材料成形工艺学钢管绪论.ppt

1材料成形工艺学材料成形工艺学 Technology of Material FormingTechnology of Material Forming 2023/2/182轧制理论与工艺第1章 轧制过程基本概念第2章 实现轧制过程的条件 第3章 轧制过程的横变形-宽展第4章 轧制过程的纵变形-前滑和后滑第5章 轧制力和力矩第1篇 轧制理论 课程内容第6章 轧材种类及其生产工艺流程第7章 轧制生产工程及其制定 第2篇 轧制工艺 基础2023/2/183轧制理论与工艺第11章 板、带材生产概述 第12章 热轧板、带材生产 第13章 冷轧板带材生产第14章 板、带材高精度轧制和板形控制第15章 板带材轧制制度的确定第3篇 板、带材生产课程内容2023/2/184轧制理论与工艺第8章 型材轧制工艺基础第9章 大、中型型材及复杂断面型材 生产第10章 棒线材生产第4篇 型材和棒线材生产课程内容2023/2/185轧制理论与工艺第17章 热轧无缝管材的主要加工形式 和基本工艺过程第18章 斜轧原理与工具设计 第19章 管材纵轧原理和工具设计第5篇 管材生产工艺与理论课程内容第16章 钢管生产绪论6管材生产理论与工艺管材生产理论与工艺7主要内容主要内容管材生产绪论管材生产绪论热轧无缝管材的主要加工形式和基本工艺过程热轧无缝管材的主要加工形式和基本工艺过程斜轧原理及工具设计斜轧原理及工具设计管材纵轧原理和工具设计管材纵轧原理和工具设计 管材冷加工管材冷加工 焊管生产工艺焊管生产工艺 8参考书目参考书目王廷溥等塑性加工学王廷溥等塑性加工学-轧制理论与工艺，第轧制理论与工艺，第3 3版北京：冶金工版北京：冶金工业出版社，业出版社，20132013李连诗钢管塑性变形原理北京：冶金工业出版社，李连诗钢管塑性变形原理北京：冶金工业出版社，19851985康永林康永林.轧制工程学，冶金工业出版社，北京，轧制工程学，冶金工业出版社，北京，20032003高秀华高秀华.钢管生产知识问答钢管生产知识问答.北京：冶金工业出版社，北京：冶金工业出版社，20072007轧钢技术轧钢技术30003000问（下）管材分册，中国科学技术出版社问（下）管材分册，中国科学技术出版社王先进王先进 徐树成徐树成.钢管连轧理论钢管连轧理论 北京北京:冶金工业出版社，冶金工业出版社，20052005王廷溥王廷溥.现代现代轧钢学轧钢学，北京：冶金工业出版社，北京：冶金工业出版社，20142014严泽生严泽生.现代热连轧无缝钢管生产，北京：冶金工业出版社，现代热连轧无缝钢管生产，北京：冶金工业出版社，20092009钢管钢管、焊管焊管、轧钢轧钢、钢铁钢铁期刊。期刊。9绪绪 论论钢管的特性及分类钢管的特性及分类钢管生产的发展与技术要求钢管生产的发展与技术要求 10钢管定义钢管定义：指指两两端端开开口口并并且且具具有有封封闭闭的的中中空空断断面面，其其长长度度与与横横断断面面周周长长之之比比较较大大的的钢钢材材。而而比比值值较较小小的的钢钢材材称称为为管管段段或或管件。管件。钢管的特性钢管的特性：具具有有封封闭闭的的中中空空几几何何形形状状，可可以以作作为为液液、气气体体及及固固体的输送管道；体的输送管道；在在同同样样重重量量下下，钢钢管管相相对对于于其其它它钢钢材材具具有有更更大大的的截截面面模模数数，也也就就是是说说它它具具有有更更大大的的抗抗弯弯、抗抗扭扭能能力力，属属于经济断面钢材、高效钢材。于经济断面钢材、高效钢材。钢管产量：钢管产量：l国内：国内：7 71010，无缝占钢材，无缝占钢材3 3，焊管占，焊管占4 4;l国外：国外：10101515 钢管特性钢管特性11钢管分类钢管分类（1）按生产方法分类：）按生产方法分类：热轧（挤压）热轧（挤压）(无缝管无缝管)：热轧无缝管是将实心的管坯或钢：热轧无缝管是将实心的管坯或钢锭穿孔并轧制成空心断面的钢管，基本工序是锭穿孔并轧制成空心断面的钢管，基本工序是穿孔穿孔和和轧管轧管。