钢管工艺复习题

钢管工艺复习题

1.管材的定义及作用？

定义：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。作用：1)输送流体(可以作为液、气体及固体的输送管道)

2)做结构件（钢管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）

2.管材按生产方式分哪几种？按尺寸分哪几种？

生产方式：（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；（3）冷加工管：冷轧、冷拔和冷旋压按尺寸：（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.钢管生产的一般模式是什么？

模式为：坯料→成型→精整→一次成品→再加工→二次成品

4.管坯主要有哪几种？

连铸圆坯、轧坯：一般为圆坯)、铸(锭)坯：主要有方(锭)坯、锻坯

5.管坯的截断方式有哪几种?适合什么情况？

⑴剪断：适用于中小断面的管坯

⑵火焰切割：适合大断面、合金钢等管坯

⑶折断：适合Dp＞φ140mm或σb＞60Kg/mm2管坯

⑷锯断：适合小断面管坯，合金钢及高合金钢等

6.坯料加热遵循的原则？

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↓)。

7.坯料加热温度制定，需考虑哪些因素？

（1）加热温度在Fe-C相图中的单相奥氏体区

（2）加热温度考虑坯料的化学成分

（3）加热温度考虑坯料尺寸大小

（4）加热温度考虑工艺条件

8.环形加热炉有哪些优点？

⏹1）适合加热圆形管坯，适应多种不同直径和长度的复杂坯料；

⏹2）管坯加热时间短、受热均匀、加热质量好；

⏹3）炉底转动，坯料与炉底无相对滑动，氧化铁皮不易脱落，且炉子装出

料炉门在一侧，密封好，冷空气吸入少、氧化铁皮少；

⏹4）管坯放置位置灵活（可放料也可空出），便于更换管坯规格，操作灵活。

⏹5）机械化和自动化程度高。

9.管坯定心的定义，目的和方式？

定义：是指在管坯前端面钻孔或冲孔。

目的：使顶头鼻部正确地对准管坯轴线，防止穿孔时穿扁；减小毛管壁厚不均；改善二次咬入条件。

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。

10.二辊斜轧穿孔机的工具有哪些？构成什么孔型？

（1）曼乃斯曼穿孔机：两个主动轧辊、两个上下布置固定不动的导板及一个位于中间固定不动的顶头构成了一个“环形封闭的孔型”；

11穿孔机轧辊的结构及各部分的作用？

Ⅰ：入口锥：咬入管坯，实现管坯穿孔；

Ⅱ：轧制带：起过渡带作用；

Ⅲ：出口锥：实现毛管减壁，平整毛管表面，均匀壁厚及完成毛管归圆。

12.穿孔机顶头的作用、结构及各部分的作用？

作用：实现从实心管坯到中空毛管的变形，这一变形是钢管穿孔的主要变形，因而其工作条件非常恶劣，对穿孔质量和生产有重大影响。

L0 (鼻部)：对正管坯定心孔，便于穿正；

L1 (穿孔锥)：穿孔并使毛管减壁；

L2 (平整段：锥角与辊同)：均整毛管内外表面；

L3 (反锥)：甩圆并防止毛管脱出顶头时划伤。

13.二辊斜轧穿孔变形区的组成及各部分的作用？

Ⅰ穿孔准备区作用：⑴顺利实现管坯一次咬入；⑵为二次咬入积累足够的剩余摩擦力。⑶径向压缩，一部分横向变形，一部分纵向延伸，因而管坯头部形成一个喇叭口状的凹陷(即疏松区)。

Ⅱ穿孔区作用：实现穿孔并使毛管减壁。

Ⅲ辗轧区(平整区)作用：辗轧(均整)管壁，改善管壁的尺寸精度和内外表面质量(顶头母线与辊母线平行)。

Ⅳ转圆区(归圆区)作用：靠轧辊的旋转加工把椭圆形毛管转圆。

14.曼氏穿孔机穿孔后的毛管会出现什么情况？为什么？

出现了：头粗尾细中间均的现象

原因：

（1）管坯头部进入时，由于顶头正面有阻力，相当于冲压镦粗，且管坯头部无外端约束(由最小阻力法则，轴向μ↓，横向μ↑)，金属向外侧流动↑，因而使管坯头部变粗；

（2）中间部分管坯两侧有外端约束，阻碍了金属的横向流动，所以中间均匀；

（3）当尾部进入时，顶头正面阻力，瞬间减少，导致轴向阻力↓↓，因而，轴向μ↑，横向μ↓，故出现尾细。

15.穿孔机咬入时，需校核哪几个条件？为什么？

1）旋转条件2）前进条件

斜轧穿孔过程存在两次咬入：每次咬入都必须同时满足前进条件和旋转条件16.斜轧穿孔时，附加变形包括哪些？怎样产生的？如何减少？

包括：纵向变形、切向变形、扭转变形。①纵向剪切变形：产生原因：穿孔时，轧辊带动毛管外层金属轴向延伸，而顶头阻止内层金属轴向流动，从而导致各层金属轴向流动的差异，产生了纵向剪切应力。它易导致表面裂纹(横裂)缺陷。

减少措施：采用主动顶头，或加润滑剂等来减少。②横向剪切变形：产生的原因：顶头的阻力与轧辊的动力共同作用的结果。是造成毛管纵裂、折叠、分层等缺陷的原因。减少措施：加润滑剂降低顶头阻力。③扭转变形：是由于变形区中管坯各截面的角速度不同引起的减少扭转的方法：主要是降低β1、β2。

17.什么是孔腔，孔腔形成的机理有哪些？影响孔腔形成的因素有哪些？

孔腔：旋转横锻、横轧或斜轧实心工件时，工件产生的纵向内撕裂。

形成机理：切应力理论、正应力理论、综合应力理论

影响因素：

(1)钢的自然塑性(化学成分、冶炼质量、组织状态等)

（2)送进角α

(3)穿孔温度t℃

(4)封闭孔型的椭圆度系数ξ

(5)顶前压缩量△h

(6)轧辊的入口锥角β1

(7)主动导盘

(8)轧辊磨损

18设计穿孔机轧辊时，轧辊直径、入口锥长度、出口锥长度、入口锥角、出口锥角都考虑哪些因素？

⑴轧辊直径的确定：考虑强度、咬入、穿孔效率等。

入口锥长度，考虑压下量、出口锥长度，考虑扩径量、β1：为改善毛管质量和咬入条件，提高生产效率、改善毛管质量和壁厚不均

19.毛管轧制的目的？

轧制目的：穿孔以后的毛管必须进行壁厚加工，同时还要对外径进行加工，才能投入使用。毛管轧制就是对穿孔以后的毛管进行壁厚加工，实现减壁延伸，使壁厚接近或等于成品壁厚。

20.毛管轧制的方法包括哪些？

（1）斜轧：斜轧延伸机(芯头)、狄舍尔延伸机(芯棒)、锥形辊延伸机(芯棒)以及三辊轧管机（ASSEL）等；

（2）纵轧：自动轧管机、连轧管机、三辊连轧管机等；按照机架形式及内变形工具的类型，纵轧基本可分三类：空心、长芯棒、短芯头

21.连轧管机组有哪些优点？

1. 在连续的8－9机架中以大压下量一次完成轧制，高效获得长尺钢管（33米、240根／时）。