焊接是一项必不可少的工艺。
焊接分为长焊和螺旋焊，其中长焊的工艺技术较为成熟，应用广泛。
焊接质量直接决定了钢管的使用寿命和安全性能，因此在焊接时，需要进行焊口的控制及质量检验工作，确保其质量达到规定的标准。
五、校直校直是对焊接完成的水利工程压力钢管进行尺寸调整的工艺。
校直过程中, 需要使用专业的校直机器，将整个钢管进行微调，使其尺寸与要求的标准基本一致。
六、尺寸检查最后一个步骤是尺寸检查。
在这个过程中，需要对校直后的钢管尺寸进行严格的检查，以确保生产出的水利工程压力钢管符合要求。
检查通过后，方可进行包装和发货。
总的来说，水利工程压力钢管的制造过程十分复杂，需要经过多个步骤的处理才能成品。
其硬度高、抗压、耐腐蚀、性能稳定等特点，使其在各种水利工程中得到广泛的应用。
在生产过程中，制造厂家需要按照规范要求，严格控制每个环节，确保各项技术指标达到要求，为水利工程的建设提供可持续、优质的水力支持。
钢管加工工艺
四、剪切力计算
P K F K K F
max
1
1
2
b
K1:磨钝系数（鞍钢1.3） K2=τ/σb冷剪20＃管坯，最大直径 是多少？
（20＃：σb=490.5MPa）
2．2 管坯的加热及定心
一、管坯加热
加热目的：提高塑性，降低变形抗力，为穿孔和轧管准 备良好的加工组织，改善金属的性能。
加热时间的确定：
τ＝Kjr·Dp （s）
Dp:管坯直径（方坯以边长计），mm； Kjr：管坯单位加热时间（加热速度），s/mm(直径)；
与钢种和设备有关： 环形炉： 碳钢 ：Kjr＝30～33s/mm;
一般合金钢：Kjr＝36～48s/mm; 不锈钢、高合金钢：Kjr＝42～60s/mm;
环形加热炉
（3）定心方式：a：热定心：效率高，应用广； b：冷定心：效率较低，仅用于穿孔性能 较差的钢材，如高合金钢、 高碳钢及重要用途的钢材。
（4）定心参数：二辊斜轧时
1）定心孔直径：d=(0.15~0.25)Dp，大体上 等于管坯在穿孔时受复杂应力作用产生的 中心疏松区的直径；
2）定心孔深度：a)碳素钢s=7～10mm，以减 少前端壁厚不均；
③ 轧制中旋转横锻效应大附加变形严重，能 耗大；
④ 受电机驱动条件限制，送进角较小(α＜ 13°，故轧制速度不快）。
送进角：轧辊轴线与轧制线在包含轧制线的垂直平面上投影之 间的夹角。
曼乃斯曼穿孔机的布置
图4－15 100穿孔机设备布置简图 1．受料槽；2.气动进料机；3.齿轮联轴节；4.主电机；5.减速齿轮座； 6.万向连接轴；7.扣瓦装置；8.穿孔机工作机座；9.翻料沟；10.顶杆小 车；11.至挡架；12.定心装置；13.升降辊；14.顶头；15穿孔机轧辊
钢管生产工艺
钢管生产工艺钢管生产工艺是指将钢材加工成钢管的过程。
钢管广泛应用于建筑、输送、制造等行业，在现代工业中具有重要地位。
下面将详细介绍钢管生产工艺的主要步骤。
首先，钢管生产的第一步是选择合适的钢材。
钢材的选择至关重要，要根据具体的用途和要求来确定材质和规格。
常用的钢材有碳素钢、合金钢和不锈钢等，每种钢材都有其特定的性能和用途。
接下来是钢材的切割。
将选好的钢材根据需要的长度进行切割。
通常采用机器切割或氧气切割等方法，确保切割的平整和精确。
然后是将切好的钢材进行加热。
加热的目的是为了软化钢材，提高其可塑性和韧性，便于后续的成型加工。
