直缝钢管、管坯变形过程和卷制过程

直缝钢管、管坯在成型机中的变形过程是非常复杂的，它包括纵向变形、大口径钢管横向变形和断面变形三部分。

(1)纵向变形纵向变形是指管坯由平板状变为圆筒状过程中在轧制线方向上的变形。纵向变形是不均匀的。在预成型段，带钢边缘部分的延伸L′大于中心部分的延伸L，达到封闭孔型前的精成型机架，中心部分的延伸L又大于边缘部分的延伸L′。这种纵向不均匀变形是辊式连续成型过程中带钢变形的主要特点。

大口径厚壁钢管带钢的纵向变形

(2)横向变形横向变形是指管坯在各成型机架中的横断面弯曲变形，即由成型孔型所产生的变形。管坯在各特定孔型机架中进行横向弯曲变形的问题是轧辊孔型设计的问题。

(3)断面变形断面变形是指成型以后(实际上还包括定径矫直以后)钢管的壁厚与板坯的厚度比较发生的变化。断面壁厚的变化在成型较厚壁钢管时不太明显。薄壁管成型时，直缝钢管一方面管壁厚度比板坯厚度发生轻微的增厚，一方面同一断面的管壁厚度呈有规律的、不均匀的分布。边缘部分的壁厚小于管底部分的壁厚，这是由于边缘延伸的结果。由于断面变形量很小，对质量没有大的影响，所以可忽略不计。一般不做重点研究。

成型好的管坯-相对于平的带钢来说，仅在垂直于带钢和管子中心线的平面上产生弯曲变形：当带钢成型为管子后伸长的带钢边缘，还应当恢复到与带钢中部同样的长度。这就涉及到边缘延伸及回弹这两个问题。

厚壁直缝管线管边缘延伸及回弹实际成型中带钢的变形要比上述情况复杂得多，在一般的辊式连续成型过程中，带钢实际上是分段成型的，即所谓阶梯成型。阶梯成型中带钢边部会产生波形，如图56所示。这种情况，必然引起带钢局部应力的增高。

进一步研究任意两相邻机架之间的带钢变形，可将其变形过程分为4段(见图57)：带钢与成型辊表面的接触段1；爿|接触变形段2；不变形段3；弹性恢复段4。带钢边缘在非接触变形段受到拉伸，此拉仲在带钢与成型辊表面的接触段中得以降低。成型机架后面有一段带钢的弹性恢复区，在这里，已经拉长的带钢纤维有明显的收缩。在弹性恢复段和非接触段之间有一段带钢不发生变形的区段。在这段，带钢边缘平行于成型机的轴以上是介绍直缝钢管、管坯变形过程。

在厚壁直缝埋弧钢管卷制过程中为什么要使用玻璃润滑剂：

金属的压铸技术早已不是什么秘密，早在20世纪30年代西方国家就已经发现钢铁同其他质地较软的有色金属一样可以用卷制法进行变形。这种新工艺一经推出就迅速推广开来，因为它的技术简单易学，生产设备和基础成本很低，而生产的产品种类丰富多样，质量可靠，用途特别广泛，因此工艺的改进升级受到了科研人员们的愈加重视。大约在十年后英国一家公司研制成功玻璃润滑剂，使得直缝钢管卷制工艺在全世界各国迅速普及开来。

在此之前，传统的钢管卷制生产工艺采用的是把石墨作为润滑剂。不过石墨润滑剂有其致命的缺点：

1.热传递效率高，隔热差、模具升温快，磨损快，卷制长产品困难。

2.产品的碳含量较高，当生产不锈钢时容易产生晶间腐蚀，因此完工后要把渗碳层剔除，使成本增加。

3.加大了生态污染破坏。

而玻璃润滑剂与石墨润滑剂相比，其优点是：

1.玻璃热传递效率低，工件表面的保温工作做得好，模具的使用寿命有保障。

2.润滑能力比石墨提高三倍，生产的速率和宽度相应增大，从而可扩大卷制机生产的产品范围。

3.玻璃润滑剂化学性质更稳定，不会引起组织缺陷。

4.玻璃的浓度可以随便调节，获得不同的物理性能(如软化点、粘度等)，以适应卷制不同材质的产品需要。

5.干净环保，无毒副作用，对环境破坏小。综上所述，玻璃润滑剂产品优异性能突出。是直缝钢管生产的必备润滑剂。

生产钢管时一定要做好润滑的三个地方是：

1.卷制模：卷制模的润滑通常的做法是将玻璃粉压制成玻璃垫，钢管卷制开始前先把玻璃垫夹在钢材和卷制模中间，为能使玻璃垫在中间摩擦作用下软化效果发挥最好，制作的玻璃垫的形状与卷制模入口锥和钢材端部形状相匹配。

2.卷制筒和芯棒：卷制筒和芯棒的润滑使用的玻璃剂是粉状的，它的颗粒状物小，软化度更高，然后将之涂敷在钢材内孔和外表面。此外，也可以用玻璃布打包缠绕在钢材表面上和把玻璃布条缠绕在芯棒上的办法。

3.钢管表面玻璃膜的剔除：因为卷制时采用了玻璃润滑剂，卷制出来的钢管内外表面上会保留一层薄薄的玻璃膜，这层膜就跟普通玻璃一样，硬而脆，对投入使用后的产品造成影响，所以一定要剔除。剔除方法有机械法和化学法。机械法可以采用的有喷丸、水冷和拉伸矫直等办法。如果使用化学法剔除玻璃膜时，我们都知道玻璃的化学性质相当稳定，因此使用化学法的话必须使用强酸或强碱性质的液体。然而酸洗法的危害是对各种钢管材质的侵蚀性大，可能使钢管表面产生过酸洗，尤其对碳钢的侵蚀性更大，单独采用酸洗不划算也不合适。所以现在大都采用酸碱联合剔除法。

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2004年通过ISO-9000认证，2009年通过了美国石油协会API 5L质量体系认证。可承揽大小批量的钢管工程，并可清除焊管的内外焊缝使焊管物理无缝化，使内防腐膜更均匀，仅去外缝使结构用管更加美观。