钢管的缺陷与预防
轧制无缝钢管常见缺陷和控制措施
轧制无缝钢管常见缺陷和控制措施广东省广州市 510700摘要:无缝钢管是用钢锭或实心管坯穿孔制成毛管,然后经热轧、冷轧或冷拔制成,一般用外径*壁厚毫米数表示。
主要用来输送流体,如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料。
无缝钢管的用途非常广泛,涉及建筑、石油化工、电力、机械加工、电信、消防、汽车、船舶等行业。
随着使用范围的推广,无缝钢管自身或加工过程中出现的缺陷对安全生产影响也越来越大,本文结合常见缺陷浅析控制措施。
关键词:无缝钢管;常见缺陷;控制措施引言:我国无缝钢管从无到有经过近70年的发展,无缝钢管在产品结构、质量水平、技术装备等方面有了很大的提升,已成为世界钢管制造大国,总产量占全世界60%左右。
同时,因各种缺陷引起的安全事故也是频繁发生,现就无缝钢管缺陷产生的进行思考,进而提出控制措施,以便促进我国钢管行业的发展。
轧制无缝管常见缺陷产生的原因常见缺陷:裂纹、折叠、结巴、扎折、离层、划伤、内翘皮、夹渣等缺陷。
这些缺陷有时会同时出现,原因也是多方面的。
裂纹产生的原因:环形加热炉中管坯或毛管加热温度较高,加热时间较长,从而导致坯料表面氧化脱碳严重,且基体晶粒相对粗大。
由于脱碳层组织成分为强度较低的铁素体,在轧制过程中使管子表面严重脱碳的薄弱环节产生裂纹。
坯料本身存在夹渣、砂眼等缺陷,在轧制过程中使原有缺陷延伸细化进而形成裂纹。
折叠、夹层产生的原因:当管坯存在非金属夹杂、偏析时,有气孔存在夹杂物周边,在穿孔轧制时不能焊合形成内折叠。
管头切飞边残留物(钢屑)带到内壁形成夹层。
划痕、内翘皮产生的原因:在穿孔阶段,顶头变形在内壁形成划痕、凹坑、离层缺陷等缺陷。
钢管退火温度和冷拉余量的控制是否合理,也是形成内翘皮的原因缺陷形成的原因还包含:原材料管胚炼钢水平高低、管胚加工过程控制。
加工制造过程造成包括工艺加工设备落后原因、检测设备设置原因、工作人员工作态度原因。
常见缺陷无损检测手段主要无损检测手段及检测特点:涡流探伤、磁粉探伤、超声波探伤、水压试验。
无缝钢管生产缺陷与预防
无缝钢管生产缺陷与预防1. 引言无缝钢管是一种重要的工业材料,广泛应用于石油、化工、电力、航空、航天等领域。
然而,在无缝钢管的生产过程中存在一些缺陷问题,例如内外壁裂缝、折叠、夹层等。
这些缺陷不仅会降低无缝钢管的质量、性能,还可能导致管道泄漏、事故等安全问题。
因此,如何预防无缝钢管的生产缺陷是非常重要的。
本文将首先介绍无缝钢管生产过程中常见的缺陷问题,然后讨论预防无缝钢管生产缺陷的方法与措施,旨在提高无缝钢管的质量和安全性。
2. 无缝钢管生产过程中常见的缺陷问题2.1 内外壁裂缝内外壁裂缝是无缝钢管生产过程中最常见的缺陷问题之一。
这种裂缝可能是由于原料质量不佳、加工过程中的应力超过了材料的承受范围等原因引起的。
内外壁裂缝会导致无缝钢管在使用过程中易发生断裂,从而造成事故。
2.2 折叠折叠缺陷是指无缝钢管的内外壁出现弯曲、折叠痕迹。
这种缺陷可能是由于轧制过程中的辊形有问题、轧机调整不当等原因引起的。
折叠会使无缝钢管的强度和密封性降低,增加管道泄露的风险。
2.3 夹层夹层是指无缝钢管内外壁之间出现分层或夹杂物。
这种缺陷可能是由于材料不纯、熔炼和浇铸过程中的夹杂物等原因引起的。
夹层会降低无缝钢管的强度和耐腐蚀性,导致管道泄漏和腐蚀。
3. 预防无缝钢管生产缺陷的方法与措施3.1 严格选材要预防无缝钢管生产缺陷,首先需要严格选材。
选择质量优良的原材料可以避免原料本身存在的缺陷问题,降低无缝钢管的生产缺陷风险。
同时,进行严格的材料检测和评估,确保原材料达到相关标准和要求。
3.2 完善加工工艺加工工艺是影响无缝钢管质量的关键因素之一。
应根据钢管的不同用途和要求,制定完善的加工工艺流程。
在轧制、冷拔和热处理等工艺中,要严格控制工艺参数,确保钢管的形状、尺寸和性能达到要求,避免产生裂缝、折叠和夹层等缺陷。
3.3 质量控制与检测质量控制与检测是预防无缝钢管生产缺陷的重要手段。
应建立健全的质量管理体系,从源头控制,严格遵守相关标准和规范。
热轧(微)张力减径钢管的主要缺陷和消除方法
热轧(微)张力减径钢管的主要缺陷和消除方法
- 热轧(微)张力减径钢管的主要缺陷及消除方法
1、缺点:表面缺陷(毛发状缺陷、裂纹、气孔)
消除方法:提高表面洁净度,加强质量检验,严格控制张力差、减
径钢管精度及表面质量;定期作业前对减径钢管进行卷筒表面填充磨光,减少毛发样缺陷,并且要充分控制卷筒表面填充过程中的处理温度、进料收缩率及剩余应力等。
2、缺点:表面弯角不均匀以及错位等
消除方法:应采用实心轴或带有凹槽的轴,并要有足够的轴面硬度,以防止表面错位;减径钢管的低减径层使用放大器,以减少弯角不均
匀情况,还需要弯曲过程定期维护润滑,增强设备操作稳定性。
3、缺点:减径钢管叞边区减径精度较差
消除方法:提高减径工艺技术,提高减径钢管质量,如拉伸减径阶段,应采用刚性夹头、均匀减径以及调整减径速度等;同时,要及时
对减径钢管进行彻底维护,它才能确保拉伸减径的精度。
4、缺点:减径钢管的精度较差
消除方法:在减径钢管的生产过程中,应配备严格的检测,如采用液压系统定时监测拉伸减径的精度;同时进行原料批次检测,以保持安全性。
同时,要加强钢管表面处理,打磨质量,防止表面老化,提高减径钢管的使用性能和精度。
钢管的优点和缺点
钢管的优点和缺点钢管作为一种常用的建筑材料,拥有其独特的优点和缺点。
在本文中,我们将探讨一下钢管的优点和缺点。
优点:1. 高强度和刚性钢管拥有很高的强度和刚性,可以承受很大的压力和重量。
