不銹鋼管在熱處理后會發生變形,即彎曲及橢圓度增大,難以達到相關標準及后道工序的要求,因此,矯直工序必不可少。矯直工序的任務是消除軋制、運送、冷卻和熱處理過程中產生的鋼管彎曲以及減小不銹鋼管橢圓度以達到標準要求。


1. 鋼管矯直(zhi)機


  不銹鋼管(guan)矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)可在熱狀(zhuang)態下或冷狀(zhuang)態下進行(xing),但(dan)一(yi)般(ban)多用(yong)冷矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。鋼管(guan)矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)機(ji)有(you)機(ji)械壓(ya)力(li)矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)機(ji)、斜(xie)輥矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)機(ji)和張力(li)矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)機(ji)等幾種形式。壓(ya)力(li)矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)機(ji)結構(gou)簡(jian)單(dan),但(dan)生(sheng)產率(lv)(lv)低(di),需人工輔助(zhu)操作(zuo),矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質量(liang)不高,故一(yi)般(ban)作(zuo)為鋼管(guan)初矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。張力(li)矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)機(ji)是使(shi)鋼管(guan)在軸向力(li)作(zuo)用(yong)下產生(sheng)-3%的拉伸變形,而(er)使(shi)鋼管(guan)矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),一(yi)般(ban)用(yong)來(lai)矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)斷面形狀(zhuang)復雜的鋼管(guan),這種方法的生(sheng)產率(lv)(lv)較低(di)。


  目前廣(guang)泛(fan)采用的(de)是斜輥矯(jiao)直(zhi)機(ji)(ji),斜輥矯(jiao)直(zhi)機(ji)(ji)效(xiao)革(ge)高(gao)、矯(jiao)直(zhi)效(xiao)果好,不僅使銷(xiao)管(guan)(guan)的(de)彎(wan)曲得到,廣(guang)來用等(deng)鋼管(guan)(guan)的(de)精(jing)國(guo)度。但斜程矯(jiao)直(zhi)機(ji)(ji)對鋼管(guan)(guan)的(de)端部(bu)彎(wan)曲(鵝頭彎(wan))矯(jiao)直(zhi)效(xiao)得到理想,通常(chang)需用壓力矯(jiao)直(zhi)機(ji)(ji)進行端部(bu)的(de)矯(jiao)直(zhi)。


  斜輥矯(jiao)(jiao)直機(ji)(ji)矯(jiao)(jiao)直輥排列(lie)形式(shi)如圖(tu)11-1所(suo)示(shi),圖(tu)中(zhong)(zhong)(a)、(c)、(e)為矯(jiao)(jiao)直輥交錯布(bu)置的矯(jiao)(jiao)直機(ji)(ji),矯(jiao)(jiao)后加工(gong)硬(ying)化(hua)程度小,中(zhong)(zhong)間(jian)壓下輥可(ke)給予較大壓下提(ti)高(gao)矯(jiao)(jiao)直效果,適于小直徑(jing)(jing)高(gao)強度和高(gao)彈性管材(cai)(cai)的矯(jiao)(jiao)直。圖(tu)中(zhong)(zhong)(b)、(d)為矯(jiao)(jiao)直輥相對(dui)布(bu)置的矯(jiao)(jiao)直機(ji)(ji),主要用于大中(zhong)(zhong)口徑(jing)(jing)管材(cai)(cai)和高(gao)強度套管的矯(jiao)(jiao)直,因而矯(jiao)(jiao)直時不壓扁管材(cai)(cai)的橫斷面。


圖 1.jpg


  常用(yong)(yong)(yong)的(de)斜(xie)輥(gun)(gun)矯(jiao)直(zhi)機(ji)(ji)有(you)五輥(gun)(gun)和(he)七輥(gun)(gun)等形式。七輥(gun)(gun)矯(jiao)直(zhi)機(ji)(ji)的(de)結構(gou)比(bi)較(jiao)簡(jian)單,因此應(ying)用(yong)(yong)(yong)最廣(guang),按其配輥(gun)(gun)方案不(bu)同,七輥(gun)(gun)矯(jiao)直(zhi)機(ji)(ji)又(you)分為2-2-2-1型(xing)、1-2-1-2-1型(xing)和(he)3-1-3型(xing)等幾(ji)種。目前,使用(yong)(yong)(yong)最多的(de)是2-2-2-1型(xing),它具有(you)六個主動輥(gun)(gun)和(he)一個被(bei)動輥(gun)(gun),主要(yao)用(yong)(yong)(yong)于(yu)小口徑薄壁管的(de)矯(jiao)直(zhi)。3-1-3型(xing)斜(xie)輥(gun)(gun)矯(jiao)直(zhi)機(ji)(ji)多用(yong)(yong)(yong)于(yu)端部(bu)不(bu)加(jia)厚(hou)的(de)石油管矯(jiao)直(zhi),它不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)(yi)矯(jiao)直(zhi)鋼管,而且還(huan)可(ke)以(yi)(yi)對σs達1200MPa的(de)套管進行(xing)定徑。1-2-1-2-1型(xing)斜(xie)輥(gun)(gun)矯(jiao)直(zhi)機(ji)(ji)多用(yong)(yong)(yong)于(yu)矯(jiao)直(zhi)端部(bu)加(jia)厚(hou)的(de)石油管。


