无缝钢管-好品质、放心买

众所周知，试样的几何因素是个重要因素。但各企业对拉伸试验的几何尺寸，形状等的规定却存在差别，因此有必要对此进行探讨，便于各生产单位和使用单位之间的相互了解。本文对试样的形状变化、宽度变化、不同平行长度对拉伸试验性能的影响进行了讨论；同时用光弹方法研究了板状样过渡圆弧半径及试样夹持部位等因素对拉伸试验结果的影响。
一、试验材料及实验条件
  试验材料分别为薄板08Al、08F；中厚板X60、A3钢。均经化学成分检验，符合标准要求，加工试样精度符合GB 6397-86 金属拉伸试验试样标准， 要求拉伸试验在 材料试验机上进行。十字头速度恒定为10mm/min；引伸计符合ASTM E83C级要求；标距划线机线间长度误差小于0.1mm；光弹试验在光弹议上进行。
二、试验结果和讨论
 1.试样对拉伸性能的影响
  按照GB/T228-2010 金属拉伸试验标准要求，中厚板既可取保留原表面的板状试样，也可制成棒状试样测试拉伸性能。为表明二者是否存在差异，我们将X60(8mm厚)和A3(10mm厚)钢板分别制成带头板状样和直径为5mm的棒状试样进行实验。采用短比例试样。
  结果表明：两种形状的试验结果是有差异的。棒状试样的应力σ5较板状试样高得多。我们认为原因在于；棒状试样经加工，表面光滑，缺陷少；而板状试样两表面均为直接轧制面，表面缺陷相对多一些。另外，两种试样在拉伸时的应力和应变状态也有差异。棒状试样的派生应力σ2=σ3，ε2=ε3，四周缩变均匀，而板状试样σ2≠σ3，ε2≠ε3，也造成的试验的结果不同。
 2.试样宽度对拉伸结果的影响
  板状拉伸试样的宽度，在其他因素相同的情况下，宽度保准也大不相同。为明确试样宽度对拉伸机械性能的影响。我们分别取08Al冷轧板和08F热轧板进行比较研究。
  试样基本尺寸符合标准要求，固定其他尺寸，变化试样宽度。
  结果表明：在固定标距的情况下，随试样宽度增加，σ0.2或(σs)和σb有下降趋势。我们认为：其原因在于随着试样宽度的增加，派生应力σ2增加，试样由单向拉伸逐渐转向平面应力状态，从而使参加流变的材料逐渐增多之故。
 3.平行长度对板状试样拉伸性能的影响
  一般都认为：平行试样长度越长，材料变形越均匀，伸长率就越大。但在实际工作中得出的结论却并非完全如此。同时平行长度的增大引起试样重量的增加，对材料也是一种浪费，因而需要明确一个范围，在不同 的标准中，我们同样发现平行长度有差异，如有l0+b/2, l0+b, l0+2b, (b为试样的宽度)。为进一步明确平行长度对拉伸试样机械性能的影响，我们用08Al冷轧板研究了这一问题。
  试样尺寸符合标准要求，固定其他尺寸，变化试样平行长度。

产生偏心的钢管 在热轧钢管生产过程中 容易产生，产生的环节多半是在热穿孔时产生的：

根据对自动轧管机轧后钢管的解剖分析，我们认为穿孔毛管经自动轧管机轧制后，钢管纵横向壁厚不均的形式基本上保留了穿孔毛管壁厚不均的分布特征，即轧后钢管仍具有螺旋状的壁厚不均，而且横向壁厚不均显著增大。

自动轧管机产生壁厚不均的原因是：

①穿孔毛管壁厚不均的存在形式和严重程度，直接影响轧后钢管壁厚不均的存在形式和严重程度。

②在自动轧管机上轧管时，因顶杆弯曲，使顶头位置偏离孔型中心而导致壁厚不均，其管中和管头各横截面上的 壁厚和小壁厚位置几乎固定不变；而管尾到管头壁厚不均程度则逐渐增大，因此，减小顶杆残余弯曲度，降低轧管时顶杆的轴向力，对减小壁厚不均程度有显著作用。