这使得它成为了一个很流行的选择,用于那些需要很大的荷载和支持的结构中。
2. 耐腐蚀钢管具有很高的耐腐蚀性能,可以抵御大多数腐蚀性介质的侵蚀。
而这一点对于在潮湿环境下使用的结构非常重要,同时,它还可以减少一些维护和管理方面的成本。
3. 长寿命相比其他类型的管材,钢管有着更长的使用寿命。
这主要是因为它的强度和耐腐蚀性都非常强,因此在使用过程中,其耐久性也非常高。
4. 易于加工和安装钢管可以很容易地进行加工和安装,可以通过切割、弯曲、焊接、夹紧等操作,使它更容易地适应各种形状和尺寸的需要,从而可以更好的适应不同的结构。
5. 维护简单维护钢管结构相对较为简单,因为它们不会被白蚁、昆虫或腐败的木材所侵蚀,也不容易被灰尘和风化所破坏。
此外,钢管还可以直接涂上防腐漆,保证它长时间的使用寿命和维护周期。
缺点:1. 易生锈钢管虽然有着很强的耐腐蚀性,但在一些特定的环境中,比如说潮湿的气候、污染较为严重的空气和海洋环境下,梁柱与钢管连接部位等,钢管比较容易生锈,导致结构的强度和稳定性出现问题。
2. 价格较高相比其他类型的管材,钢管的价格比较高,特别是在大规模应用情况下,建筑物的投资成本也会相应增加,并且,钢管整体更换的成本也比较高,这会使得钢管安装价格会相对较高。
3. 噪音大钢管的表面相对光滑,容易反射声音,因此在一些室内场所中,如果使用钢管做为材料,噪音防护和隔音处理工作较为重要,否则会造成室内的响声越来越大,影响居住环境和使用效果。
结论:总体来说,钢管这种建筑材料的优点还是比较多的,特别是在一些大规模工程的建筑中,钢管表现得尤为突出。
当然,我们也要看到其不足之处,由于钢管本身的缺陷和一些特殊情况下的问题,需要考虑到合适的预算和其他需求,使其更好的发挥出自己的优点。
钢管分层(离层)原因与预防措施
后端
管坯加热温度不均;
管坯穿孔时延伸系数较大;
穿孔机转数高;
进口导卫过大造成管坯甩动;
全长
管坯加热温度不均;
穿孔机两轧辊的倾角不等;轧制中心不正;
顶头椭圆度过大;顶头后孔偏心;
顶头或导板过分磨损;
顶杆弯曲;定心辊打开过早或调整不当顶杆剧烈抖动;
轧管机未按90º翻钢而产生棱子;
钢管分层(离层)原因与预防措施
部位
壁厚不均的产生原因
预防壁厚不均的措施
前端
管坏弯曲度、压扁度、切斜度过;
1、管坏质量必须认真检查,弯曲度、端部压扁、切斜以及存在其它影响轧制,最终产品质量缺陷的管坯不得入炉生产;
2、管坯加热严格执行加热制度和技术操作规程,确保加热温度均匀;
3、穿孔机、轧管机调整参数要合理,调整正确;
4、轧管机翻ห้องสมุดไป่ตู้操作确保90º翻钢;
5、穿孔机、轧管机孔型、导卫设计合理;
6、工具、导卫备件确保设计制作质量;
7、生产工具、导卫备件勤检查、勤更换;
8、合理分配各架减径机转数。
管坯定心孔不当,顶头鼻部没对准定心位;
顶头位置过前;
管坯加热温度不均;
中段
穿孔过程中,打开定心辊时顶杆发生颤动;
顶杆太细;
管坯加热温度不均;
减径机各架转数分配不当。
钢管的缺陷与预防
缺陷名称 直道内折缺陷特征钢管内表面呈现直线形的锯齿状折迭,有局部或者通长、单条或者多条的。
产生原因由原料带来的。
拔制后未能消除。
预防消除方法 —折迭钢管内外表面呈现直线或者螺旋方向的折迭。
局部或者通长的浮现在钢管上。
(1)管料表面有折迭或者夹杂物。
(2)管料表面有严重擦伤或者裂缝。
(3)管料磨修处有棱角或者深宽比不够严格贯彻精料方针。
不合格管料不投产。
用肉眼检查。
外表面折迭允许修磨, 缺陷彻底清除后。
其壁厚和直径不超出负偏差者应判为合格品。
内表面局部折迭切除。
通长者整根判废。
缺陷名称缺陷特征产生原因预防消除方法检查判断缺陷名称缺陷特征结疤钢管表面有局部的金属分离薄片。
有块状的或者鱼鳞状的。
与管壁金属相连接的不易脱落,不连接的易脱落。
产生原因热轧管料有缺陷,经拔制后没有消除。
预防消除方法—钢管有结疤存在,应予清除,清除后钢管壁厚和直径不超过负偏差者判为合格检查判断品。
对局部轻弱小结疤深度未超出壁厚负偏差者允许存在。
缺陷名称缺陷特征产生原因横裂钢管表面有连续或者断续的横向破裂现象。
(1)酸液温度偏高,酸洗时间过长,钢管温度高于酸液温度,引起氢脆。
(2) 热处理保温时间不够或者加热温度不足,在钢管横断面上,加工应力未能充分消除而引起横裂。
(3)拔管时压下量过大,超过金属的抗拉强度。
(4)加热厚壁钢管的速度太快,产生热应力过大。
(5)空拔厚壁管造成内外壁延伸率不一致。
(6)厚壁管在加热状态下受到急冷(特殊是在冬季)产生横裂。
用肉眼检查。
局部的直道内折切除。
通长的直道内折判废。
检查判断预防消除方法检查判断缺陷名称缺陷特征产生原因预防消除方法检查判断缺陷名称缺陷特征产生原因预防消除方法(1)正确执行酸洗和热处理技术操作规程。
(2)合理选择压下量。
(3)厚壁管热处理要加热均匀。
用肉眼检查。
横裂缺陷不允许存在。
此种缺陷不许修磨,因修磨后不易检查,无法判断是否彻底清除,所以应直接判废。
划道钢管表面上呈现纵向直线形的划痕称划道。
钢管混凝土系杆拱桥质量通病及防治措施
钢管混凝土系杆拱桥质量通病及防治措施(一)钢管焊接缺陷钢管焊接缺陷有:对接焊冷裂纹、贴角焊冷裂纹、对接焊变形冷裂纹、对接焊缝热裂纹及对接焊缝的重热裂对接焊冷裂纹1.现象发生在热影响区和焊缝金属处的根部裂纹,纵向裂纹、横向裂纹、焊道下方的裂纹。
危害影响焊缝的强度。
2.原因分析⑴焊缝钢中扩散性氢产生内压引起。
⑵钢材由于热影响使延伸性下降引起。
⑶约束应力和应力集中引起。
3.治理方法⑴进行预热或热处理施工。