加热通常采用高频感应加热、火焰加热等方法，根据需求选择合适的加热方式。
加热完成后，钢材就可以进行成型加工了。
常见的成型加工方法有冷弯、热轧、冷轧等。
冷弯是将钢材弯曲成所需的形状，通常通过液压机或弯管机进行操作。
热轧是将加热后的钢材通过辊道进行连续加工，使其形成管形。
冷轧是在常温下将热轧后的钢材进行进一步的加工和调整，以得到更加精确的尺寸和形状。
成型加工完成后，还需要对钢管进行焊接。
焊接的方法有多种，如电阻焊、电弧焊、气体保护焊等。
焊接是将钢管的断口进行连接，使其成为一个完整的管道。
焊接质量的好坏直接影响到钢管的强度和使用寿命，因此焊接操作必须非常严谨和精确。
最后，钢管生产的最后一步是进行表面处理和检测。
这一步是为了保证钢管的质量和外观效果。
常见的表面处理方法有镀锌、喷涂等。
钢管检测则包括外观检查、尺寸检测、物理性能检测等，以确保钢管符合标准要求。
综上所述，钢管生产工艺包括钢材的选择、切割、加热、成型加工、焊接、表面处理和检测等步骤，每一步都必须精确操作和把控好质量。
只有严格按照工艺要求进行生产，才能生产出符合标准的优质钢管。
随着科技的进步和生产技术的不断改进，钢管生产工艺也在不断发展，以满足不同行业和领域的需要。
压力钢管制作工艺课件资料
压力钢管制作工艺课件资料1. 压力钢管的概述压力钢管是一种通常用于输送高压流体的管道，常使用于工业、石油、化工、天然气等领域。
压力钢管的制造工艺高度复杂，需要注意许多关键细节。
2. 压力钢管的形状和尺寸压力钢管的形状和尺寸因不同的用途而有所不同。
具体来说，考虑到管道所需承受的压力，管道的强度必须达到一定标准，同时还需考虑到其传递流体的特性。
3. 压力钢管的制作工艺3.1 炉坩对于制造钢管的原材料，在进行冶炼、锻造和压制之前，需要经过规定的加工程序，其中包括首先将钢坯通入炉坩中并将其熔化。
3.2 轧制炉坩要求产生的是为了钢坯造型所需要的均匀熔体。
通过操作凸轮机将每个新的坯子重复的送入锻模中，经过反复的轧制、伸张和压缩，铁水会逐渐冷却收缩、变硬。
3.3 热挤压和冷拉热挤压是用大型机械将坯子插入炉内进行加热，其加热温度通常在1050 ℃以上。
一些类型的钢管需要使用冷拉法作为成型工艺。
3.4 打孔经过热挤压和冷拉后，钢管形成了规定的尺寸和形状。
但是还需要进行打孔操作，这是为了在制造压力管道时使其连接更加牢固，并且保证流体不会泄漏。
3.5 酸洗和调整在完成了打孔操作之后，需要进行酸洗和调整。
酸洗用于除去表面上的氧化物和其它不纯物质，调整则用于对管道进行弯曲和调整其角度，以满足特定的要求。
3.6 检测和包装最后，制造压力管道前，需要对钢管进行检测以确保其质量。
检测包括裂缝、形状、直径和其他因素的检测。
如果钢管符合要求，才会进行包装。
4. 压力钢管的质量标准压力钢管的质量标准必须符合一些特定的技术标准，这些标准决定了钢管的性能和质量。
其中，美国的ASTM标准是最广泛使用的标准之一，用于确保压力钢管的强度和质量。
5.压力钢管制作工艺涉及到许多细节，必须严格遵循技术标准以确保其质量和性能。
通过使用这份压力钢管制作工艺课件资料，希望能对有兴趣学习钢管制作的人提供一些基础知识和指导。
压力钢管制造工艺方法及技术措施
ｌ ２
理 目
宽度ｊ 长度 ｝ 口 对角线描斟差 对应边相对差
