钢管壁厚不均成因分析及对策
连轧钢管的壁厚不均原因分析
度及加热速度 ，降低 晶粒不均匀长 大倾 向，从 而控制壁厚不均 ；钢管的螺旋状壁厚不均 ，在排除管坯加热温度缺陷
后 ，应从穿孔机组 工艺调整及轧制工具使用方 面考虑 ；钢管的直线状壁厚不均 ，应从连轧管机组工艺调整 词 ：连轧管 ；壁厚不均 ；管坯加热 ；工艺调整 ；轧制工具 ；冷却水
ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｉ ｅ ｒ ｃ ｉ ｎ ｇ ｍ ｉ ｌ ｌ ｔ ｏ ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｃ ａ ｌ ｗ ａ ｌ ｌ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ —
ｏ ｆ Ｓ ｔ ｅ ｅｌ Ｐｉ ｐｅ ａ ｓ Ｒｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ Ｍａ ｎ ｄ ｒ ｅｌ Ｍｉ ｌ ｌ
ＺＨＡＮＧ Ｊ ｉ ｎ， Ｚ ＨＵ Ｂ ａ ｏ ｌ ｕ，ＨＡＮ Ｊ ｉ ａ ｎ ｘ ｉ ｎ， Ｚ ＨＡＯ Ｂｏ ｇ ａ ｎ ｇ ， ＨＵＡＮＧ Ｚｕ ｎ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ ， ＣＡＩ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ
连 轧 钢 管 的壁 厚 不均 原 因分 析
张 进 ，朱宝禄 ，韩建新 ，赵博 刚 ，黄尊 良，蔡 景德
（ 天津钢管集团股份有限公 司 ，天津 ３ ０ ０ ３ ０ １）
摘 要 ：从管坯加热制 度 、工艺调整 、轧制 工具 、冷却水 等 ４个方面分析 了导致连轧钢管壁厚不 均的原 因，
并针对上述影响因素提 出了相应的预防措施。分析认为 ：管坯加热制度应在满足生产节奏的同时 ，合理控制加热温
（ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｐ ｉ ｐ ｅ（ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ） Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ３ ０ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
改善无缝钢管的壁厚偏差
裹 ２ 新环形炉 管坯加 热工艺
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维普资讯
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２Ｏ Ｏ２年第 ２期
ｍ （ 表 １ ， 明顶 头 的精 度对壁厚 偏差 的 见 ）表 影 响很 大 ， 顶头 的 振 动 ， 导致 斜 轧 穿 孔过 程
Ｂ ：（／）ｆｆ ）ｉ ２ Ｘ 【 Ｋ ２ （ Ｂ （ ／ ）ｘ ５ｘ ｎ ｊ
由各 自的周 期分 析 ， 厚偏 差 主要 由下 壁 列 因素造 成 ： （） 料断 面的温度 。 １坯 （） 头 的 振动 （ 头 中心 与 顶 杆 中心 ２顶 顶 不 一致 ） 。 １２ 坯 料断面 温 差引起 的壁 厚偏 差 ． 坯料 断面存 在温度 不均 时 ， 圆周 方 向 在 上产 生变 形抗力 差 ， 右两 侧 的压力 失 去 平 左 衡 ，１ ２在 实 际 穿孔 时要 保 持 ｐ ：Ｐ ， ｐ≠ｐ， ｌ ＇顶 ｚ 头 中心偏 离轧机 中心 ｅ 离 ．ｅ 距 ２ 即为壁厚 偏
７９ ０ ７９ ． ４ ８１ ． ５ ７７ ０ ８ｌ ０ ８１ ． ５
