焊管成型中的表面損傷

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1、防止ERW焊管成型中表面損傷的七個(gè)辦法作者：朱劍明無(wú)錫精華冷彎型鋼設(shè)備制造有限公司潘松華無(wú)錫普利賽斯制管有限公司2009-9-6摘要：ERW焊管成型中，管子表面損傷是生產(chǎn)高精度管和高光潔度管時(shí)致命的質(zhì)量缺陷。究竟管子表面是因?yàn)槭裁丛蚨鴵p傷？在國(guó)內(nèi)企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備工藝條件下，怎樣防止管子表面的損傷？本文介紹了七條工藝技術(shù)措施。關(guān)鍵詞：ERW高頻焊管，表面損傷，在ERW焊管成型中，管子表面損傷是普遍存在的缺陷。通常，表面損傷只要不影響尺寸精度，這種表面缺陷對(duì)于一般的結(jié)構(gòu)用管是影響不大的?？墒?，表面缺陷對(duì)于高精度管和高光潔度管，卻是

2、致命的質(zhì)量缺陷。近十年來(lái)，國(guó)內(nèi)不少大型企業(yè)陸續(xù)引進(jìn)了國(guó)外各類(lèi)先進(jìn)機(jī)組，包括排輥機(jī)組，F(xiàn)FX機(jī)組等。進(jìn)口機(jī)組可以生產(chǎn)像API-50L／API-5CT標(biāo)準(zhǔn)那樣的高等級(jí)高強(qiáng)度管，但是，仍然無(wú)法從根本上避免表面損傷的問(wèn)題。進(jìn)口機(jī)組很貴，動(dòng)輒數(shù)億，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)既買(mǎi)不起，也用不起。在現(xiàn)實(shí)條件下，我們必須靠土辦法來(lái)解決問(wèn)題，發(fā)揮全體工人和技術(shù)人員的創(chuàng)新精神，對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備，刀具，生產(chǎn)工藝進(jìn)行技術(shù)革新和改造。實(shí)踐證明，土辦法可以解決大問(wèn)題，土辦法就是中小企業(yè)的創(chuàng)新之路，也是我們今天在嚴(yán)酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下的生存之路，發(fā)展之路。表面損傷的種類(lèi)

3、及形成原因1，刀痕刀痕——主要是經(jīng)高頻焊接后，去除內(nèi)外毛刺后留下的焊縫處加工痕跡。刀痕分為外刀痕和內(nèi)刀痕，分布于焊縫內(nèi)外。其缺陷形狀主要為三種：1，平整條狀刀痕；2，波紋或鋸刺形刀痕；3，焊縫加工面與管壁連接處的過(guò)渡臺(tái)階。形成原因：（1）平整條狀刀痕。形成原因主要是刀具調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確，加工面高于或低于管壁；（2）波紋或鋸刺形刀痕。形成原因主要是刀具刃面磨損，崩口；（3）過(guò)渡臺(tái)階。這種情況多見(jiàn)于排輥成型。形成原因主要是帶料走偏，導(dǎo)致排輥組的擋邊輥在成型時(shí)單邊壓緊力過(guò)大，管坯邊緣產(chǎn)生堆積變厚。內(nèi)、外刀痕一旦形成，無(wú)法通過(guò)精整和定徑來(lái)

4、消除。1，壓痕壓痕——存在于焊管焊縫兩側(cè)表面，壓痕一般有三種情況：1，前道W打頭實(shí)彎時(shí)，過(guò)大的壓緊力和彎曲力使管材邊緣變形；2，排輥成型時(shí)，為防止帶料偏離中心線，擋輥導(dǎo)致帶料邊緣增厚。3，成型模輥磨損，或是粘結(jié)了鐵屑等，管坯表面產(chǎn)生斑痕。壓痕是鋼材產(chǎn)生塑性變形的結(jié)果，準(zhǔn)確地說(shuō)，是焊管成型時(shí)塑性變形錯(cuò)位的結(jié)果。焊管成型是利用輥壓使鋼材產(chǎn)生塑性變形，可是如果管坯成型時(shí)輥壓位置錯(cuò)位，就會(huì)產(chǎn)生邊緣變形，增厚等壓痕。其中，管坯的W打頭實(shí)彎成型，排輥式機(jī)組的防偏擋輥處，是產(chǎn)生壓痕的關(guān)鍵工序。斑痕則是因?yàn)閷?shí)彎模輥發(fā)生缺損和粘附。表面壓痕的

