當圓鋼斜軋時，不少人發現由于工件中心撕裂而產生孔腔的現象，但是大多數人對此現象不假思索地把它擱置一旁，不作進一步的探究。《曼內斯曼（公司）100年》一書列舉了具有代表性的兩位不銹鋼管界知名人士，，一位是在Dusseldorf Benrath 開有工廠的巴爾克，他在1888年《工程師》上著文稱：“看到了圓鋼斜軋時出現孔腔的現象，但沒有想到生產無縫不銹鋼管的事情”；另一位是當時 Dussel Dorf的工廠主，后來發明頂管工藝的艾哈德先生，由于他對這一現象不夠敏感，另辟蹊徑，發展水壓沖孔工藝，因此他在 Dusseldorf 的 Reisholz 建立 Rheinmetall 工廠，采用頂管環以延伸沖孔坯，由此正式誕生了艾哈德工藝，即“頂管工藝”。


 德文資料稱 Heinrich Ehrhardt為發明家，與曼內斯曼兄弟、斯蒂弗爾并列為三，他早在1893年就發表論文，論述用水壓沖孔機生產空心坯的工藝，1899年在Reisholz建立不銹鋼管廠，所建Rheinmetall 廠生產的無縫鋼管可與曼內斯曼建立不銹鋼管公司的產品抗衡。他所發明的頂管工藝是生產無縫不銹鋼管比較簡單的方法，他在英、美兩國申請獲準的關于無縫鋼管生產的專利共有11項之多。


 艾哈德于1891年(nian)發(fa)明方(fang)(fang)坯(pi)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)工藝(yi)，以繞過斜(xie)軋(ya)(ya)穿孔(kong)(kong)工藝(yi)，沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)坯(pi)通過拔管加以延伸，制(zhi)成無縫鋼管，圖6-1示出在(zai)水(shui)壓沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)機(ji)上的(de)(de)變形(xing)過程，將加熱至(zhi)軋(ya)(ya)制(zhi)溫(wen)度的(de)(de)方(fang)(fang)坯(pi)放在(zai)水(shui)壓沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)機(ji)的(de)(de)圓形(xing)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)模中，沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)模的(de)(de)內徑比方(fang)(fang)坯(pi)的(de)(de)對角線大幾(ji)毫(hao)米，沖(chong)(chong)頭在(zai)沖(chong)(chong)模中對方(fang)(fang)坯(pi)沖(chong)(chong)壓出一個(ge)孔(kong)(kong)，并且使金屬將圓形(xing)沖(chong)(chong)模和方(fang)(fang)坯(pi)截面之間的(de)(de)空(kong)隙充滿，這一空(kong)隙的(de)(de)面積均等于沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)頭的(de)(de)截面積（參見圖6-1)。


圖 6-1.jpg


 在沖孔(kong)過程終結時，在沖孔(kong)模內留有具有一(yi)定厚(hou)度的(de)(de)沖孔(kong)坯杯(bei)底，形成(cheng)一(yi)個(ge)厚(hou)壁的(de)(de)底部封閉的(de)(de)筒狀(zhuang)沖孔(kong)坯，在水壓機(ji)上可生產(chan)φ50~350mm 鋼管所需的(de)(de)空(kong)心(xin)坯或杯(bei)狀(zhuang)體，這種穿孔(kong)工藝的(de)(de)一(yi)個(ge)極(ji)限(xian)值是L/D≤7(D為空(kong)心(xin)坯的(de)(de)內徑；L為空(kong)心(xin)坯的(de)(de)長度）。


 最原(yuan)始的(de)(de) Ehrhardt 工藝是：沖孔(kong)坯(pi)在(zai)式壓力機中(zhong)延伸拔(ba)(ba)制，推桿插入沖孔(kong)坯(pi)后將后者推向(xiang)并(bing)通過拔(ba)(ba)管(guan)環，拔(ba)(ba)管(guan)模的(de)(de)內徑(jing)和沖孔(kong)坯(pi)延伸后的(de)(de)外徑(jing)相等。采用現(xian)代化的(de)(de)沖孔(kong)壓力機和拔(ba)(ba)管(guan)壓力機，艾哈德工藝可用于壓力容器和大(da)直徑(jing)厚壁管(guan)的(de)(de)生產，其尺(chi)寸為(wei)內徑(jing)1m,長度8m。


 頂管工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)特征是(shi)：“惰輥(gun)連(lian)軋(ya)”，軋(ya)制功率來自(zi)與工(gong)(gong)字(zi)梁(liang)（一(yi)般稱為大齒條，即在(zai)工(gong)(gong)字(zi)梁(liang)上、下(xia)兩面(mian)所嵌的(de)(de)(de)近百塊齒板(ban)）端(duan)(duan)部(bu)相連(lian)的(de)(de)(de)推(tui)(tui)桿(gan)，推(tui)(tui)桿(gan)的(de)(de)(de)頭部(bu)和芯(xin)棒后(hou)端(duan)(duan)的(de)(de)(de)孔(kong)(kong)穴(xue)相配(pei)合，以便(bian)施以向前的(de)(de)(de)頂推(tui)(tui)力，推(tui)(tui)桿(gan)前進到一(yi)定位置時，芯(xin)棒和管件(jian)繼續(xu)向前，推(tui)(tui)桿(gan)則后(hou)退，與芯(xin)棒脫開。因此沖(chong)孔(kong)(kong)坯的(de)(de)(de)一(yi)端(duan)(duan)必須封閉，成為杯狀體，其底部(bu)（即杯底）承受來自(zi)芯(xin)棒的(de)(de)(de)頂推(tui)(tui)力，以使空心坯通(tong)過各孔(kong)(kong)型(xing)延(yan)伸成管，這(zhe)個杯底，最后(hou)被鋸掉(diao)，杯底約重3.5~4.5kg,這(zhe)是(shi)這(zhe)種(zhong)工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)一(yi)大缺點，對收得(de)率有不良影響。