⑵使用烘干的低氢焊条。
贴角焊冷裂纹1.现象在热影响区产生的焊缝边缘裂纹,贴角焊缝根部裂纹。
2.危害影响贴脚焊缝的强度。
3.原因分析⑴焊缝钢中扩散性氢产生内压引起。
⑵钢材由于热影响使延伸性下降引起。
⑶因为咬边,造成形状不连续,而引起的应力集中,或因热变形,使基材出现错动,引起的应力4.治理方法⑴进行预热及热处理施工。
⑵使用烘干的低氢焊条。
⑶修整焊缝端部或选择适当的焊接条件防止基材错动。
对接焊变形冷裂纹1.现象发生于热影响区的变形冷裂纹。
2.危害产生焊接变形及损伤焊缝强度。
3.原因分析⑴由于咬边等造成形状不连续引起应力集中。
⑵由于随后进行焊接所引起的角变形。
4.治理方法⑴修整焊缝边缘。
⑵采用合理的焊接顺序。
对接焊缝热裂缝1.现象在焊缝金属中出现弧坑裂纹和梨状变形焊道裂纹。
2.危害焊缝的质量达不到要求。
3.原因分析⑴前者是由于焊接热,钢中的S、P等杂质,在弧坑中心处析出,引起或由于收缩产生的空孔引起⑵后者是低熔点杂质的析出。
4.治理方法⑴前者处理弧坑。
⑵后者选择适当的焊接条件以高速焊缝的截面形状。
⑶约束应力和应力集中引起。
对接焊缝的重热裂纹1.现象在热影响区消除应力的裂纹。
2.危害影响对接焊缝的强度。
3.原因分析进行消除应力处理时,在开关不连续处的塑性变形集中引起。
4.治理方法⑴选择消除应力的条件。
⑵防止应变的集中。
⑶控制残余应力的数值。
(二)拱脚钢管与混凝土相交处,混凝土表面产生纵向裂缝1.现象在拱脚钢管与混凝土相交处,沿拱轴线方向产生纵向裂缝。
无缝钢管常见缺陷分析预防及处置
无缝钢管常见缺陷分析预防及处置无缝钢管是一种常用的管道材料,应用广泛于石油、天然气、化工、机械等行业。
在无缝钢管的生产过程中,可能会存在一些常见的缺陷,如裂纹、气孔、夹杂物等。
本文将对这些常见的缺陷进行分析,并提出相应的预防和处置方法。
首先,裂纹是无缝钢管常见的缺陷之一、裂纹的形成可能是由于材料内部的应力超过了其强度极限,或者在加工过程中出现异常。
为了预防裂纹的产生,在生产过程中应严格控制加工温度和冷却速率,以减少应力的产生。
同时,加工过程中应合理选择合金元素的含量和轧制工艺,以提高材料的抗裂性能。
如果发现裂纹,应及时采取措施进行处置,如对裂纹进行修补或剪切。
其次,气孔也是无缝钢管常见的缺陷之一、气孔的形成可能是由于材料中存在气体或金属元素的挥发物,或者在加工过程中入侵了大量的空气。
为了预防气孔的产生,在生产过程中应严格控制材料的熔化温度和气氛的成分,以减少气体的生成。
同时,在加工过程中应加强防护措施,减少空气的侵入。
如果发现气孔,应进行补焊或采用其他方法进行修补。
夹杂物是无缝钢管常见的另一种缺陷。
夹杂物的形成可能是由于材料中存在不溶性的杂质,或者在加工过程中混入了一些外来物质。
为了预防夹杂物的产生,在生产过程中应严格控制原材料的质量,减少杂质的含量。
同时,在加工过程中应严格执行清洁规范,防止外来物质的混入。
如果发现夹杂物,应进行热处理或采用其他方法进行去除。
总结起来,无缝钢管常见的缺陷包括裂纹、气孔和夹杂物。
为了预防这些缺陷的产生,在生产过程中应控制加工温度和冷却速率,合理选择合金元素的含量和轧制工艺,严格控制材料的熔化温度和气氛的成分,加强防护措施,并严格执行清洁规范。
如果发现这些缺陷,应及时采取适当的措施进行修补或去除,以保证无缝钢管的质量和使用效果。
无缝钢管生产缺陷与预防
尺寸检测
测量工具:游标卡尺、千分尺等 测量方法:直接测量、间接测量等 测量精度:根据生产要求选择合适的测量精度 测量结果处理:记录、分析、反馈等
壁厚检测
超声波检测:利用超声波在壁厚中的传播速度和衰减特性,测量壁厚 射线检测:利用射线穿透壁厚,测量壁厚 磁性检测:利用磁性材料在壁厚中的磁性变化,测量壁厚 涡流检测:利用涡流在壁厚中的变化,测量壁厚
无缝钢管生产缺陷与预 防
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汇报人:
目录
01 添 加 目 录 项 标 题
02 无 缝 钢 管 生 产 缺 陷
03 无 缝 钢 管 生 产 预 防
措施
05 无 缝 钢 管 生 产 缺 陷 处理方法
04 无 缝 钢 管 生 产 缺 陷 检测方法
Part Four
无缝钢管生产缺陷 检测方法
外观检测
目视检查:通过肉 眼观察无缝钢管的 外观,检查是否有 划痕、凹坑、凸起 等缺陷。
手感检查:通过触 摸无缝钢管,检查 是否有粗糙、凹凸 不平等缺陷。
测量检查:通过测 量无缝钢管的尺寸 、形状、厚度等, 检查是否符合标准 。
光学检测:通过光 学仪器,如显微镜 、放大镜等,检查 无缝钢管的表面和 内部缺陷。
壁厚不均
原因:轧制过程中,轧辊压力不均匀,导致壁厚不均 影响:影响钢管的力学性能和耐腐蚀性能 预防措施:调整轧辊压力,保证轧制过程的均匀性 检测方法:采用超声波检测或涡流检测,及时发现壁厚不均问题
内部缺陷
气孔:由于气体残留在钢管内部形成的孔洞 夹杂物:钢管内部含有的杂质或异物 裂纹:钢管内部出现的裂纹或裂缝 变形:钢管内部形状不规则或扭曲
Part Three
压力钢管焊接常见缺陷成因分析与预防措施
未焊透 、未熔 合缺 陷产 生 的主要原 因:焊 接 电流太
小 ,运 条速 度 太 快 ;坡 口角 度 太 小 ,钝 边 太 厚 ,间 隙 太
窄;焊条角度不对以及 电弧偏吹 ,电弧热能散失或偏 于一 边等 。另外 ,焊条有厚锈皮 ( 或氧 化皮)及熔渣等 ,阻碍
了焊 层 之 间 、母 体金 属 边 缘 及 根 部 的熔 化 。埋 弧 自动 焊 焊
2 6 严 重 飞 溅 .