5、損傷狀況和損傷程度，與成型模輥的壓緊力大小，以及模輥表面的粗糙度有關(guān)。（見(jiàn)圖2，圖3）多數(shù)企業(yè)都在同一臺(tái)機(jī)組，同一套模輥來(lái)生產(chǎn)不同鋼級(jí)，不同規(guī)格的產(chǎn)品，這給實(shí)際操作帶來(lái)很大困難。Q235鋼和X70鋼屈服強(qiáng)度相差一倍以上，成型14mm壁厚與成型3mm壁厚成型力相差更大。在實(shí)際生產(chǎn)中，不同的鋼板厚度，鋼號(hào)鋼級(jí)，輥軸間隙，模輥磨損狀況，對(duì)每臺(tái)機(jī)組，每一道次的操作工藝，都有特定的要求，如上下輥的間隙，壓緊力，等等。絕大多數(shù)企業(yè)的操作工都在生產(chǎn)實(shí)踐中積累機(jī)組調(diào)整的“訣竅”，個(gè)人因素成了產(chǎn)品質(zhì)量的最大保障。在今天企業(yè)內(nèi)普遍的競(jìng)爭(zhēng)條件下，

6、這種個(gè)人“訣竅”往往成為影響質(zhì)量，甚至影響生產(chǎn)穩(wěn)定的因素，管理者也束手無(wú)策。管坯的W打頭實(shí)彎成型和排輥式機(jī)組的防偏擋輥所造成的壓痕，都與操作工藝有關(guān)?？茖W(xué)而簡(jiǎn)明地制定操作規(guī)程，才是解決成型壓痕的根本途徑。焊管的壓痕程度與厚徑比（厚度／直徑之比）和鋼材的強(qiáng)度有關(guān)。原因是成型厚壁管和高強(qiáng)度管時(shí)，壓緊力和彎曲力很大所致。厚徑比越大，越容易產(chǎn)生壓痕；鋼材的屈服強(qiáng)度越高，越容易產(chǎn)生壓痕。1，擦痕擦痕——焊管表面的條紋形擦傷，主要分布于管子兩側(cè)。實(shí)彎與自由彎曲都可造成擦傷。造成擦傷的主要原因是模輥在成型時(shí)，管坯的直線運(yùn)動(dòng)與模輥的圓周運(yùn)動(dòng)

7、之間存在著線速度差，使得模輥與工件之間產(chǎn)生滑移摩擦，壓緊力越大，擦痕越深。線速度差的大小，與模輥對(duì)管坯的接觸線長(zhǎng)度和位置有關(guān)。表1：（精整和定徑萬(wàn)能機(jī)架對(duì)合式閉口輥成型線速度差）序號(hào)鋼管直徑（mm）模輥大端直徑（mm）模輥小端直徑（mm）機(jī)組成型速度(米／min)線速度比F線速度差(m/s)1Ф114Ф260Ф15045米／min1.730.54m/s2Ф273Ф470Ф22040米／min2.140.75m/s3Ф406Ф650Ф25030米／min2.60.8m/s4Ф610Ф850Ф25025米／min3.271.0m

8、/s5從表1可見(jiàn)，在所有成型工序中，采用對(duì)合式閉口輥的定徑，精整工序的線速度差較大，Ф114mm以上大口徑管子在精整和定徑時(shí)，對(duì)合式閉口輥的線速度差達(dá)0.5m/s以上。隨著管徑加大，模輥輥徑隨之變大，線速度差也呈加大的趨勢(shì)。防止表面損傷的七個(gè)辦法（1）改進(jìn)內(nèi)外毛刺刀具結(jié)構(gòu)對(duì)高頻焊接焊縫的外