允 诲 得 差 （ｍ ｍ）
士１
】
±０５
４
＊
高
（） ４ 瓦片制作工艺流程见图 ２ 材质确认与童验
钢板投 料 前 ，下料 人员 应根 据 入库 检验 单 、下料 工 艺 卡对 拟下 料钢 板 的材 质 、外 形尺 寸 等 主 要指 标 进 行 确认 与 复 验 ，确 认 无 误 后 方可 下 料 。 ３拼 板 根据现场 交通 条件及 所需制 作 的压 力钢 管的 结构特 点 ， 确定 钢板 的排 来
料原 则如下 ： １、单个 管 节 的 瓦片 数 确 定 ，依 据 管径 决定 的 板 料长 、宽 ： ２ 、加劲 环 瓣 片弧 长及 每 圈加 劲环 数 量 ： ３、钢管 瓦 片排料 需 符合 下 列要 求 ：
５板 材切 翻 及坡 口加 工 （ ） 管板 材 主要 采 用人 工划 线 （ 割 线 、检 查 线 、方位 线） 打好 样 １直 切 ， 冲 ，切 割 后保 留半个 样 冲眼 ，切割 后 每 边留 ３ ４ ｍ机 械 加 工余 量 。 — ｍ （ ）渐变 管 、 弯管 、加劲 环 下 料 采用 数 控 切 割机 。 ２ （） 口加工 ： 于弯 管 的环 缝坡 口采 用半 自动切 割机直 接切 割，人工 进 ３坡 对 行打 磨 ： 纵缝不 割坡 口，有坡 口机 加工 坡 口 。直 管的 纵缝 和环 缝坡 口均 由坡 口机 加 工 。坡 口加工 尺 寸应 符 合加 工 图纸 规 定 ，须得 到质 检 员 的样板 检 查 确认 ，完 工后 立 即喷 涂 无 毒 且 不 影 响焊 接 性 能 、质 量 的 防 锈涂 料 。 ６瓦片 卷 制 １ 、钢 管 瓦片 卷 制一 般 采用 冷 卷 法 在钢 管 车 间 内卷 板机 上 进 行 ，可 利用 车间 内的行 车或桥 机起 吊配合 压头 和卷板 ，防止 初始 卷制压 弧 时因钢板 自重 引起反 向折弯 。卷 板方 向应与 钢板压 延方 向一致 ，钢板 端 口处不允 许用 锤 击使 钢管 弯 曲成 型和 校正 曲率 。钢 管卷 制过 程中采 用相 应弧长 的 内弧 样板 检 查 。 ２ 、瓦片 压头 。 先将 卷板 机下 辊 向一边移 动到 极限位 置 ， 将钢 板送入 卷板 机 ，分 ３４次预 压弯到 设计 的弧度 ，用 样板 检查 直至合 格 。然 后将 钢板转 到 — 卷 板 机 另一 边 ， 从 复上 道 工 序 。 ３ 、瓦片 卷制 。卷板 时根据 板材 的材质 、板 厚等采用 分段 、分次 的方法 进 行 。渐变 段瓦 片卷 制采用 卷板机 上专 门配 备的卷 锥装 置控 制其成 形 。卷板 时 利用 行车 或桥机 及 一个特 制胎具 辅助 卷板 。瓦片 卷制 、矫 正合 格后 吊至瓦 片 检 查平 台上 ，在 直立 状 态下 检 查 ，样板 与 瓦片 之 间 的间 隙应 ≤ ２ ５ ｍ。 ．ｍ ４、 瓦片 卷 制合 格 后 将其 吊到 瓦片 存 放 区放 置待 用 。 ５ 钢 管组 圆。钢管 单节组 圆 时， 验收 合格 的钢管 瓦片 吊至专用 的组 圆 、 将 平 台上 ，用调 圆架调整 管节 的椭 圆度 ，采用 专用 工具进 行纵缝 对装 ，同时将 管节 上 的加劲环 等 附件 进行 装配 。组 圆时 ，要控 制钢管 周长 、焊缝 间隙 、坡 口错牙 和 管 口平 整度等 。