焊接焊接：焊接管（有缝管）是将钢板或钢带用各种成型方法焊接管（有缝管）是将钢板或钢带用各种成型方法弯卷成所要求的横断面形状，然后用不同的焊接方法将焊弯卷成所要求的横断面形状，然后用不同的焊接方法将焊缝焊合而获得钢管的过程，基本工序是缝焊合而获得钢管的过程，基本工序是成型成型与与焊接焊接。冷加工冷加工：冷加工是获得高精度、高表面光洁度、高性能管冷加工是获得高精度、高表面光洁度、高性能管材的重要方法，包括有冷轧、冷拔、冷张力减径和冷旋压材的重要方法，包括有冷轧、冷拔、冷张力减径和冷旋压等。等。分类（分类（2）12炼钢工艺流程 装装 废钢废钢预热废钢预热废钢废钢入炉废钢入炉冶炼过程冶炼过程LF钢包炉钢包炉VD炉炉立式连铸机立式连铸机弧型连铸机弧型连铸机13管坯锯切管坯锯切环形加热炉环形加热炉锥形穿孔锥形穿孔PQFPQF连轧连轧再加热炉再加热炉SRMSRM张减机张减机冷床冷却冷床冷却管排锯切管排锯切矫直矫直涡流探伤涡流探伤喷标喷标复合探伤复合探伤中间库中间库倒棱倒棱水压试验水压试验测长、称重、打印测长、称重、打印打捆入库打捆入库PQFPQF钢管厂工艺流程示意图钢管厂工艺流程示意图14焊管生产工艺流程图15焊接钢管特点焊接钢管特点产品精度高，尤其是壁厚精度产品精度高，尤其是壁厚精度设备简单，占地小设备简单，占地小生产上可以连续化作业生产上可以连续化作业生产灵活、机组的产品范围宽生产灵活、机组的产品范围宽 16焊管分类焊管分类按焊接工艺分类：按焊接工艺分类：电焊管、气焊管、炉焊管电焊管、气焊管、炉焊管按焊接形式分类：按焊接形式分类：直缝焊接和螺旋焊接直缝焊接和螺旋焊接按成型方法分类：按成型方法分类：UOEUOE压力成型、排辊成型、连续辊式成型法、履带式成型。压力成型、排辊成型、连续辊式成型法、履带式成型。u 直缝焊管生产工艺简单，生产效率高，成本低，发展较快，较小口直缝焊管生产工艺简单，生产效率高，成本低，发展较快，较小口径机组采用。径机组采用。u螺旋焊螺旋焊:主要是当钢板宽度受限制时，为生产大口径钢管而采取的方主要是当钢板宽度受限制时，为生产大口径钢管而采取的方法。法。u 螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高，能用较窄的坯料生产管径较大螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高，能用较窄的坯料生产管径较大的焊管，还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。但是与相同长的焊管，还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。但是与相同长度的直缝管相比，焊缝长度增加度的直缝管相比，焊缝长度增加30100%，而且生产速度较低。而且生产速度较低。17高等级螺旋焊管成套设备18高等级螺旋焊管成套设备19（2）按产品的尺寸分类：根据壁厚系数（根据壁厚系数（D DS S）：特厚壁管（特厚壁管（D DS=10S=40S=40）钢管分类钢管分类20（3）按用途分类：输送管：用来输送液体和一些固体。包括石油、天然气、水煤气输送管：用来输送液体和一些固体。包括石油、天然气、水煤气 输送管以及煤炭、矿石、粮食的输送管体等输送管以及煤炭、矿石、粮食的输送管体等 ；结构管结构管：用于机器制造、建筑工业：制作房架、塔吊、车场的构：用于机器制造、建筑工业：制作房架、塔吊、车场的构架；架；石油管：石油、天然气的钻采用管石油管：石油、天然气的钻采用管 ；热交换管：普通高压锅炉管；热交换管：普通高压锅炉管；其他部门用管：容器用管、仪器仪表用管、医疗器械。