进 行 手 工 电 弧 焊 焊 接 时 ,产 生 少 量 飞 溅 是 正 常 的现
象 ,不同药皮成 分 的焊条就 会有 不 同程度 的飞 溅 ,但若 飞溅 现象超 出正 常范 围,则 应视 为 焊接缺 陷 。严重 飞溅 不仅浪费焊条 ,影 响焊缝 表面整 洁 ( 图 6 ,而且影 响 见 ) 多层 多道 焊的连续 操作 ,因为 不清 除这 些飞溅 而继 续施
减少 了母体金属 的有效 截 面 ,削弱 了焊接 接头 强度 ,并
且 在 咬 边 处 形 成 应 力 集 中 ,承 载 后 有 可 能 在 咬 边 处 产 生
裂纹 。
图 6 飞 溅 缺 陷 图 4 咬 边 缺 陷 严 重 飞溅 产 生 的 主 要 原 因 :除 了 少 数 焊 条 因保 存 不
存在夹渣和未焊透 。
2 3 弧 坑 .
弧坑是指焊缝收尾处 产生 的下 陷现象 ( 图 3 。焊 见 ) 缝 收尾处 的弧 坑 ,往往使 该处 焊缝 的强 度严 重减 弱 ,同 时在冷却过程 中容易 产生弧坑 裂纹 。弧坑 常伴有 裂纹 和
气 孔 ,严 重 削 弱 焊 接 强 度 。 图 5 焊 瘤 缺 陷
2 5 焊瘤 .
在焊缝中产生 的金属 瘤为 焊瘤 。平 焊 多发生 在 中间
防止震动中钢管在夹持的部位出裂纹的措施
防止震动中钢管在夹持的部位出裂纹的措施最简单的办法,就是别让钢管承受太大的压力。
这一点其实大家都懂,能不让它超负荷工作就最好了。
有些地方为了省事,可能就随便搭个架子,压个东西,结果钢管在夹持点那儿就开始发脆。
想想看,如果钢管一开始就被硬生生地压得死死的,哪儿还有好果子吃?钢管被夹得紧紧的,想不裂都难。
所以啊,合理配置钢管的负荷,让它在夹持点不至于被过度施压,这才是治本之策。
再说了,钢管材质的选择也是个关键。
大部分钢管虽然看起来差不多,但其实它们的材质和强度各有不同。
你要是在一些重型工程中使用的钢管质量不过关,可能一开始看着不太明显,但久而久之就会发现裂纹慢慢地冒出来了。
钢管的表面看似平滑,里面的“毛病”可藏得深了。
所以呀,挑选钢管时,不能图便宜,不能图速度,一定要选质量好的,毕竟好钢管能顶几十年,而劣质钢管可能一个月就“罢工”。
然后,钢管的夹持方式也得讲究。
有些人可能觉得,夹紧钢管就行了,没必要多想。
其实不然,夹持的方式决定了钢管的使用寿命。
钢管一旦被夹得过于紧,或者夹持位置不均匀,这样的钢管就容易在夹持点发生应力集中,时间久了,裂纹准时登场。
那怎么办呢?最简单的办法就是使用一些软垫或者保护套,避免钢管和夹具直接接触,减轻压迫感,让钢管能“舒服”一点。
说白了,这就像是你穿鞋子得有个垫子,不然长时间走路脚板疼。
别忘了,钢管的表面处理也不容忽视。
钢管在生产过程中,可能会有一些表面缺陷,或者涂层不够牢固,导致钢管容易生锈、腐蚀。
这些小问题累积到一定程度,就会在夹持点形成裂纹。
所以在使用钢管之前,最好给它做个防腐处理。
无论是喷涂一层防锈漆,还是给钢管做个镀锌,都是为了让钢管更耐用,减少表面损伤。
反正防患于未然,总比事后“捡漏”强。
此外,还可以通过定期检查来发现问题。
你说钢管的裂纹这事儿,要不注意,真就不见血不疼。
就像是你在一条路上开车,前头如果有坑洼,你不留心,也许就没事。
但如果你不检查,路面一不平,车轮就可能扎胎。
钢管弯曲缺陷原因分析和实用防止措施
图 11 异型管弯模结构
3 结论 钢管弯曲时在力作用下会产生三种主要缺陷:外层拉裂、内层起 皱、截面畸变,若相对弯曲半径 r/D 和相对厚度 t/D 越小,缺陷就会越 严重。合适的原材料、先进的生产工艺、合理的模具结构可防止缺陷的 形成。解决问题的根本方法是限制弯头畸变空间,防止畸变发生;采用 反变形结构形成的变形量来抵消弯曲中的变形量,使弯曲前后截面形状 不变;采用压入式弯模结构,令弯曲内层从受压转为受拉,从而达到防 止内层起皱的目的。 作者简介:邓福镑,1966 年生,男,汉族,广东省江门市新会区 人,大学本科毕业,新会机电中专工程师,模具教研组组长,研究方向 为中职模具专业建设与教学。
图 3 圆管弯曲方管弯曲
究竟弯曲变形大到那种程度,钢管发生缺陷。用最小弯曲半径 rmin (在钢管不发生破坏的条件下,所能弯成零件内表面的最小圆角半径) 作为弯曲成形极限,其数值一般为:绕弯 rmin= (2~2.5) D、压弯 rmin=
190 2011 年 8 月( 下)
图 4 冲压弯曲
2.3.2 绕弯 绕弯是弯管最常用的方法,它适合各种直径、各种长度、各种形
