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(yin)素
a. 連(lian)鑄坯質量與內折的(de)關系(xi)
如(ru)圖13-2照片所示的(de)(de)(de)鑄(zhu)坯試樣,在(zai)管坯的(de)(de)(de)端(duan)部縮(suo)孔嚴重處容易形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)內折缺陷。縮(suo)孔形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)原(yuan)因是(shi)在(zai)連鑄(zhu)過(guo)程中(zhong)(zhong),在(zai)液相(xiang)穴(xue)凝(ning)固末端(duan),鑄(zhu)坯的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)心(xin)凝(ning)固速(su)度和表面(mian)凝(ning)固速(su)度相(xiang)比有很大(da)(da)差(cha)異,由此會引起(qi)中(zhong)(zhong)心(xin)收(shou)(shou)縮(suo)和表面(mian)收(shou)(shou)縮(suo)的(de)(de)(de)差(cha)異,一般表現為中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)收(shou)(shou)縮(suo)速(su)度快。凝(ning)固末端(duan)液相(xiang)穴(xue)狹窄且鋼水的(de)(de)(de)黏性(xing)較大(da)(da),如(ru)果中(zhong)(zhong)心(xin)收(shou)(shou)縮(suo)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)體積(ji)空隙能得到及時補充,就會在(zai)鑄(zhu)坯中(zhong)(zhong)心(xin)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)心(xin)縮(suo)孔。

如果柱狀晶細小、致密,中(zhong)心(xin)縮孔小且在鑄(zhu)(zhu)坯中(zhong)心(xin)有斷斷續續的集(ji)中(zhong)疏松(song),這樣在鑄(zhu)(zhu)坯加熱(re)時端部(bu)縮孔即使氧(yang)化也比(bi)較(jiao)短,形成(cheng)的內(nei)折集(ji)中(zhong)在管(guan)端很短范圍內(nei),絕大多數可(ke)以切掉。有的鑄(zhu)(zhu)坯根本就(jiu)沒(mei)有中(zhong)心(xin)縮孔。
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(zhi)參數調整對內(nei)折缺陷的影(ying)響
軋(ya)輥(gun)(gun)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)的(de)(de)大(da)小(xiao)是(shi)根(gen)據(ju)鑄坯材質、延伸系(xi)數(shu)(shu)、滑移(yi)系(xi)數(shu)(shu)及(ji)輥(gun)(gun)徑大(da)小(xiao)等(deng)多方(fang)面而設計的(de)(de)。結果表(biao)明:高(gao)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)更(geng)容(rong)易形成內折,降(jiang)低轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su),內折相應減少。究其原因主(zhu)要是(shi)增大(da)軋(ya)輥(gun)(gun)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)將(jiang)導致滑移(yi)增加,也就是(shi)軸向效(xiao)率(lv)降(jiang)低,管坯在咬(yao)入段旋轉(zhuan)(zhuan)次數(shu)(shu)增加,形成內折的(de)(de)可能(neng)性加大(da)。試驗結果確(que)定了穿(chuan)孔機的(de)(de)調整方(fang)向是(shi):使用大(da)的(de)(de)咬(yao)入角(jiao),隨著咬(yao)人角(jiao)加大(da)管坯滑移(yi)減小(xiao),滑移(yi)的(de)(de)減小(xiao)可以減少不(bu)銹鋼管坯咬(yao)入所需的(de)(de)旋轉(zhuan)(zhuan)次數(shu)(shu)。綜合國外廠(chang)家的(de)(de)經驗,咬(yao)人角(jiao)在10°~12°時前進效(xiao)率(lv)最佳。
c. 升速比(bi)的(de)影響