不 得用锤 击或 其它损 坏钢 板的 器具校 正 。单 节钢管 组装 完毕 ，其管 节椭 圆度 、管 口平 整度 、坡 口错牙 、纵缝 反变形 值及 焊缝 间 隙等应 符合 规范及 工艺 要求 。管节 组 圆时纵缝 利用 手工 电弧焊 点焊 ，点焊长 度 ５ ～１ Ｏ ｍ Ｏ ０ ｍ ，厚度 约 ｉ ｍ ，间距 约 ４ Ｏ ｍ。 ０ｍ Ｏｍ ６ 、钢 管纵 缝焊接 。钢 管纵缝 采用 ｘ 坡 口双面焊 。 缝焊接 时一 般采用 型 纵 惰性气 体保 护 、实芯焊 丝焊 接工 艺，设 备选用 自动 立焊机 。纵缝 焊接 前 ，焊 缝处应 预热 ，先焊 内缝 然后 将外 缝用碳 弧气 刨清根 ，用砂 轮机清 理干 净后
第12章-压力钢管制造及安装工程
第12章-压力钢管制造及安装工程一、压力钢管制造工程1.1 压力钢管制造工艺过程钢管是用钢板制成的管状产品，而压力钢管则是经过特别加工、压制或其他处理，使其具有承受高压的功能，因此在制造过程中需要注意以下要点。
1.管坯的选择：压力钢管的重要部分是管壁，因此要选择高强度、高硬度的钢板作为管坯材料。
2.毛管制备：将钢板经过锯切、切割、弯曲、卷曲等工艺加工为毛管，毛管是制造压力钢管的重要工艺。
3.管坯压制：将毛管经过热轧成形或冷拔、冷挤压制等工艺进一步加工，制成成品的压力钢管。
1.2 压力钢管制造材料制造压力钢管一般需要使用高品质的钢板或钢坯，根据不同的用途，可分为低合金结构钢管、合金结构钢管、不锈钢管、合金钢管等。
低合金结构钢管：主要用于低温高压和化学腐蚀高压环境下的输送管道。
合金结构钢管：应用于高温高压和强腐蚀环境下的输送管道。
不锈钢管：主要用于输送浓硫酸、硝酸、醋酸等化学介质的场合。
合金钢管：用于输送高压、大流量气体以及液体的场合。
二、压力钢管安装工程2.1 压力钢管安装设备1.管道连接设备：包括弯头、三通、异径管、承插件、止回阀、截止阀、球阀等。
2.测量工具：如测压表、测温计、流量计、液位计等。
3.环境检测设备：包括气体检测器、水质分析仪、温湿度计等。
2.2 压力钢管安装施工流程1.确定管道的走向和定位点，根据设计图纸进行分段安装。
2.进行开挖和地基处理，在地面或地下开挖管沟或井坑。
3.敷设管道，正确进行配管和管道间的连接。
4.进行试压，对安装完毕的管道进行检测，验证安装质量和管道的耐压试验。
5.防腐打浆处理，对管道进行防腐、防腐补漆、防腐打浆等处理，提高管道的耐腐蚀性能。
6.管道保温处理，对管道进行保温处理，使管道的传输热效率得到提高。
2.3 压力钢管安装质量验收1.管道安装质量验收主要包括管道的尺寸、型号、数量、东西、耐压实验报告等文件资料的检查是否完整。
2.对管道的焊接质量、规格、尺寸、弯曲、连接卡口等进行检查。
压力钢管制造
压力钢管制造作业指导书1 、压力钢管制造流程图2 作业方法及要求2.1 材料2.1.1 作业方法2.1.1.1 制作钢管使用的钢材、焊材，必须符合合同文件及图纸的规定；2.1.1.2 钢材应有出厂质量证明书，如无出厂质量证明书或标号不清，有疑问者，应予复检，复检符合规定，方可使用；2.1.1.3 钢板如需超声波探伤的，应按ZBJ74003《压力容器用钢板超声波探伤》标准进行探伤，碳素钢应符合该标准现定的IV级要求，低合金钢板应符合III级要求；2.1.1.4 钢板的厚度应符合GB709《热轧钢板和钢带的尺寸、外形及允许偏差》的规定，表面质量应符合GB3274《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》的规定，否则不得用于压力钢管制造；2.1.1.5 采用国外钢板应符合相关规定或经化学成份、力学性能检测确定。