图 8 有芯弯管模结构
191 TECHNOLOGY WIND
钢管弯曲在家具、汽车、摩托车、道路护拦和管道连接等都有重要 作用,但在弯管过程中由于工艺条件或操作不当等原因可能会使弯出的 管件产生各种各样程度不同的缺陷,而这些缺陷的产生将直接影响到产 品的安全性、可靠性以及外观质量,所以必需采取措施防止缺陷的生成。
1 弯曲缺陷原因分析 钢管在弯曲力作用下,克服金属材料的变形抗力,形成弯曲,但 在力作用下钢管会出现弯曲以外的变形,形成缺陷。下面以绕弯为例对 工件进行受力分析。如图 1 所示,在外力 F的作用下,钢管外层变形部 分任一点 A,受到切向拉力和径向压力作用;钢管内层变形部分任一点 B,受到切向压力和径向压力的作用。在力的作用下,变形部分外层会 伸长,内层会缩短,径向尺寸会收窄。应变图如图 2 所示。
钢管的常见缺陷
钢管的常见缺陷1、内表面缺陷(1)内折特征:在钢管的内表面上呈现直线或螺旋、半螺旋形的锯齿状缺陷。
产生原因:1) 管坯:中心疏松、偏析;缩孔残余严重;非金属夹杂物超标。
2) 管坯加热不均、温度过高或过低、加热时间过长。
3) 穿孔区域:顶头磨损严重;穿孔机参数调整不当;穿孔辊老化等。
检判:钢管内表面不允许存在内折,管端内折应修磨或再切,修磨处壁厚实际值不得小于标准要求最小值;通长内折判废。
(2)内结疤特征:钢管内表面呈现斑疤,一般不生根易剥落。
产生原因:1) 石墨润滑剂中带有杂质。
2) 荒管后端铁耳,被压入钢管内壁等。
检判:钢管内表面不允许存在,管端处应修磨及再切,修磨深度不应超标准要求负偏差,实际壁厚不得小于标准要求最小值;通长内结疤判废。
(3)翘皮特征:钢管内表面呈现直线或断续指甲状翘起的小皮。
多出现在毛管头部,且易于剥落。
产生原因:1) 穿孔机调整参数不当。
2) 顶头粘钢。
3) 荒管内氧化铁皮堆积等。
检判:钢管内表面允许存在无根易剥落(或在热处理时可烧掉)的翘皮。
对有根的翘皮应修磨或切除。
(4)内直道特征:在钢管内表面存在具有一定宽度和深度的直线形划伤。
产生原因:1) 轧制温度低,芯棒粘有金属硬物。
2) 石墨中含有杂质等。
检判:1)套管和普管允许深度不超过5%(压力容器类最大深度0.4mm)的内直道存在。
慎独超查德内直道应修磨、切除。
2)边缘尖锐的内直道应修磨平滑。
(5)内棱特征:在钢管内表面存在具有一定宽度和深度的直线形凸起。
产生原因:芯棒磨损严重,修磨出不圆滑或过深等。
检判:1)套管、管线管允许存在高度不超过壁厚道8%,最大高度不超过0.8mm不影响通径的内棱存在。
超差应修修磨及再切。
2)普管、管线管允许存在高度不超过壁厚8%(最大高度为0.8mm)的内棱存在。
超差应修磨及再切。
3)对L2级(即N5)探伤要求钢管,内棱高度不得超过5%(最大高度为0.5mm)。
超差应修磨及再切。
4)边线尖锐的内棱应修磨平滑。
无缝钢管缺陷分析
无缝钢管生产过程中的质量问题-管坯质量缺陷及其预防
1、 管坯质量缺陷及预防 生产无缝钢管所用的管坯既可以是连铸圆管坯、轧 (锻)制圆管坯、离心浇注圆空心管坯,也可以直接 使用钢锭。在实际生产过程中,主要使用的是连铸圆 管坯,原因是由于连铸圆管坯成本低、表面质量好。 1.1 管坯的外观形状、表面质量缺陷 1.1.1外观形状缺陷 对于圆管坯而言,管坯的外观形状缺陷主要包括 管坯的直径和椭圆度超差、端面切斜度超差等。对于 钢锭而言,管坯的外观形状缺陷主要包括因钢锭模磨 损而使钢锭的形状不正确等。
无缝钢管生产过程中的质量问题-管坯加热缺陷及其预防 2 管坯加热缺陷 生产热轧无缝钢管,从管坯到成品钢管一般需要进行两次加 热,即管坯穿孔前的加热和轧后荒管在定径前的再加热。生产冷 轧钢管时,需要采用中间退火的方式来消除钢管的残余应力。尽 管每次加热的目的不同,加热炉也可能不一样,但每次加热的工 艺参数、加热控制等不当,管坯(钢管)就会产生加热缺陷而影 响钢管质量。 穿孔前的管坯加热,目的是为了提高钢的塑性,降低钢的变 形抗力,为轧管提供良好的金相组织。使用的加热炉有环形加热 炉、步进式加热炉、斜底式加热炉和车底式加热炉。
管坯表面缺陷无论是哪一种,在轧管过程中都有可能钢管表面形成
缺陷,严重时所轧钢管报废,因此必须加强对管坯表面质量的控制和表 面缺陷的清除。只有符合标准要求的管坯方可投入轧管生产。