偏心 １５ 的顶头 ｌ ５ ７８ ８４ ７４ ． ｍ ７６ ． ｏ ． ０ ．５ ８５ ８２ ７４ ８３ ８ ． ５ ． ５ ． ５ ５
（ ： 中所 列 墼 厚 为 毛 管取 样 壁 厚 的 平 均值 ） 洼 表
无缝钢管壁厚不均现象的浅析
无缝钢管壁厚不均现象的浅析周新亮;何新田【摘要】针对穿孔后毛管壁厚不均匀的现象,分析出穿孔过程中的顶杆不稳定是造成毛管壁厚偏差的主要原因,进而对造成顶杆不稳定的因素进行分析.通过从减小顶杆压力、缩短顶杆支撑长度、增大顶杆界面、提高顶杆强度等方面入手,可提高穿孔过程的稳定性,进而提高毛管的壁厚精度.【期刊名称】《山西冶金》【年(卷),期】2017(040)005【总页数】3页(P93-95)【关键词】穿孔机;壁厚不均;顶杆;稳定性;三辊抱芯装置【作者】周新亮;何新田【作者单位】太原重工股份有限公司技术中心,山西太原030024;湖北新冶钢钢管事业部,湖北黄石435001【正文语种】中文【中图分类】TG335.71无缝钢管作为一种重要的基础材料，被广泛应用于石油、电力、化工、机械、建筑等行业。
无缝钢管壁厚偏差作为合格钢管产品的一个重要指标，不仅影响到钢管厂的效益，更是直接影响特殊使用环境下钢管的性能。
壁厚偏差分为横断面壁厚偏差和纵向长度壁厚偏差[1]。
太原重工股份有限公司为国内某厂设计制造的Φ273mm斜轧管机组一直在正常生产。
之后用户根据产品规格及市场需求对原有生产线进行升级改造，原斜轧机组更换为纵轧机组，原Φ273mm立式锥形辊穿孔机经过改造利旧后继续应用于新的生产线。
改造后的Φ273mm穿孔机的主要参数如下：轧辊直径为Φ1 150mm，辊身长度为950mm，最大轧制速度为1.15m/s，送进角为8°～15°（可调），辗轧角为15°（固定），轧辊距为90～300mm，导板距为 90～320mm[2]。
穿孔机组作为生产热轧无缝钢管的四大主要设备之一，其功能是把加热的实心钢坯穿制成为空心毛管，高效性一直无可替代。
穿孔机组主要的设备组成：入口台、穿孔主机座、主传动装置、出口台一段、出口台二段。
穿孔机组生产出毛管的壁厚精度对成品管的壁厚精度有着至关重要的影响，但后续的斜轧或纵轧等设备对毛管进行加工时壁厚偏差改善有限。
钢管分层(离层)原因与预防措施
后端
管坯加热温度不均；
管坯穿孔时延伸系数较大；
穿孔机转数高；
进口导卫过大造成管坯甩动；
全长
管坯加热温度不均；
穿孔机两轧辊的倾角不等；轧制中心不正；
顶头椭圆度过大；顶头后孔偏心；
顶头或导板过分磨损；
顶杆弯曲；定心辊打开过早或调整不当顶杆剧烈抖动；
轧管机未按90º翻钢而产生棱子；
钢管分层（离层）原因与预防措施
部位
壁厚不均的产生原因
预防壁厚不均的措施
前端
管坏弯曲度、压扁度、切斜度过；
1、管坏质量必须认真检查，弯曲度、端部压扁、切斜以及存在其它影响轧制，最终产品质量缺陷的管坯不得入炉生产；
2、管坯加热严格执行加热制度和技术操作规程，确保加热温度均匀；
3、穿孔机、轧管机调整参数要合理，调整正确；
4、轧管机翻ห้องสมุดไป่ตู้操作确保90º翻钢；
5、穿孔机、轧管机孔型、导卫设计合理；
6、工具、导卫备件确保设计制作质量；
7、生产工具、导卫备件勤检查、勤更换；
8、合理分配各架减径机转数。
管坯定心孔不当，顶头鼻部没对准定心位；
顶头位置过前；
管坯加热温度不均；
中段
穿孔过程中，打开定心辊时顶杆发生颤动；
顶杆太细；
管坯加热温度不均；
减径机各架转数分配不当。
钢管轧制存在质量问题的原因及改进措施
一穿轧制存在的质量问题1、毛管外径偏大或偏小原因：①辊距偏大或偏小②导板板距偏大或偏小③顶头位置向前或靠后④顶头直径偏大或偏小⑤轧辊径向串动量太大⑥上导板座没有固定，上下跳动量大改进措施：根据轧制表的参数选择合适的辊距，导板距，顶头伸入量及顶头直径，加强轧辊和导板的固定，正常轧制时，辊距和导板距保证相对稳定，不能轻易调整，若钢管偏厚或偏薄，可采取进、退顶杆的方法。