采用升(sheng)速(su)(su)比(bi)的(de)作用是(shi)軋輥(gun)低(di)速(su)(su)旋(xuan)轉,有利于不銹(xiu)鋼管(guan)坯(pi)平穩咬(yao)入(ru),咬(yao)入(ru)后高(gao)(gao)速(su)(su)軋制(zhi)高(gao)(gao)速(su)(su)拋鋼。一(yi)般(ban)按30%設(she)定,生(sheng)產(chan)中視軋輥(gun)磨損情況常(chang)(chang)采用的(de)是(shi)40%或45%,實驗結果顯示:采用30%的(de)升(sheng)速(su)(su)比(bi)穿孔(kong)產(chan)生(sheng)的(de)內折量低(di)于采用45%升(sheng)速(su)(su)比(bi)穿孔(kong)產(chan)生(sheng)的(de)內折量。理論根據是(shi),在(zai)(zai)低(di)速(su)(su)咬(yao)入(ru)階(jie)段和(he)高(gao)(gao)速(su)(su)軋制(zhi)階(jie)段,二者(zhe)速(su)(su)度差(cha)小,鑄(zhu)坯(pi)的(de)變(bian)形(xing)條件相近(jin)。也就(jiu)(jiu)是(shi)說,在(zai)(zai)低(di)速(su)(su)向高(gao)(gao)速(su)(su)轉變(bian)時,金(jin)(jin)屬流動(dong)(dong)能夠平穩過渡;若(ruo)二者(zhe)速(su)(su)度差(cha)大,金(jin)(jin)屬變(bian)形(xing)產(chan)生(sheng)波動(dong)(dong)就(jiu)(jiu)容易產(chan)生(sheng)大片內折。這種(zhong)內折常(chang)(chang)在(zai)(zai)毛(mao)管(guan)前端400~500mm處(chu)發現。
d. 頂(ding)頭預(yu)旋轉速度(du)的影響
頂頭(tou)預(yu)旋轉的作用(yong)同樣是有利(li)于管(guan)坯(pi)(pi)的咬(yao)人,預(yu)旋轉速度(du)值一(yi)般按管(guan)坯(pi)(pi)旋轉速度(du)的70%設定且旋轉方向一(yi)致(zhi)。試驗(yan)結果(guo)表明,20%預(yu)旋轉速度(du)產(chan)生的內(nei)折(zhe)量(liang)明顯低(di)于100%設定轉速。
2. 內折形(xing)式
根據現(xian)場取典型試樣(yang),并作金相分析,內(nei)折形(xing)式大(da)體上表(biao)現(xian)為端(duan)部內(nei)折和通體內(nei)折,具體如(ru)下:
a. 端部內折
主要形(xing)(xing)(xing)式為不(bu)(bu)銹鋼管端部(bu)1.5m內(nei)分散的起皮狀(zhuang)折疊。形(xing)(xing)(xing)成原(yuan)因為管坯(pi)端部(bu)有(you)露頭的中心缺陷,加熱時(shi)氧化,穿(chuan)孔時(shi)形(xing)(xing)(xing)成折疊,隨經后(hou)續(xu)變(bian)形(xing)(xing)(xing)變(bian)薄,不(bu)(bu)能軋合就在管端形(xing)(xing)(xing)成了薄片狀(zhuang)內(nei)折,特點(dian)是分散零亂;另一種原(yuan)因為軋制內(nei)折,特點(dian)是內(nei)折較集中,方向(xiang)性較強。
b. 大(da)片內折
主要集中在低合(he)金(jin)鋼種(zhong),不銹(xiu)鋼管(guan)無(wu)規分布(bu)著4~5片鐵皮(pi),鐵皮(pi)與基體附著力(li)不大,有內折(zhe)(zhe)的鋼管(guan)經酸浸后內折(zhe)(zhe)部(bu)分可以(yi)脫落(luo)。經電鏡觀察(cha)可以(yi)看到鐵皮(pi)根部(bu)有塊(kuai)狀的含(han)鉻(ge)氧化(hua)(hua)(hua)物和氧化(hua)(hua)(hua)圓(yuan)點。由此(ci)判斷此(ci)種(zhong)內折(zhe)(zhe)形成原因為管(guan)坯高溫(wen)加熱(re)后,在端部(bu)內形成含(han)鉻(ge)氧化(hua)(hua)(hua)物,穿(chuan)孔后即(ji)形成內折(zhe)(zhe)。
c. 通體(ti)內折
小(xiao)螺(luo)(luo)距有(you)規(gui)律內(nei)折,形(xing)式(shi)為螺(luo)(luo)旋狀(zhuang)起皮(pi),起皮(pi)大小(xiao)一般(ban)為5~10mm,厚為150~1300μm.將起皮(pi)點連線就會(hui)發現螺(luo)(luo)距較小(xiao),一根鋼管內(nei)有(you)幾個螺(luo)(luo)距。起皮(pi)處有(you)輕微的(de)氧化(hua)脫碳,組織與基體基本(ben)一致(zhi),未(wei)發現有(you)夾雜物異常(chang)。產生的(de)原因是頂頭破損所致(zhi)。
大螺(luo)(luo)距(ju)有規律內折,形式為大螺(luo)(luo)旋狀,特點是內折小(xiao),內折翹起的方向(xiang)相(xiang)同。將(jiang)各點連(lian)線(xian),連(lian)線(xian)與鋼管軸線(xian)大約呈(cheng)5°夾角,每(mei)個點相(xiang)隔約450~500mm.