无缝钢管生产过程中的质量问题-管坯质量缺陷及其预防 1.2管坯的低倍组织缺陷:目视 管坯皮下气泡:产生原因一是钢水脱氧不足,二是钢水中气体 含量(尤其是氢)也是产生管坯皮下气泡的一个重要原因。这中 缺陷经穿孔或轧制后在钢管外表面形成飞皮(没有规律),形状 类似“指甲”状,严重时会布满钢管的外表面。该类缺陷较小而 浅,通过修磨可以去除。 管坯皮下裂纹:产生主要原因连铸圆管坯表面层的温度反复变化 而发生多次的相变后形成的。一般不产生缺陷,如有是轻微外折。 管坯中间裂纹和中心裂纹:连铸圆管坯的中间裂纹和中心裂纹是 造成无缝钢管钢质内折的主要原因。裂纹产生的原因十分复杂, 涉及到铸坯凝固传热、穿质和应力的作用,单总的来说是受二次 冷却区铸坯凝固过程控制的。 管坯疏松和缩孔:主要是因铸坯在凝固过程中的超前晶粒作用, 液态金属运动基于向凝固方向冷却产生收缩受阻而形成的。连铸 圆管坯如带有疏松和缩孔,对斜轧穿孔的毛管质量并无太大的影 响。
无缝钢管缺陷与预防
无缝钢管缺陷与预防一、无缝钢管的质量要求(一)无缝钢管1.用途:无缝钢管是一种经济断面钢材,在国民经济中具有很重要的地位,广泛应用于石油、化工、锅炉、电站、船舶、机械制造、汽车、航空、航天、能源、地质、建筑及军工等各个部门。
2.分类①按断面形状分:圆形断面管、异形断面管②按材质分:碳素钢管、合金钢管、不锈钢管、复合管③按连接方式分:螺纹连接管、焊接管④按生产方式:热轧(挤、顶、扩)管、冷轧(拔)管⑤按用途分:锅炉管、油井管、管线管、结构管、化肥管……3.生产工序①热轧无缝钢管主要生产工序(△主要检验工序):管坯准备及检查△→管坯加热→穿孔→轧管→荒管再加热→定(减)径→热处理△→成品管矫直→精整→检验△(无损、理化、台检) →入库②冷轧(拔)无缝钢管主要生产工序:坯料准备→酸洗润滑→冷轧(拔)→热处理→矫直→精整→检验4.质量要求①钢的化学成分:钢的化学成分是影响无缝钢管性能最主要的因素之一,也是制定轧管工艺参数和钢管热处理工艺参数的主要依据。
a.合金元素:有意加入,根据用途b.残余元素:炼钢带入,适当控制c.有害元素:严格控制(As、Sn、Sb、Bi、Pb),气体(N、H、O)炉外精炼或电渣重熔:提高钢中化学成分的均匀性和钢的纯净度,减少管坯中的非金属夹杂物并改善其分布形态。
②钢管几何尺寸精度和外形a. 钢管外径精度:取决于定(减)径方法、设备运转情况、工艺制度等。
外径允许偏差δ=(D-Di)/Di ×100% D:最大或最小外径mmDi:名义外径mmb. 钢管壁厚精度:与管坯的加热质量,各变形工序的工艺设计参数和调整参数,工具质量及其润滑质量等有关壁厚允许偏差:ρ=(S-Si)/Si×100% S:横截面上最大或最小壁厚 Si:名义壁厚mmC.钢管椭圆度:表示钢管的不圆程度。
d. 钢管长度:正常长度、定(倍)尺长度、长度允许偏差e. 钢管弯曲度:表示钢管的桡度:每米钢管长度的弯曲度、钢管全长的弯曲度f. 钢管端面切斜度:表示钢管端面与钢管横截面的倾斜程度g. 钢管端面坡口角度和钝边5.钢管表面质量:表面光洁要求a. 危险性缺陷:裂纹、内折、外折、轧破、离层、结疤、拉凹、凸包等。
钢管的缺陷与预防
缺陷名称
直道内折
缺陷特征
钢管内表面呈现直线形的锯齿状折迭,有局部或通长、单条或多条的。
产生原因
由原料带来的。拔制后未能消除。
预防消除方法
—
检查判断
用肉眼检查.局部的直道内折切除.通长的直道内折判废。
3、结疤
缺陷名称
结疤
缺陷特征
钢管表面有局部的金属分离薄片。有块状的或鱼鳞状的。与管壁金属相连接的不易脱落,不连接的易脱落。
13。凹坑
缺陷名称
凹坑
缺陷特征
钢管表面有大小不一的局部凹陷。呈螺旋形或周期性排列,有的呈个别或集群分布于局部.
产生原因
(1)氧化铁皮或其它污杂物质粘附在钢管表面上,在拔制时压入表面后又剥落。
(2)热轧减径前,钢管经再加热时,被炉底脏物磕成凹坑,冷拔后未消除。
(3)矫直辊粘结金属。
(4)肥皂液、润滑油、乳化液等不干净。
检查判断
钢管开裂是绝废品,局部开裂可切除.
11。过酸洗
缺陷名称
过酸洗
缺陷特征
钢管表面呈现纵向小裂口或针状孔、芝麻状裂口。轻重程度不同,内表面比外表面严重,有的成带状,有的只在端头或内表面。
产生原因
(1)钢管表面氧化皮厚薄不均,疏松与牢固程度不同。
(2)酸洗时间过长.
(3)酸液浓度低,硫酸亚铁含量高,在酸液温度高的情况下,容易过酸洗.
钢管的缺陷与预防
1、折迭
缺陷名称
折迭
缺陷特征
钢管内外表面呈现直线或螺旋方向的折迭。局部或通长的出现在钢管上。
产生原因
(1)管料表面有折迭或夹杂物.