③减壁量越大，荒管壁厚不均越严重，减壁量较小时，自动轧管机有减小穿孔毛管壁厚不均的作用。④孔型调整不正确，当辊缝不平行时，会使荒管的壁厚不均加剧。

我们无缝钢管厂对Φ400mm自动轧管机组，穿孔、二次穿孔（延伸）、自动轧管和均整4个轧制过程的荒管实测壁厚数据进行了傅立叶变换，得出了壁厚不均的定量分析及其形成原因，并以此为基础提出了改善钢管壁厚不均的途径：

①二次穿孔（延伸）后荒管上的螺旋形壁厚不均的分布特征一直保留到成品管，因此改善二次穿孔（延伸）是改善成品管壁厚精度的关键环节，主要措施是改进工具设计，提高顶杆和顶头在旋转过程中与轧制线的同心度。

②改善穿孔后毛管的壁厚不均是重要环节，主要措施是提高管坯的加热均匀性，提高定心孔的精度，加长顶头均整带的长度和反锥的长度，提高顶杆与顶头在旋转过程中与轧制线的同心度。

③轧管时虽会产生严重的对称性壁厚不均，但对减轻螺旋形的壁厚不均有一定的作用。因此，轧管时应轧制两道，道次之间应将荒管翻转90°。

④均整过程能基本上对称性壁厚不均，但对螺旋形壁厚不均的作用甚小，因此，应提高均整机的能力。

⑤傅立叶变换是研究斜轧过程壁厚不均的有效手段，这一方法也可用于其他钢管生产机组管体壁厚不均的研究。

无缝钢管、直缝钢管、锻造钢管在生产过程中都会导致钢管管体在纵向（即长度方向）上出现不同程度的曲线状，只是有的钢管成品的曲线程度可以用肉眼直观地看出来，这要的钢管已经是不合格产品了，只要是正规厂家，这样的产品 是不充许出厂，有的得则需要专门的仪器设备测量其直线度。这个曲线程度用数字表示出来即叫钢管弯曲度或者钢管直线度。对于钢管直线度这个标准，在一般流体输送用的管道中要求不高，这种管子主要要求管口的同心度，以便于管道的焊接。但是如果钢管是用到加工机械设备上时，尤其是胶辊、中轴等等，它们对直线度或者说是弯曲度的要求就高了，而且这也是他们的一个相当重要的指标。因为它要涉及一个加工量的问题，加工量的大小直接影响生产成本的大小，如果加工不出来，这支钢管直接就是废品了。因此像生产辊体设备类似的厂家在购买无缝钢管或者直缝钢管的时候特别注重钢管直线度的检测。无缝钢管、直缝钢管、锻造钢管这三者来讲，直线度 要数锻造钢管了，因其外径是加工设备一点一点车出来的，所以直线度一般没有问题。无缝钢管次之，这种钢管的生产工艺中都有一个三辊绞直的工序，能基本满足客户对直线度的要求。差的就是直线钢管，虽然基工艺也有这个工序，但其是都是由钢板或者卷板卷制而成，钢材内部的内应力如果不能很好释放出来，加工完毕后也会引起钢管的变形。直线度或者说弯曲度的计算一般来讲有两种：   一、无缝钢管或直缝钢管局部弯曲度：即用长为一米的直尺靠量在钢管的 弯曲处，测其弦高（mm），即为局部弯曲度数值，其单位为mm/m，表示方法如2.5mm/m。此种方法也适用于管端部弯曲度。山东无缝钢管   二、钢管全长总弯曲度：用一根细绳，从管的两端拉紧，测量钢管弯曲处 弦高（mm），然后换算成长度（以米计）的百分数，即为钢管长度方向的全长弯曲度。   例如：钢管长度为10m，测得 弦高30mm,则该管全长弯曲度应为： 0.03÷10m×=0.3%