不銹鋼管穿孔過程中常出現缺陷主要有:內折、前卡、中卡、后卡、鏈帶極壁厚不均等。


一、內折


 不銹鋼管內折缺陷是指在鋼管內表面存在著與整體金屬熔合的緊貼著的重疊層,或存在鋼管的頭部,或存在整根不銹鋼管(guan)內,或有規律,或無規律。有此缺陷的鋼管輕者可以修磨使用,重者降級使用或報廢。


1. 主要影響因素


  a. 連鑄坯質量與內折的關系 


   如圖13-2照片所示的(de)鑄(zhu)坯(pi)試樣,在管坯(pi)的(de)端部縮(suo)(suo)(suo)(suo)孔嚴重處容易形成(cheng)(cheng)內折(zhe)缺(que)陷。縮(suo)(suo)(suo)(suo)孔形成(cheng)(cheng)的(de)原因是在連鑄(zhu)過程中,在液相穴凝固末(mo)端,鑄(zhu)坯(pi)的(de)中心凝固速度和(he)表面凝固速度相比(bi)有(you)很大差(cha)異,由此(ci)會(hui)引(yin)起中心收縮(suo)(suo)(suo)(suo)和(he)表面收縮(suo)(suo)(suo)(suo)的(de)差(cha)異,一般表現為中心的(de)收縮(suo)(suo)(suo)(suo)速度快。凝固末(mo)端液相穴狹窄且鋼水的(de)黏性較大,如果中心收縮(suo)(suo)(suo)(suo)造成(cheng)(cheng)的(de)體(ti)積(ji)空隙能得到及時補(bu)充,就會(hui)在鑄(zhu)坯(pi)中心形成(cheng)(cheng)中心縮(suo)(suo)(suo)(suo)孔。


圖 2.jpg


   如(ru)果柱狀晶細小、致(zhi)密,中(zhong)(zhong)心縮孔(kong)小且在(zai)鑄(zhu)(zhu)坯(pi)中(zhong)(zhong)心有(you)斷斷續(xu)(xu)續(xu)(xu)的集(ji)中(zhong)(zhong)疏(shu)松(song),這(zhe)樣(yang)在(zai)鑄(zhu)(zhu)坯(pi)加(jia)熱時端(duan)部縮孔(kong)即(ji)使氧化也比較短(duan),形成的內(nei)折集(ji)中(zhong)(zhong)在(zai)管端(duan)很短(duan)范(fan)圍內(nei),絕大多數可以切掉。有(you)的鑄(zhu)(zhu)坯(pi)根本就沒有(you)中(zhong)(zhong)心縮孔(kong)。


   另外對不銹鋼管坯進行緩冷處理,尤其是對合金鋼坯進行緩冷后,內折的降低更加明顯。


 b. 軋制參(can)數(shu)調整(zheng)對內折(zhe)缺陷的影響 


   軋(ya)輥轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)的(de)(de)(de)大小是根據鑄坯材(cai)質、延伸系(xi)數、滑移(yi)系(xi)數及輥徑大小等多方(fang)面而設計的(de)(de)(de)。結果表(biao)明:高(gao)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)更(geng)容易形成內(nei)折,降低(di)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su),內(nei)折相應(ying)減(jian)少(shao)。究其原因主要是增(zeng)大軋(ya)輥轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)將導致滑移(yi)增(zeng)加,也就(jiu)是軸向效率(lv)(lv)降低(di),管坯在(zai)咬(yao)入段旋轉(zhuan)(zhuan)次(ci)數增(zeng)加,形成內(nei)折的(de)(de)(de)可能性加大。試驗結果確定了穿(chuan)孔機(ji)的(de)(de)(de)調整方(fang)向是:使用(yong)大的(de)(de)(de)咬(yao)入角(jiao),隨著咬(yao)人(ren)角(jiao)加大管坯滑移(yi)減(jian)小,滑移(yi)的(de)(de)(de)減(jian)小可以(yi)減(jian)少(shao)不銹鋼(gang)管坯咬(yao)入所需的(de)(de)(de)旋轉(zhuan)(zhuan)次(ci)數。綜合國外廠家的(de)(de)(de)經驗,咬(yao)人(ren)角(jiao)在(zai)10°~12°時(shi)前進效率(lv)(lv)最佳。