(2)管料表面有严重擦伤或裂缝。
(3)管料磨修处有棱角或深宽比不够
冷拔管常见缺陷产生原因及预防和消除方法
冷拔管常见缺陷产生原因及预防和消除方法冷拔管是一种常见的无缝钢管加工工艺,常见的缺陷主要包括表面裂纹、内部缺陷、尺寸偏差等。
这些缺陷的产生原因比较复杂,但是通过合理的预防和消除方法可以有效地降低这些缺陷的产生率。
首先,我们来看一下冷拔管常见缺陷的产生原因:1.表面裂纹:表面裂纹主要是由于金属的应力过大或应变不均匀引起的。
在冷拔过程中,如果拉力过大或者冷拔速度过快,都会导致金属的应力集中,从而引起表面裂纹的产生。
2.内部缺陷:内部缺陷主要包括夹杂物、气体孔洞、夹钢皮等。
这些缺陷的产生多是因为原料的质量不过关或者生产过程中的不合理操作导致的。
3.尺寸偏差:尺寸偏差主要是由于冷拔不合理的工艺参数或者设备的不稳定性引起的。
如果拉力不均匀或者冷拔辊的磨损严重,都会导致尺寸偏差的产生。
接下来,我们来看一下如何预防和消除这些缺陷:1.预防表面裂纹:首先,要保证原料的质量过关,确保没有夹杂物和其他缺陷。
其次,在冷拔过程中控制好拉力和速度,避免产生应力集中。
此外,合理选择和使用冷拔辊和模具,减少对金属表面的损伤。
2.预防内部缺陷:首先,对原料进行严格筛选,预防夹杂物和气孔的产生。
其次,控制好冷拔过程中的温度和压力,避免产生夹钢皮等缺陷。
此外,对于生产设备要进行定期维护和检查,确保其正常工作状态。
3.预防尺寸偏差:首先,要合理选择冷拔工艺参数,尽量保证拉力的均匀分布。
其次,定期检查和更换冷拔辊和模具,减少磨损对尺寸的影响。
此外,对于冷拔设备要进行定期维护和校准,确保其稳定性。
除了以上措施外,还可以通过加热退火、自动控制系统、成品质量检测等方法来预防和消除冷拔管的常见缺陷。
加热退火可以降低冷拔过程中的应力,提高内部结构的均匀性;自动控制系统可以实时监测冷拔过程中的各项参数,并进行调整;成品质量检测可以及时发现和修复缺陷,确保产品的合格率。
综上所述,冷拔管常见缺陷的产生原因比较复杂,但是通过合理的预防和消除方法可以有效地降低这些缺陷的产生率。
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(1)合理设计孔型。
(2)正确选择工艺参数
(3)精心调整轧机。
(4)贯彻精料方针,不合格管料不投产。
检查判断
轧折缺陷不允许存在,必须修磨,修磨后壁厚与直径不超出负偏差,判为合格。
10、开裂
缺陷名称
开裂
缺陷特征
钢管呈现穿透管壁的纵向开裂。有全长开裂,也有局部开裂。
产生原因
(1)压下量过大,管料加工硬化严重,在无顶头拔制时易产生。
产生原因
热轧管料有缺陷,经拔制后没有消除。
预防消除方法
—
检查判断
钢管有结疤存在,应予清除,清除后钢管壁厚与直径不超过负偏差者判为合格品。对局部轻微小结疤深度未超出壁厚负偏差者允许存在。
4、横裂
缺陷名称
横裂
缺陷特征
钢管表面有连续或断续的横向破裂现象。
产生原因
(1)酸液温度偏高,酸洗时间过长,钢管温度高于酸液温度,引起氢脆。
6、抖纹
缺陷名称
抖纹
缺陷特征
钢管表面沿长度方向呈现高低不平的环形波浪或波痕,逐个相间排列。有局部的或通长的出现在钢管表面上(有时只在内表面)。
产生原因
钢管在拔制过程中产生抖动所造成的。导致抖动的原因如下:
(1)热处理性能不均、抗拉强度过大,热轧车间轧低温钢造成的加工硬化。
(2)酸洗后冲洗不净、润滑不良、涂层不均、拔制时产生抖动。
(9)中间退火不均,变形量不足
预防消除方法
(1)提高拔管模具的表面质量。
(2)氧化铁皮要冲洗干净,涂层要均匀、牢固。
(3)锤头过渡部分要圆滑无棱角。
(4)勤检查模具与钢管表面,发现问题及时处理。
检查判断
用肉眼检查。一般结构管与用于加工机械零件的钢管,当缺陷深度不超过壁厚负偏差时允许存在。用于压力道以及类似用途的钢管,按相应的技术标准判断。
(2)热处理不当,造成管料塑性不一致,或加工硬化未全部消除。
(3)钢管拔制后未及时热处理。
(4)连拔道次过多,加工硬化严重。
(5)塑性低的钢种(含碳量高与合金元素含量多)较易开裂。
预防消除方法
(1)合理编排拔制表。
(2)合金钢管与连拔钢管,拔后要及时热处理。
(3)按工艺要求进行热处理,冷却速度要合理控制,使其性能均匀消除加工硬化。
13、凹坑
缺陷名称
凹坑
缺陷特征
钢管表面有大小不一的局部凹陷。呈螺旋形或周期性排列,有的呈个别或集群分布于局部。
产生原因
(1)氧化铁皮或其它污杂物质粘附在钢管表面上,在拔制时压入表面后又剥落。
(2)热轧减径前,钢管经再加热时,被炉底脏物磕成凹坑,冷拔后未消除。
(3)矫直辊粘结金属。
(4)肥皂液、润滑油、乳化液等不干净。
12、擦伤
缺陷名称
擦伤
缺陷特征
钢管表面有机械损伤。一般缺陷深度较浅,肉眼可见其底。
产生原因
(1)钢管在运送过程中,被钢绳料架等机械擦伤。
(2)钢管在矫直过程中,在导管内产生擦伤。
(3)管端有毛刺或毛头互相碰撞产生擦伤。
(4)钢管矫直时,由于钢管弯太大或孔型不当,被辊缘擦伤。
(5)切管机辊道不良易造成擦伤。
空拔
缺陷特征
有顶头拔制时,因没给上顶头,产生壁厚超正差,外径稍小,内表面有环形台阶的缺陷称空拔。多产生在锤头端部
产生原因
(1)拔管机的芯杆顶头没有调整到要求位置,或因芯杆弯曲、钢管弯曲、顶头未能推到拔制位置。
(2)顶头倒角不合理,给不上顶头。
(3)拔管机后台芯杆销舌间隙过大。
(4)管料纵向壁厚不均,给不上顶头。
(3)管子过长、锤头部分无空隙皂化不充分。