2、壁厚严重不均原因：①一穿三个轧辊的外径大小不一②三个轧辊偏离轧制线③三个轧辊调整后不成等边三角形，轧辊前后距轧机牌坊距离不一致；④定心辊未抱住顶杆甩动严重⑤定心孔不对中⑥穿孔机受料槽、一穿轧机、定心机架、顶杆小车的机械中心线不对⑦轧辊轧制过程中跳动太大；⑧顶杆位置过后；⑨轧辊直径过小，轧制大规格钢管时产生滑动现象；改进措施：①安装轧辊时先要测量三个轧辊的辊径，保持三个轧辊的辊径一致；②调整轧制中心线，俣证轧制中心线与穿孔中心线重合，然后可使轧制中心线略低于穿孔中心线0-5mm；③将三个轧辊调整后成等边三角形，保证三个轧辊在轧制过程中受力一致，轧辊前后距牌坊距离一致；④调整定心辊，保证在空载时能抱住顶杆，并使顶杆的水平线与穿孔中心线重合；⑤保证定心孔对中；⑥要求设备测试中心线，保证穿孔机受料槽、一穿轧机、定心机架、顶杆小车的机械中心线在一条水平直线上；⑦临时用铁片调整间隙，保证跳动值不超标。
⑧调整到合适的顶杆位置；⑨更换轧辊，选择合适辊径的轧辊，当辊径小于一定值，予以报废。
3、头尾外径不一致(头大尾小)原因：①坯料加热温度不均匀，头部温度偏低；②穿孔过程中轧辊在辊箱中抖动③穿孔中误动作侧压进装置④管坯开始变形时顶头的轴向阻力加大,轴向延伸受阻,延伸变形减小，横向变形（扩径）加大⑤管坯尾部顶透时轴向阻力减小，使延伸变形容易，同时横向辗轧减小，因而尾部直径变小改进措施：按加热制度加热，保证钢温一致；采取措施固定轧辊，使轧辊在辊箱中不串动；提高操作水平，减少误动作，加强调整，保证轴向变形与横向变形同步。
钢管常见缺陷及原因
钢管常见缺陷及原因穿孔区域：一．管壁厚不均（180度偏心）1．管坯来料断面切斜2．管坯加热不均或定心偏3．穿孔辊三辊磨损不一致或轧辊中心和穿孔中心不一致4．顶杆弯曲或抱辊中心偏离轧制中心或抱辊机架状况不佳5．人员操作问题（提前打开抱辊机架）二．毛管内、外且皮：1.检查管坯表面是否存在裂纹、折叠、凹坑、夹杂物，管坯按工艺要求均匀加热。
2.检查三个轧辊的磨损情况，调整压下量（顶头前位置）。
控制轧辊冷却水。
3.更换磨损严重（鼻部、穿孔锥部分）的顶头，保证冷却水的压力。
顶管区域：一．内直道:管子内表面呈现直线型折迭，产生在钢管全长或局部a、芯棒温度低而料温过高，芯棒上又涂润滑剂，使孔型开口部分未充满，进入下一孔型时未受到辊底压缩；b、辊子严重错位二．双折缝：管子外表面呈现一定角度的直线型折迭，产生在钢管全长或局部。
1.缩口时在缩口端产生耳子，在顶管轧孔时形成轧折，主要分布在顶管端部2.因毛管外径太大，在顶管轧制时，因过充满产生的耳子在后机架轧制而成（三条）。
3.顶管机架串动（一条或两条）*4.顶管轧辊倒角不佳三．横向壁厚不均：（偏心为3点厚，3点薄，呈120度分布）1.主要是可调机架的使用规范性。
可调机架的弹跳值不同，会造成机架的使用不规范，不能按工艺要求进行变形；2.顶管的轧制中心线也是影响顶管壁厚不均的因素。
3.机架本身加工质量不佳四．纵向壁厚不均：主要是芯棒的质量问题。
芯棒磨损不一致，导致纵向壁厚不一致，对松脱棒造成影响较大。
措施：规范芯棒使用，芯棒组对芯棒配组时严格按照工艺要求。
五．内壁收缩：管体内部呈连续分布的小凹坑，严重时呈三点分布或内圈原因：芯棒表面温度不一致，导致内壁温度不一致，金属塑性变形滑移不一致，造成局部壁厚偏薄。
措施一般为换芯棒和调整芯棒冷却。
六．砂眼洞管管体表面不连续的小洞。
原因.顶管机架死，造成管体表面局部拉力过大，超过金属抗拉强度，造成管体破裂。
*顶管机架的轴承破损或机架轴断后有金属碎物粘附在荒管的表面而产生。
无缝钢管壁厚不均现象的浅析
无 缝钢 管壁 厚 不均 现 象 的浅 析