c. 升(sheng)速(su)比(bi)的影響 


  采用(yong)(yong)升(sheng)速(su)(su)比的作用(yong)(yong)是軋(ya)輥低(di)速(su)(su)旋轉,有利于不銹鋼(gang)管坯平(ping)穩(wen)(wen)咬(yao)(yao)入(ru),咬(yao)(yao)入(ru)后高(gao)速(su)(su)軋(ya)制高(gao)速(su)(su)拋鋼(gang)。一般按30%設定,生(sheng)產中視軋(ya)輥磨損情況常采用(yong)(yong)的是40%或45%,實驗結(jie)果顯(xian)示:采用(yong)(yong)30%的升(sheng)速(su)(su)比穿(chuan)孔(kong)產生(sheng)的內(nei)折量低(di)于采用(yong)(yong)45%升(sheng)速(su)(su)比穿(chuan)孔(kong)產生(sheng)的內(nei)折量。理論根據是,在低(di)速(su)(su)咬(yao)(yao)入(ru)階段和高(gao)速(su)(su)軋(ya)制階段,二者(zhe)速(su)(su)度差小,鑄(zhu)坯的變(bian)形條(tiao)件相(xiang)近。也就(jiu)是說,在低(di)速(su)(su)向高(gao)速(su)(su)轉變(bian)時,金屬流(liu)動(dong)能夠平(ping)穩(wen)(wen)過(guo)渡;若(ruo)二者(zhe)速(su)(su)度差大,金屬變(bian)形產生(sheng)波動(dong)就(jiu)容易(yi)產生(sheng)大片內(nei)折。這種內(nei)折常在毛管前端400~500mm處發現(xian)。


 d. 頂頭預旋轉(zhuan)速度的(de)影響(xiang) 


  頂頭預旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)的(de)作(zuo)用(yong)同(tong)樣是有利于管坯的(de)咬人(ren),預旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速度(du)值一(yi)般按管坯旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速度(du)的(de)70%設定且旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)方向一(yi)致。試驗(yan)結果表(biao)明,20%預旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速度(du)產生的(de)內折(zhe)量明顯低于100%設定轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速。


2. 內折形式


  根據現場取典型試樣,并(bing)作(zuo)金(jin)相(xiang)分(fen)析,內(nei)折(zhe)形式大體上表現為(wei)端部(bu)內(nei)折(zhe)和(he)通體內(nei)折(zhe),具體如下:


a. 端部內折 


 主(zhu)要形(xing)式為(wei)(wei)不銹鋼管端部(bu)1.5m內(nei)分散的起皮狀折疊(die)。形(xing)成原因(yin)為(wei)(wei)管坯端部(bu)有(you)露頭的中(zhong)心缺(que)陷,加熱(re)時氧化,穿孔時形(xing)成折疊(die),隨經后續變形(xing)變薄(bo),不能軋合就在管端形(xing)成了(le)薄(bo)片狀內(nei)折,特(te)點是分散零亂;另(ling)一種原因(yin)為(wei)(wei)軋制內(nei)折,特(te)點是內(nei)折較集中(zhong),方向(xiang)性較強。


b. 大(da)片(pian)內折


  主要集中(zhong)在低(di)合金鋼(gang)(gang)種,不銹鋼(gang)(gang)管無規分(fen)(fen)布著(zhu)4~5片鐵(tie)皮(pi),鐵(tie)皮(pi)與(yu)基體附著(zhu)力不大,有(you)內折的鋼(gang)(gang)管經酸浸后內折部分(fen)(fen)可以脫落。經電鏡觀察(cha)可以看到(dao)鐵(tie)皮(pi)根部有(you)塊狀的含(han)鉻(ge)(ge)氧(yang)(yang)化物和氧(yang)(yang)化圓(yuan)點。由此判斷(duan)此種內折形成(cheng)原因為管坯高溫(wen)加熱后,在端部內形成(cheng)含(han)鉻(ge)(ge)氧(yang)(yang)化物,穿孔后即形成(cheng)內折。


c. 通(tong)體內折 


  小螺(luo)(luo)距有(you)規律內折,形(xing)式為螺(luo)(luo)旋狀起(qi)(qi)皮(pi),起(qi)(qi)皮(pi)大小一般為5~10mm,厚為150~1300μm.將起(qi)(qi)皮(pi)點連(lian)線就(jiu)會發(fa)現(xian)螺(luo)(luo)距較小,一根鋼(gang)管內有(you)幾(ji)個(ge)螺(luo)(luo)距。起(qi)(qi)皮(pi)處有(you)輕微的(de)(de)氧化脫碳(tan),組織(zhi)與基(ji)體基(ji)本(ben)一致,未發(fa)現(xian)有(you)夾(jia)雜(za)物異常。產生的(de)(de)原因(yin)是頂頭(tou)破損(sun)所致。


 大螺距有規律內折(zhe),形式(shi)為(wei)大螺旋狀,特點(dian)是內折(zhe)小(xiao),內折(zhe)翹(qiao)起的方向相(xiang)同。將各(ge)點(dian)連線(xian),連線(xian)與(yu)鋼管軸線(xian)大約(yue)呈5°夾角,每個點(dian)相(xiang)隔約(yue)450~500mm.