2.1.2 质量检验2.1.2.1 检验依据：合同文件及技术条款设计图纸材质证明文件及ZBJ74003《压力容器用钢超声波探伤》、GB709《热轧钢板和钢带的尺寸、外形及允许偏差》、GB3274《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》等有关规定；2.1.2.2 检验方法及器具：材料质量：查看材质证明文件、及经法定计量部门检定的长度量具测量钢板实际尺寸；2.2 排料划线2.2.1 作业方法2.2.1.1 钢板下料划线时，应考虑卷板后伸长量，焊缝间隙，焊接后的收缩量及加工裕度等，钢板划线的极限偏差应符合DL5017《压力钢管制造安装验收规范》表4.1.1的规定；2.2.1.2 钢板划线后，应标出钢管分段、分节、分块的编号、水流方向、水平和垂直中心线、灌浆孔位置、坡口角度及切割线等符号。
2.2.1.3 同一管节上相邻管节的纵缝距离应大于板厚的5倍且不小于100mm。
2.2.1.4 岔管的纵缝和环缝不应设置在相贯线两轴端点部位，错开距离不少于500mm。
2.2.2 质量检验2.2.2.1 检验依据：合同文件的技术条款设计图纸及技术说明排料图零件下料工艺卡DL5017《压力钢管制造安装及验收规范》第4.1节2.2.2.2 检验方法及器具：检验量具需经省一级认可的计量部门检定合格，并在有效期内。
压力钢管制造方案
压力钢管制造方案1.1 压力钢管制作工艺流程如下：1.2 压力钢管制作方案1.2.1 下料及附件制作工艺1.2.1.1 材料到货后，配合业主做好材料的复检，合格后方能进行下料工序。
1.2.1.2 将钢板吊至下料平台，钢板规格尺寸核对无误后，根据钢管节序图的钢管直径、管长及部件或异形管瓦块展开图划线，并预留1～3mm 割缝余量。
划线尺寸按表5－1 的规定：表5－1 划线尺寸允许偏差划线且尺寸复核合格后，用油漆在瓦块中间位置标出管节编号、中心线、水流方向、材质、板厚等字样。
采用数控切割机或半自动切割机进行下料及坡口加工，成形后用风动角向砂轮机对坡口及每侧100 毫米范围内进行打磨、修整。
坡口加工完成并检查合格后，将坡口涂刷不影响焊接施工质量的坡口漆。
1.2.1.3 完成后，进行检测并填写质检记录。
1.2.1.4 对于不同板厚对接时板厚差超过GB985—88、GB986－88 规定的，按规范要求采用动力头对厚板进行过渡边缘加工，然后再进行坡口加工。
1.2.1.5 将下料后的瓦块成品按材质、规格顺序堆放。
堆放时必须垫实牢固、堆放整齐，并且堆放高度不宜过高，以防止钢板由于堆放不当造成变形。
1.2.1.6 加劲环、止水环采用计算机编程后数控切割机下料，并用检测样板对加劲环内弧尺寸进行检测，用铁丝将每道加劲环、阻水环分别进行绑扎、分类堆放，并用油漆标注每道加劲环、止水环的材质、内弧半径、分块数等数据。