(4)芯杆细,拔制时芯杆产生弹性变形引起抖动。
(5)起动速度快或开拉时链条振动。
预防消除方法
(1)钢管要充分的热处理,达到软化,性能均匀。
(2)钢管表面要洗净,涂层均匀牢固,充分皂化。
(3)拔制时起动速度要适当放慢。
(4)按规定的变形量拔制。
(5)正确选用芯杆尺寸。
(2)合理选择压下量。
(3)厚壁管热处理要加热均匀。
检查判断
用肉眼检查。横裂缺陷不允许存在。此种缺陷不准修磨,因修磨后不易检查,无法判断就是否完全清除,所以应直接判废。
5、划道
缺陷名称
划道
缺陷特征
钢管表面上呈现纵向直线形的划痕称划道。划道长短不一、宽窄不等,多为沟状,可见沟底。表面有损伤的称划道,表面无损伤的为青线
钢管外表面沿转角或送轧方向呈现锯齿状折迭。
产生原因
(1)孔型宽度不够,轧缝过小,在轧制过程中出现耳子,再轧制形成轧折。
(2)送轧量过大或设备失调,造成穿锥体。
(3)上下孔型错位,孔型掉肉,转角不合适等。
(4)管料外径超差,或孔型磨损严重。
(5)管料表面有严重擦伤、裂纹等缺陷。
(6)管料修磨过深,深宽比不合规定。
(5)推芯杆汽缸力量不足或顶头故障等。
(6)钢管里有大毛刺,在穿顶头时顶到锤头端部。故使给不上顶头。
预防消除方法
(1)正确选用与制备拔管工具。
(2)拔管前要正确调整拔管机每个部件的位置。
(3)经常检查拔管机,消除芯杆前后串动。
检查判断
空拔缺陷就是不允许存在的,空拔部位应切除。
9、轧折
缺陷名称
轧折
缺陷特征
2、直道内折
缺陷名称
直道内折
缺陷特征
钢管内表面呈现直线形的锯齿状折迭,有局部或通长、单条或多条的。
产生原因
由原料带来的。拔制后未能消除。
预防消除方法
—
检查判断
用肉眼检查。局部的直道内折切除。通长的直道内折判废。
3、结疤
缺陷名称
结疤
缺陷特征
钢管表面有局部的金属分离薄片。有块状的或鱼鳞状的。与管壁金属相连接的不易脱落,不连接的易脱落。
钢管呈现比较圆滑的螺旋形凸凹。有时具有尖锐棱角的螺旋印痕。连续的或不连续的,局部或通长的出现在钢管表面上。
产生原因
(1)矫直辊角度小,或压下量调整不正确。
(2)矫直辊严重磨损。
(3)矫直前钢管弯曲度过大,或头尾部过于弯曲,精矫时矫凹。
(4)矫直辊辊型设计不合理。
(5)管料的直径超差易造成矫凹。
预防消除方法
缺陷名称
弯曲
缺陷特征
钢管沿长度方向呈现不平直的现象。
产生原因
(1)钢管热处理时,加热温度不均。
(2)矫直机调整不正常。
(3)钢管性能不均。
(4)管料弯曲度过大,矫直后存在残留弯曲。
预防消除方法
(1)拔制时合理分配减径量。
(2)加热均匀。
(3)正确调整矫直机。
检查判断
弯曲缺陷就是常见的缺陷,用一米平尺靠在钢管最大弯曲处,用塞尺测量最大桡度,弯曲度不超出标准规定判为合格;超出标准规定可重新矫直;对端头局部弯曲应切除。
预防消除方法
(1)钢管运送时防止碰伤,保持料架与斜篦条等存放处的光洁。
(2)清除管端的毛刺。
(3)正确调整矫直机,消除矫直过程中擦伤隐患
(4)改进吊具,防止钢绳直接吊勒管体。
检查判断
用肉眼检查,擦伤边缘比较圆滑,深宽比较小者,允许存在。缺陷边缘有尖锐棱角或深宽比较大者,应予修磨,修磨后不超出直径与壁厚的负偏差者判为合格。
(1)矫直机要经常检修,及时更换矫直辊。
(2)正确调整矫直机。
(3)合理设计矫直辊辊型。
检查判断
用肉眼检查。外表面圆滑无棱角,内表面无明显凸起者,允许存在。内表面有明显突起或外表面有明显尖角者判废。
15、麻点(麻面、麻坑)
缺陷名称
麻点(麻面、麻坑)
缺陷特征
钢管表面成片的细点状凹坑。局部或连续的出现在钢管表面上。
(5)钢管毛刺打的不干净。
(6)工具粘结金属。芯杆、接手等工具擦得不干净。
(7)管端有插头、裂头等(管料尺寸太薄、热处理不好、孔型间隙调整不当,芯头选配不合理等)
(8)管料停放地点不清洁,内表面进入脏物。
(9)涂层不牢,掉铜层,轧后除油不净。
预防消除方法
(1)洗净、冲净钢管表面氧化铁皮与脏物。
(2)经常修磨矫直辊表面,防止粘结金属。
检查判断
用肉眼检查或手摸。抖纹缺陷的实质就是纵向直径不等与壁厚不均。对能瞧到痕迹而无手感的轻微抖纹可判为合格品;对明显可见,而又有手感的判为废品。
7、拔凹
缺陷名称
拔凹
缺陷特征
在钢管纵向上,管壁由外表面向内表面呈条状凹陷(有时内表面出现凸起),其长短无规则。
产生原因
(1)无顶头拔制薄壁钢管时减径量过大。
检查判断
钢管开裂就是绝废品,局部开裂可切除。
11、过酸洗
缺陷名称
过酸洗
缺陷特征
钢管表面呈现纵向小裂口或针状孔、芝麻状裂口。轻重程度不同,内表面比外表面严重,有的成带状,有的只在端头或内表面。
产生原因
(1)钢管表面氧化皮厚薄不均,疏松与牢固程度不同。
(2)酸洗时间过长。
(3)酸液浓度低,硫酸亚铁含量高,在酸液温度高的情况下,容易过酸洗。
产生原因
(1)热处理造成氧化铁皮过厚,在矫直时氧化铁皮压入,剥落后产生麻点。
(2)酸洗后残留有氧化铁皮或皂化(润滑)剂有脏物,拔后产生麻点。
(3)钢管酸洗后,停放时间过长产生锈蚀,造成麻面。
(4)管子表面有油污,热处理时聚结成油点,在加热时烧成麻面。
预防消除方法
(1)热处理前,除净钢管表面的油污,装炉时正确执行热处理制度。
(2)钢管锤头端部有棱角,过渡部分有皱折。
(3)管料局部壁薄(如修磨点)
预防消除方法
(1)无顶头拔制薄壁管时,要合理分配减径量。
(2)锤头端部应无棱角与折皱。
(3)对管料表面的局部缺陷,清理的深宽比要合格。