薄壁无缝钢管顶管过程拉凹缺陷研究

为了解决CPE顶管机组轧制薄壁无缝管实际生产中出现的管壁拉凹问题,基于某钢管公司?114 mm CPE顶管机组的装备和工艺条件,借助于有限元分析软件Simufact,对42CrMo4钢管典型规格?111 mm×4.35 mm顶管过程的辊模力、各机架轧件出口壁厚、应力应变及相对滑动速度进行了分析。结果表明,顶管过程中,减壁量较大的机架之间存在张力作用,机架减壁量越大,轧件在辊缝处壁厚减薄量越大;轧件在辊缝处所受到的轴向应力均为拉应力,在靠近轧件头部一段距离内轧件所受到的轴向拉应力较大,发生壁厚拉凹的倾向性增大。机架过大的减壁量和减壁率引起的轧件沿孔型宽度方向的严重不均匀变形、机架间大的张力及芯棒与轧件间过大的速度差引起的芯棒拽入力是顶管过程管壁拉凹缺陷产生的主要原因。     

不同孔型参数对薄壁无缝管顶管过程管壁拉凹的影响

针对某钢管公司Φ114 mm CPE顶管机组薄壁无缝管顶管过程中出现的管壁拉凹缺陷,借助于有限元分析软件Simufact,对典型规格Φ111 mm×4. 35 mm的42CrMo4钢管顶管过程进行三维弹塑性有限元模拟,分析了不同孔型参数对顶管过程的模辊力、各机架出口轧件壁厚及应力应变的影响。结果表明:顶管过程中,减壁量较大的机架之间存在张力作用;不同孔型系列,机架减壁量(减壁率)越大,机架间张力、轧件在辊缝处产生的附加变形、壁厚拉薄量和所受的轴向拉应力越大,管壁发生拉凹的倾向性增大。因此,在设计孔型时,要合理分配各机架的减壁量(减壁率),使单个机架的减壁量(减壁率)不宜太大。通过现场生产探伤数据对模拟结果的正确性进行了验证。     

2Cr13合金管热轧穿孔工艺探讨

介绍2Cr13合金管热轧穿孔内螺纹的形成原因,分析增大顶头均壁段锥角的利弊,并优化其热轧穿孔工艺参数。分析认为:热轧生产2Cr13合金钢管的穿孔参数调整,一次咬入位置和二次咬入位置距离应控制在不超过2.2个螺距,同时顶前压下率在6.5%以内为宜;一旦出现异常停机,及时将管坯退回加热区加热,即使出现前卡,也要谨慎调整辊距,以微调顶头前伸量作为首要调整方式;合理的工模具设计直接决定着后期产品的质量和生产效率;2Cr13产品实现了多次批量化的生产实践表明合金元素含量14%～16%的高合金钢产品可以通过热轧生产方式生产。     

Φ114mm CPE机组高精度小直径薄壁管的生产

介绍了Φ114 mm CPE机组热轧生产径壁比∧27的Φ89 mm×3.2 mm、Φ108 mm×3.5 mm高精度小直径薄壁管的工艺方案及控制措施,分析了其生产控制的难点和重点。试制结果表明:穿孔壁厚偏差控制在7%以内和有效控制顶管工序纵向壁厚波动是保障成品尺寸的前提;热轧生产径壁比∧27、外径允许偏差(-0.5%~+0.5%)D、壁厚允许偏差(-9%~+9%)S的高精度小直径薄壁管是可行的。     

CPE顶管机组热轧T91无缝钢管的工艺研究

介绍CPE顶管机组生产T91无缝钢管的工艺流程,分析生产中可能出现的问题,评定生产的Φ60mm×7 mm规格T91无缝钢管的质量。生产实践表明:采用合理的加热制度及可靠的穿孔工艺参数,通过顶管及张力减径延伸,完全可以实现T91无缝钢管的稳定生产。CPE顶管机组热轧T91无缝钢管时,应重点对加热制度、穿孔工艺进行控制。     