1.2.1.7 灌浆孔补强板及堵头的加工在钢管厂内设置的机加工车间进行，补强板及堵头加工完成并检查合格后，应将补强板及堵头螺纹处涂油保护以防锈蚀。
1.3 瓦块钢板压头、卷制1.3.1 对每一瓦块钢板尺寸进行复检，并根据节序图管节的卷制尺寸制作检测样板，检测样板弦长为1500mm。
1.3.2 钢板压头质量是钢管形位尺寸控制中的重要一环。
对本工程钢管的压头加工采用我局拥有的上辊可调试卷板机进行压头加工，将瓦块钢板两端分别喂入卷板机找正后进行滚压，滚压中随时用样板跟踪检测。
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2 按产品尺寸分类
（1）特厚管：D/S≤10； （2）厚壁管： D/S＝10～20 （3）薄壁管： D/S＝20～40 （4）极薄壁管： D/S≥40
3 其它分类
（1）用途：管道用管、结构管、石油管、 热工用管等； （2）材质： 普通碳素钢管、碳素结构钢 管、合金钢管、轴承钢管、不锈钢管等； （3）横断面形状： 圆管、异型钢管； （4）纵断面形状： 等断面、变断面
F 0
π D2
D2 4p π (D
2S
)2
4 4 p
0
0
式中： LP:管坯长度；
D2
D2
p
p
4D S 4S 2 4(D S )S
00
0
0
0
0
FP:管坯横断面； n：热轧管的倍尺数（根）； D0,S0:成品管外径、壁厚；
L0:成品管长；
4(L L) (D S ) S
L 0
0
0
0
P
k D2
异型钢管示例
天津钢管Φ250限动芯棒连轧管机组
宝钢Φ140连轧管机组
1．2 钢管生产的基本方法
钢管生产的一般模式为：坯料→成型 →精整→一次成品→再加工→二次成品。
一般以产品的要求确定生产工艺、选 择生产设备，同时对工艺、设备不断改造 更新以适应产品 不断提高的要求。
按照成型的不同可以分成无缝管生产 和有缝管生产，而冷加工属于管材的二次 生产。
（2）加热温度考虑坯料的化学成分 a)加入Mn、Ni、Co能无限固溶于γ-Fe,奥氏体区扩大，固相线上 移，加热温度可提高； b)加入W、Mo、V、Nb等高熔点元素，加热温度可提高； c)加入Mg、Al、Cu等低熔点的元素，加热温度可降低。
坯料加热一般遵循三个原则： ⑴ 温度准确，确保可穿性最好的温度； ⑵ 加热均匀，纵向、横向都均匀，内外温差不大 于30～50℃，最好小于15℃； ⑶ 烧损少，并且不产生有害的化学成分变化(C↑ 或C↓)。
加热温度的确定：
（1）加热温度在Fe-C相图中的单相奥氏体区 AC3线以上30～50℃，固相线以下100 ℃。即：在800～1300 ℃选 取，号钢一般1200 ℃左右。
⑵ 火焰切割：适合大断面、合金钢等管坯，操作方便，费 用低，但金属损耗大(烧损、氧化)，断面质量差。
⑶ 折断：适合Dp＞φ140mm或σb＞60Kg/mm2管坯。先在要 折断处切口，然后放入折断压力机中折断，支点间距一般 为(4～5) Dp。
⑷ 锯断：适合小断面管坯，合金钢及高合金钢等；是切断 质量最好的方法。
(1)连铸圆坯：是目前国际上应用较多的坯料，也是衡量一 个国家钢管生产技术水平的标志之一。其具有成本低、 能耗少、组织性能稳定等特点，是管坯发展的主流，也 是钢管实现连轧的首要条件。
(2)轧坯：一般为圆坯，生产中也经常使用。 (3)铸(锭)坯：主要有方(锭)坯，用于P.P.M轧制方式(或压