3. 形成原因


  頂頭與頂桿連接(jie)的銷(xiao)子竄出(chu)劃傷,或者是頂頭反錐處有粘鋼,此種(zhong)內折出(chu)現的幾(ji)率非常小。


  形成內折(zhe)的原因(yin)還有工(gong)具磨損引起的內折(zhe)、鑄坯質量引起的內折(zhe)、軋制內折(zhe)。


4. 解決方向


  通過以(yi)上分析可(ke)(ke)以(yi)看出,不銹鋼管內(nei)折(zhe)除了(le)軋(ya)制內(nei)折(zhe)外主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)鑄(zhu)坯質量差和軋(ya)制工具(ju)磨損引起的。因工具(ju)所致的內(nei)折(zhe)可(ke)(ke)以(yi)避免,故攻關的重點應(ying)放在改善鑄(zhu)坯的組織結構上,主(zhu)要(yao)(yao)方法有:


   a. 增設緩冷料架,有效釋放不(bu)銹鋼(gang)管坯內部應力;


  b. 擴大鑄坯等(deng)軸晶(jing)(jing)率,縮短柱(zhu)狀晶(jing)(jing)長(chang)度,改(gai)善鑄坯中(zhong)心疏松和(he)中(zhong)間裂(lie)紋(wen);


  c. 注意軋制工具(ju)的磨損(sun);

 

  d. 穿(chuan)孔機(ji)調(diao)整應采(cai)用大角(jiao)度、低轉速等(deng)調(diao)整方法。



二、 前卡


 前(qian)卡又稱不(bu)咬入,是穿孔機最(zui)常見的工藝問(wen)題(ti),處理(li)辦(ban)法有:將(jiang)頂頭前(qian)伸量減少(shao)、減小輥距以及升溫(wen)等。


 前卡(ka)的斷面如圖13-3和圖13-4所(suo)示。


圖 3.jpg




三、中卡


  中卡(ka)問(wen)題不常見,多(duo)是由于電機負荷過(guo)高(gao)或管坯打(da)滑所(suo)致。


  處理辦法(fa)有:避(bi)免頂頭(tou)熔化、避(bi)免軋(ya)輥磨損(sun)嚴重、防(fang)止管坯溫度過(guo)低(di)引起電(dian)機過(guo)載(zai)或管壞過(guo)燒。




四、后卡(鐮刀(dao))


  后卡(ka)常見的(de)形式有兩種(zhong)(zhong),一(yi)種(zhong)(zhong)是管坯尾部剛(gang)剛(gang)穿透(tou)一(yi)個小(xiao)孔(kong);另一(yi)種(zhong)(zhong)是尾部開花(見圖(tu)13-5).


  處理(li)的辦法有:將頂頭前(qian)伸(shen)量增加、增加輥距。


圖 5.jpg



五(wu)、鏈(lian)帶


  鏈(lian)帶的產生是由(you)于金屬(shu)竄入(ru)軋輥與導(dao)(dao)盤(導(dao)(dao)板)縫隙(xi),并且導(dao)(dao)盤的邊緣(yuan)磨損(sun)鋒(feng)利,管坯表面的金屬(shu)被(bei)切削(xue)而形成的鏈(lian)袋狀(zhuang)。


  處理(li)的辦法有:增(zeng)加導盤的穩定性、及時(shi)更換工(gong)具(ju)。



六、壁厚(hou)不均


  不(bu)銹鋼管(guan)的(de)(de)壁厚不(bu)均(jun)(jun)也(ye)是最常見的(de)(de)質量問題,主要形式有端部的(de)(de)壁厚不(bu)均(jun)(jun)和(he)通體(ti)的(de)(de)壁厚不(bu)均(jun)(jun)。


  處理(li)的辦法有:不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)坯(pi)端部要(yao)垂直、管(guan)坯(pi)的加熱溫度要(yao)均(jun)勻、穿孔機(ji)(ji)的軋線要(yao)居(ju)中、軋機(ji)(ji)的輥(gun)縫要(yao)對稱(cheng)(cheng)、定徑機(ji)(ji)的軋輥(gun)安裝對稱(cheng)(cheng)、機(ji)(ji)架安裝到位。