其他部门用管：容器用管、仪器仪表用管、医疗器械。钢管分类钢管分类21电力塔独管微波管22钢结构底座钢结构柱23化工厂火炬塔铁塔构件24大型建筑大型建筑25大型建筑桥梁建设26体育场馆变电站构架27变电站构架变电站构架28（4）按断面分类：横断面横断面 ：圆形管圆形管:异型管异型管:纵断面纵断面 :v等截面管等截面管:指长度方向上任意两截面的外径和壁指长度方向上任意两截面的外径和壁 度都相等度都相等v变截面管变截面管:锥形管、阶梯形、周期断面管锥形管、阶梯形、周期断面管 钢管分类钢管分类2930锥形管a带散热片的钢管；b锥形钢管31（5）按材质分类：）按材质分类：有色金属管有色金属管普通碳素钢管：普通碳素钢管：碳素结构钢管碳素结构钢管合金钢管：合金钢管：轴承钢管轴承钢管不锈钢管不锈钢管复合材料管复合材料管镀层管镀层管涂层管涂层管钢管分类钢管分类32钢管分类钢管分类（6）按管端状态分类：）按管端状态分类：光管：光管：两端不加工两端不加工车丝管：车丝管：带螺纹管带螺纹管普通车丝管普通车丝管端头加厚车丝管端头加厚车丝管内加厚车丝管内加厚车丝管外加厚车丝管外加厚车丝管内外加厚车丝管内外加厚车丝管a用内接头联结的车丝管；b用外接头联接的车丝管；c管端外加厚的车丝管33规格表示法规格表示法DSLDSL（外径（外径壁厚壁厚长度长度 ）一般用一般用D/SD/S，例：，例：7.6450007.645000范围：范围：外径：外径：0.10.14500mm4500mm 壁厚：壁厚：0.010.0160mm60mm34钢管机组机组命名：机组命名：p热轧和冷轧机组的命名一般以该机组生产钢管的最大热轧和冷轧机组的命名一般以该机组生产钢管的最大规格和轧管机的类型来表示；如规格和轧管机的类型来表示；如250mm限动芯棒连轧限动芯棒连轧管机组管机组p钢管热挤压机组是采用挤压机的最大挤压力或产品规钢管热挤压机组是采用挤压机的最大挤压力或产品规格范围来表示其型号；格范围来表示其型号；p冷拔则以其允许的拔制力命名机组。如冷拔则以其允许的拔制力命名机组。如LB-10035 热轧无缝钢管的产品规格范围热轧无缝钢管的产品规格范围 36焊接钢管的产品规格范围焊接钢管的产品规格范围 37冷冷 拔拔冷冷 轧轧冷冷 旋旋 压压高精度、高表高精度、高表面光洁度、高面光洁度、高性能性能冷张力减径冷张力减径管材冷加工管材冷加工方法方法38冷加工钢管的产品规格范围冷加工钢管的产品规格范围 39年月日，中国第一根年月日，中国第一根无缝钢管在鞍钢诞生，标志了中国钢管无缝钢管在鞍钢诞生，标志了中国钢管业的新纪元；业的新纪元；宝钢、天津、鞍钢、成都、包钢、衡阳、宝钢、天津、鞍钢、成都、包钢、衡阳、大冶等无缝钢管厂；大冶等无缝钢管厂；钢管生产的技术要求与发展钢管生产的技术要求与发展4041无缝钢管行业四大特点无缝钢管行业四大特点p产品结构上，表现出中低端产品产能过剩而部产品结构上，表现出中低端产品产能过剩而部分高端产品供应不足的现象。分高端产品供应不足的现象。p产业布局趋于合理，民营无缝钢管企业产能发产业布局趋于合理，民营无缝钢管企业产能发展迅猛。展迅猛。p生产集中度大幅降低，有逐步向分散化方向发生产集中度大幅降低，有逐步向分散化方向发展的趋势。展的趋势。p替代产品的冲击愈加强烈。替代产品的冲击愈加强烈。42钢管的技术要求对多种腐蚀介质的高抗蚀性、对高温强度和低温韧性的要求越来越高，使得管材产品的化学成分不断变化，冶炼、加工工艺不断改进；管材产品尺寸(壁厚精度)、形状精度的要求促使在线检测、自动控制技术不断进步；对管材产品成本降低的要求使得其生产过程向短流程、近终成型方向发展；对管材产品要求总的趋势是优质、廉价、高效、低耗。43