鋼管(guan)由彎(wan)到直的矯(jiao)(jiao)直過(guo)程實(shi)際上(shang)是(shi)一個彈塑性變形過(guo)程,而(er)變形力必須達到或(huo)超過(guo)鋼管(guan)的屈服強度才能產生塑性變形。在熱(re)處理線(xian)上(shang)矯(jiao)(jiao)直機(ji)通常布(bu)置(zhi)在回(hui)(hui)火爐(lu)(lu)后面,不銹鋼管(guan)出回(hui)(hui)火爐(lu)(lu)后,溫(wen)度略加調整即進行矯(jiao)(jiao)直,稱之為“熱(re)矯(jiao)(jiao)”或(huo)“溫(wen)矯(jiao)(jiao)”。



2. 矯直機的參數確(que)定


  對斜輥(gun)(gun)矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)機而言,不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)只有在(zai)彎曲(qu)(qu)及(ji)壓扁的(de)(de)條件下才能達(da)到矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)效(xiao)果。影(ying)響鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)質量的(de)(de)參數為各輥(gun)(gun)的(de)(de)壓下量、下中間輥(gun)(gun)的(de)(de)撓度(du)、矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)溫度(du)、鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)鋼(gang)(gang)種、規格及(ji)矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)速度(du)等。矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)輥(gun)(gun)輥(gun)(gun)形為近似雙(shuang)曲(qu)(qu)線型(xing),矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)輥(gun)(gun)和鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)軸(zhou)線相(xiang)交(jiao)(jiao)成(cheng)(cheng)一個交(jiao)(jiao)角,所(suo)以(yi)當鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)進入矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)機后,管(guan)(guan)子被矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)機帶動(dong)產(chan)(chan)生(sheng)螺旋運動(dong)同時作多(duo)次縱向反復彎曲(qu)(qu),因而形成(cheng)(cheng)了一般(ban)矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)機所(suo)不(bu)能實(shi)現的(de)(de)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)軸(zhou)向對稱矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)。此外(wai),還可以(yi)利(li)用輥(gun)(gun)型(xing)的(de)(de)特點,調(diao)整矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)輥(gun)(gun)上、下間距(ju),消除鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)橢圓度(du)。由于矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)過程是連續(xu)的(de)(de)故具有較高(gao)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)率。矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)輥(gun)(gun)軸(zhou)線與(yu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)軸(zhou)線的(de)(de)傾(qing)角多(duo)在(zai)24°~25°間變化,在(zai)實(shi)際生(sheng)產(chan)(chan)中多(duo)采用一種矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)輥(gun)(gun)輥(gun)(gun)型(xing),通過改(gai)變矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)輥(gun)(gun)傾(qing)角辦法來完成(cheng)(cheng)不(bu)同尺(chi)寸(cun)規格不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)矯(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)(zhi)。鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)尺(chi)寸(cun)與(yu)輥(gun)(gun)傾(qing)角的(de)(de)關系如表11-1所(suo)示(shi)。


表 1.jpg


  不(bu)同規(gui)格的(de)(de)不(bu)銹鋼管應有不(bu)同的(de)(de)矯直速度,其大小取決(jue)于機組(zu)的(de)(de)產量(liang)(liang)、設備能(neng)力和(he)矯直質量(liang)(liang)。隨著軋制速度的(de)(de)提高,矯直速度也在不(bu)斷提高。


  鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)隨溫度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)提高而降低(di),而不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)同(tong)一溫度(du)(du)(du)時(shi)強(qiang)度(du)(du)(du)差別也較大,所以(yi),在調整矯(jiao)(jiao)(jiao)直機(ji)時(shi),各(ge)輥的(de)(de)(de)壓(ya)下(xia)量(liang)及(ji)中下(xia)輥的(de)(de)(de)撓(nao)度(du)(du)(du)因(yin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)及(ji)矯(jiao)(jiao)(jiao)直溫度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)而有所區別。例如:Mn系(xi)(xi)列(lie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)同(tong)Cr-Mo系(xi)(xi)列(lie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)相(xiang)比,由于(yu)Cr-Mo系(xi)(xi)列(lie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)高溫強(qiang)度(du)(du)(du)高于(yu)Mn系(xi)(xi)列(lie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),因(yin)此,Cr-Mo系(xi)(xi)列(lie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)壓(ya)下(xia)量(liang)及(ji)中下(xia)輥的(de)(de)(de)撓(nao)度(du)(du)(du)要(yao)大于(yu)Mn系(xi)(xi)列(lie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)。同(tong)樣,低(di)溫或冷矯(jiao)(jiao)(jiao)時(shi)壓(ya)下(xia)量(liang)及(ji)撓(nao)度(du)(du)(du)要(yao)大于(yu)“熱矯(jiao)(jiao)(jiao)”。也就是(shi)說,鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)、矯(jiao)(jiao)(jiao)直溫度(du)(du)(du)是(shi)調整矯(jiao)(jiao)(jiao)直機(ji)參數的(de)(de)(de)重要(yao)依(yi)據。此外,不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)規(gui)格也是(shi)需(xu)要(yao)考慮的(de)(de)(de)因(yin)素,通常(chang)的(de)(de)(de)做法是(shi)隨著規(gui)格的(de)(de)(de)減小壓(ya)下(xia)量(liang)及(ji)撓(nao)度(du)(du)(du)加大。矯(jiao)(jiao)(jiao)直速度(du)(du)(du)隨著鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)規(gui)格的(de)(de)(de)增大而降低(di)。


  另外,各輥(gun)(gun)(gun)的(de)(de)壓(ya)下(xia)量(liang)是不同的(de)(de)、對六(liu)輥(gun)(gun)(gun)橋(qiao)直(zhi)機而言,前(qian)、后輥(gun)(gun)(gun)的(de)(de)壓(ya)下(xia)量(liang)遠小于中間輥(gun)(gun)(gun)。同樣(yang),鋼管與矯正輥(gun)(gun)(gun)的(de)(de)接觸弧(hu)線(xian)長(chang)度(du)要合(he)適、按1/2-3/4銀(yin)長(chang)進行(xing)調整,中輥(gun)(gun)(gun)取上限(xian),前(qian)、后看取下(xia)限(xian)。


  總之,影響不(bu)銹鋼管矯直(zhi)的(de)因素(su)是多方面(mian)的(de),在實際應用中要反復試(shi)驗以(yi)取(qu)得(de)寶(bao)貴(gui)的(de)實踐經驗、并達到預(yu)期的(de)效果。


不銹鋼管橋(qiao)直(zhi)后會(hui)出現以下的問題:


  a. 矯(jiao)(jiao)直(zhi)后彎(wan)曲(qu)度(du)(du)及橢(tuo)圓度(du)(du)達不到(dao)要求,產生的原(yuan)因和可采取(qu)的措施有(you)鋼管矯(jiao)(jiao)直(zhi)前(qian)的彎(wan)曲(qu)度(du)(du)及橢(tuo)圓度(du)(du)過(guo)大,超過(guo)了矯(jiao)(jiao)直(zhi)機的能力,可以重復矯(jiao)(jiao)直(zhi);矯(jiao)(jiao)直(zhi)輥(gun)的壓(ya)下(xia)量及撓度(du)(du)小(xiao),可適當增加壓(ya)下(xia)量或者撓度(du)(du)等;


  b. 不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)表面(mian)出現(xian)螺旋壓痕或“矯(jiao)(jiao)(jiao)凹”現(xian)象,這是矯(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)輥的(de)端部與(yu)鋼(gang)管(guan)表面(mian)接(jie)觸(chu)所致,產生的(de)原因是矯(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)輥的(de)中(zhong)心線與(yu)鋼(gang)管(guan)的(de)中(zhong)心線不(bu)(bu)一(yi)致,鋼(gang)管(guan)偏向(xiang)一(yi)側,鋼(gang)管(guan)與(yu)矯(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)輥接(jie)觸(chu)弧過大(da)、使(shi)矯(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)輥端部與(yu)鋼(gang)管(guan)接(jie)觸(chu)、可通過調整矯(jiao)(jiao)(jiao)直(zhi)輥的(de)角度(du)使(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)“對中(zhong)”、接(jie)觸(chu)弧長度(du)合理;


  c. 不銹(xiu)鋼管(guan)“矯(jiao)方(fang)(fang)”,即不銹(xiu)鋼管(guan)矯(jiao)直后其截面不是圓(yuan)形,而(er)是呈(cheng)“方(fang)(fang)形”,產生的原因是壓(ya)下量過(guo)大(da)造(zao)成的,減(jian)少中間上(shang)輥(gun)的壓(ya)下量即可解決“矯(jiao)方(fang)(fang)”現象。