力穿孔)。 (4)锻坯：用于穿孔性能较差的合金钢与高合金钢管的生产。
⑶ 对管材产品成本降低的要求使得其生产过 程向短流程、近终成型方向发展。
⑷ 对管材产品要求总的趋势是优质、廉价、 高效、低耗。
2 热轧无缝钢管生产
自动轧管机组生产工艺： （冷定心） 加热
管坯→加热→热定心→穿孔→轧管→均整 定径 再加热→减径→冷却→矫直→切管→
热处理→检查→入库
连轧管机组
P
△L:切头尾长（合金钢250～碳 钢450mm)
或
π(nL L) (D S ) S
L
0
0
0
0
P
kF
P
思考题：成品管φ146×15×5000mm，10＃钢，用φ150坯轧制，
问坯长选多少？
三、坯料的截断方式一般有四种：
⑴ 剪断：适用于中小断面的管坯，生产效率高，费用低， 但管坯易被压扁(现场，一般压扁度不超过8～10%，切斜度 不超过6mm)，对于易产生裂纹的管坯(如GCr15等)，应预热 200℃～300℃。
坯料 加热 热定心 穿孔 空减 连轧 切头、尾 再加热 高压水除鳞 张力减径 冷却 切头、尾 矫直 无损探伤 表面 检查 入库
三辊轧管机组
坯料
加热 热定心 冷定心 加热
穿孔
三辊轧管 再加热
高压水除鳞
定（减）径 冷却 切断（或分锯）
矫直
热处理 表面检查 包装、入库
2．1 管坯的制备
一、根据穿孔方式、轧管方法及制管材质的不同， 一般采用以下四种坯料：
四、剪切力计算
P K F K K F
max
1
1
2
b
K1:磨钝系数（鞍钢1.3） K2=τ/σb=0.6(碳钢)~0.8(合金)
思考题：在1000吨剪切机上冷剪20＃管坯，最大直径 是多少？
（20＃：σb=490.5MPa）
2．2 管坯的加热及定心
一、管坯加热
加热目的：提高塑性，降低变形抗力，为穿孔和轧管准 备良好的加工组织，改善金属的性能。
热轧无缝管：实心管坯→穿孔→延伸 →定(减)径→冷却→精整。
焊管：板带坯料→成型(管筒状) →焊 接成管→精整。
1.3 钢管的技术要求与发展趋势
⑴ 对多种腐蚀介质的高抗蚀性、对高温强度 和低温韧性的要求越来越高，使得管材产品的 化学成分不断变化，冶炼、加工工艺不断改进；
⑵ 管材产品尺寸(壁厚精度)、形状精度的要 求促使在线检测、自动控制技术不断进步；
（2）做结构件：在同样重量下，钢管相 对于其他钢材具有更大的截面模数，也 就是说它具有更大的抗弯、抗扭能力， 属于经济断面钢材、高效钢材。
二、钢管的分类
1 按生产方式分类
（1）热加工管（无缝钢管）：热轧穿孔、 挤压、P.P.M（压力穿孔）、冲压法；
（2）焊管（有缝钢管）：包括直缝钢管 与螺旋焊管；
管坯技术标准按国家或企业的技术标准执行，包括化学 成分、断面形状、几何尺寸、内部组织、机械性能等因素。
二 、 坯料定尺长度的确定
Lp Dp
Lp 总 k L0 L
△L/2
L0
△L/2
D0 S0
L L L 0
P k 总
K:烧损系数0.97~0.995（合金钢取上限，碳钢取下限）
π
总
F p
压力加工性与分类： 一、钢管的概念与用途 钢管的概念：凡是两端开口并具有中空封 闭型断面，且长度与断面周长成较大比例 的钢材，统称为钢管。而比值较小的钢材 称为管段或管件。
钢管的用途：
（1）输送流体：具有封闭的中空几何形 状，可以作为液、气体及固体的输送管 道；