轧辊参数对斜轧穿孔变形过程及内折叠的影响

针对某钢管公司2Cr13钢无缝管穿孔过程中出现的内折叠缺陷问题,在测定2Cr13钢高温力学性能的基础上,借助于有限元软件Simufact,完成对典型规格的2Cr13钢管现有工艺穿孔过程的分析后,对轧辊参数进行了优化设计,在此基础上研究了不同轧辊入口锥角、入口锥分段长度、轧辊辊径和轧辊转速对穿孔内折叠及二次咬入的影响规律。结果表明：将原有轧辊入口锥设计为2段式,第1段变形区长度L₁₁=170 mm,入口工作锥角β₁₁=1.8°,第2段变形区长度L₁₂=110 mm,入口工作锥角β₁₂=3.2°,采用该轧辊设计方案穿孔时,最大轧制力、顶头轴向力和导板力较原有轧辊分别下降了5.56%、3.89%和20.55%,二次咬入顺利,轧件产生内折叠的倾向性较小;轧辊直径从800 mm增大到850 mm,轧制力增大,导板力减小,轧件轴向阻力减小,有利于管坯的二次咬入和穿孔过程的稳定,扩大了顶前压下率的调整范围;当轧辊转速从56.4 r/min增大到62 r/min时,轧件出口速度增大,但轧制力矩增大,能耗增加,轴向滑...     

自动轧管横向壁厚精度研究

摘要：针对自动轧管机轧制薄壁不锈钢管中出现的严重横向壁厚不均问题,借助于三维有限元分析软件Simufact,对X10CrNiTi18不锈钢管典型规格112mm×4.5mm自动轧管过程进行数值模拟。研究了不同轧辊孔型结构参数、芯棒润滑状态、轧辊孔型磨损及穿孔毛管偏心对自动轧管横向壁厚精度的影响。结果表明：随着芯棒摩擦因数的增大,所轧荒管横向壁厚精度明显恶化;偏心毛管轧制所轧荒管依旧偏心,延伸轧制对穿孔毛管偏心壁厚纠偏能力有限;磨损的孔型修模后,采用负芯补轧制较增大芯棒直径轧制所轧荒管横向壁厚不均度增大;采用三段式圆弧孔型,所轧荒管横向平均壁厚更接近目标壁厚,横向壁厚不均度由原孔型的13.55%下降到9.94%,横向壁厚精度明显改善。     

薄壁无缝钢管顶管过程拉凹缺陷研究

摘要：为了解决CPE顶管机组轧制薄壁无缝管实际生产中出现的管壁拉凹问题，基于某钢管公司114mm CPE顶管机组的装备和工艺条件，借助于有限元分析软件Simufact，对42CrMo4钢管典型规格111mm×435mm顶管过程的辊模力、各机架轧件出口壁厚、应力应变及相对滑动速度进行了分析。结果表明，顶管过程中，减壁量较大的机架之间存在张力作用，机架减壁量越大，轧件在辊缝处壁厚减薄量越大；轧件在辊缝处所受到的轴向应力均为拉应力，在靠近轧件头部一段距离内轧件所受到的轴向拉应力较大，发生壁厚拉凹的倾向性增大。机架过大的减壁量和减壁率引起的轧件沿孔型宽度方向的严重不均匀变形、机架间大的张力及芯棒与轧件间过大的速度差引起的芯棒拽入力是顶管过程管壁拉凹缺陷产生的主要原因。     

2Cr13钢无缝管内折叠的形成机理和消除措施

为了研究某钢管公司2Cr13钢无缝管实际生产中出现的内折叠缺陷问题,在测定2Cr13钢高温力学性能的基础上,借助于有限元软件Simufact,通过Oyane韧性断裂损伤场模拟预测了2Cr13钢的临界压下率范围,并对典型规格2Cr13钢管现有工艺穿孔过程进行三维弹塑性有限元模拟,分析了穿孔过程中轧件的应力/应变分布、温度场、力能参数及内折叠缺陷形成的倾向性,在此基础上研究了不同的穿孔调整参数对穿孔内折叠及轧卡倾向性的影响。结果表明,2Cr13钢临界压下率在6.0%～6.5%之间,穿孔不发生内折叠且二次咬入顺利的顶前压下率范围较窄,工艺调整范围较小;轧辊入口锥摩擦因数增大,利于穿孔的二次咬入,同时减小轧辊磨损及内折叠的发生;现行工艺穿孔时,在距离管坯前端面约80 mm处,管坯中心点三向正应力均为拉应力且同时达到最大,最大横向、径向和轴向拉应力分别为87.30、12.39和53.38 MPa;在该处及其附近区域管坯中心发生了内撕裂,进而产生穿孔内折叠缺陷;将顶前压下率由原工艺的6.39%调整为5.75%,穿孔过程中轧件中心不发生内撕裂现象,不产生内折叠缺陷。优化的调整参数为,轧辊辊距B