周 新 亮 ， 何新田 ！
（ １ ． 太 重 … 殳 份有限公 ・ 技 术中心 ． Ｉ ｈ 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ； ２ ． 湖 北 新 冶 钢 钢 管事 业 部 ， 湖北 黄 石
４３ ５０ ０１）
摘
要 ：针 对 穿ｑ Ｌ Ｊ ３毛 管 壁 厚 不均 匀 的现 象 ，分 析 出 穿孔 过 程 中的 顶 杆 不稳 定 是 造 成 毛 管 壁厚 偏 差 的 主要 原
ｍｍ，平 均 壁 厚 １ ２ ． ３ ５ ｌ ｎ １ １ ３ ，最 大 壁 厚 偏 差 达 到 了
毛管 ， 高效 性 一直 ＿ 尤 町替代 。 穿： ／ Ｌ ￣ Ｊ Ｌ 组 主要 的 设备组
成： 入 几台 、 穿孑 Ｌ 丰机 、 主 传 动装 置 、 出 口台 一段 、 出 口台二段 。
因， 进 而对 造 成 顶 杆 不稳 定 的 因素进 行 分 析 通 过 从 减 小 顶 杆 压 力 、 缩短 顶 杆 支撑 长 度 、 增 大顶 杆 界 面 、 提 高顶 杆 强 度 等 方 面入 手 ， 可提 高 穿孔 过 程 的 稳 定 性 ， 进 而提 高毛 管 的 壁 厚精 度
关键 词 ： 穿孔 机 壁 厚 不 均 顶 杆 稳 定性 三 辊 抱 芯 装 置
改造 后 的 ＠２ ７ ３ ｍｎ ｌ 穿孔 ｆ Ｊ Ｌ Ｆ ｔ ＇ ， Ｊ 主要 参数 如下 ： 轧 辊 直 径 为 １ １ ５ ０ ｍ ｍ． 辊 身长 度 为 ９ ５ ０ ｍ ｍ， 最 大 轧
制 速度 为 １ ． １ ５ ｍ ／ ｓ ，送进 角 为 ８ 。 ～１ ５ 。（ 可调 ） ， 辗
收 稿 日期 ： ２ 『 ｌ Ｉ ７ － （ １ ９ — ２ ５
钢管壁厚不均的连轧工艺调整措施
钢管壁厚不均的连轧工艺调整措施钢管壁厚不均主要体现为螺旋状壁厚不均、直线状壁厚不均及头尾部壁厚偏厚、偏薄等现象。
连轧工艺调整的影响是导致成品管壁厚不均的重要因素。
具体为：1、螺旋状壁厚不均成因是：1）穿孔机轧制中心线不正、两轧辊的倾角不等或顶头前压下量太小等调整原因造成的壁厚不均，一般沿钢管的全长呈螺旋状分布。
2）在轧制过程中定心辊打开过早、定心辊调整不当以及顶杆抖动等造成的壁厚不均，一般沿钢管全长呈螺旋状分布。
措施：1）调整穿孔机轧制中心线，使两轧辊的倾角相等，按轧制表给定参数调整轧管机。
2）针对第二种情况，根据毛管出口速度调整定心辊打开时间，轧制过程中定心辊不要打开过早，以防止顶杆抖动，造成壁厚不均。
定心辊开口度需要根据毛管直径的变化作适当调整，并考虑毛管跳动量的大小。
2、直线状壁厚不均成因：1）芯棒预穿鞍座高度调整不合适，芯棒预穿时接触到某一面的毛管，致使毛管在接触面上温降过快，造成壁厚不均甚至拉凹缺陷。
2）连轧轧辊间隙过小或过大。
3）轧管机中心线偏差。
4)单、双机架压下量不均，会造成钢管单机架方向超薄（超厚）、双机架方向超厚（超薄）的直线型对称偏差。
5）安全臼断裂，内外辊缝差大，会造成钢管直线型非对称偏差。
6）连轧调整不当，堆钢、拉钢轧制会造成直线型壁厚不均。
措施：1）调整好芯棒预穿鞍座的高度、保证芯棒与毛管对中。
2）更换孔型及轧制规格时应测量轧辊间隙，使实际轧辊间隙与轧制表保持一致。
3）用光学对中装置调整轧制中心线，年度大修时必须校正轧管机中心线。
4)及时更换安全臼断裂的机架，实施测量连轧辊内、外辊缝，出现问题并及时更换。
5）连轧时，要避免拉钢、堆钢。
3、头、尾部壁厚不均成因：1）管坯前端切斜度、弯曲度过大、管坯定心孔不正易造成钢管头部壁厚不均。
2）穿孔时延伸系数太大、轧辊转速太高、轧制不稳定。
3）穿孔机抛钢不稳定易造成毛管尾部壁厚不均。
措施1）检查管坯质量，防止管坯前端切斜度、压下量大，更换孔型或检修均应校正定心孔。