3. 形成原(yuan)因
頂(ding)頭與(yu)頂(ding)桿連接(jie)的銷子竄(cuan)出劃傷,或者是頂(ding)頭反錐(zhui)處有粘鋼,此種內折出現的幾(ji)率非常小。
形成內(nei)折(zhe)(zhe)(zhe)的(de)原因還有工具磨損引(yin)起的(de)內(nei)折(zhe)(zhe)(zhe)、鑄(zhu)坯質量引(yin)起的(de)內(nei)折(zhe)(zhe)(zhe)、軋制內(nei)折(zhe)(zhe)(zhe)。
4. 解決方向
通過以(yi)上分(fen)析可(ke)以(yi)看(kan)出,不銹鋼管內(nei)折(zhe)除了(le)軋制內(nei)折(zhe)外(wai)主(zhu)要(yao)是鑄坯(pi)質量差和軋制工具(ju)磨(mo)損(sun)引起(qi)的。因工具(ju)所(suo)致的內(nei)折(zhe)可(ke)以(yi)避免,故攻關的重點應放在改善(shan)鑄坯(pi)的組織結構上,主(zhu)要(yao)方法有:
a. 增設緩冷料架,有效釋放不銹鋼管坯內部(bu)應力;
b. 擴(kuo)大鑄(zhu)坯等軸晶率,縮短柱狀晶長度,改善鑄(zhu)坯中心疏(shu)松和中間裂紋(wen);
c. 注意(yi)軋制工具的磨損(sun);
d. 穿(chuan)孔機調整(zheng)應(ying)采用大角度、低(di)轉速等(deng)調整(zheng)方法(fa)。
二、 前(qian)卡
前(qian)卡又稱(cheng)不咬入,是穿孔機最常見的工(gong)藝問題,處理辦法(fa)有:將頂頭前(qian)伸量減少、減小(xiao)輥距以及升溫等。
前卡的斷面(mian)如圖13-3和(he)圖13-4所示。

三、中卡(ka)
中(zhong)卡問題不(bu)常見,多(duo)是由于電機負荷過高或(huo)管坯打(da)滑所致(zhi)。
處理辦法(fa)有:避免(mian)頂(ding)頭(tou)熔(rong)化、避免(mian)軋輥磨損嚴重、防止(zhi)管坯(pi)溫度(du)過低引(yin)起(qi)電機過載或管壞(huai)過燒(shao)。
四(si)、后卡(鐮刀)
后卡常見的形式有兩種(zhong),一(yi)種(zhong)是管坯尾(wei)部(bu)剛(gang)剛(gang)穿(chuan)透一(yi)個小孔;另一(yi)種(zhong)是尾(wei)部(bu)開花(見圖13-5).
處理的辦法有(you):將(jiang)頂頭前伸(shen)量增(zeng)加、增(zeng)加輥(gun)距。

五、鏈帶(dai)
鏈(lian)帶的產(chan)生是(shi)由于金屬竄入(ru)軋(ya)輥與導(dao)盤(導(dao)板)縫隙,并且導(dao)盤的邊緣磨損(sun)鋒利,管坯表(biao)面(mian)的金屬被切(qie)削而形成的鏈(lian)袋狀。
處理的辦法有:增(zeng)加導盤(pan)的穩定性、及時更換工具。
六、壁厚不(bu)均
不銹鋼管的(de)壁厚(hou)不均(jun)也(ye)是最常見的(de)質量問(wen)題,主要(yao)形式有端部的(de)壁厚(hou)不均(jun)和通體的(de)壁厚(hou)不均(jun)。
處理的(de)(de)(de)辦法有:不銹鋼管(guan)坯端部要(yao)(yao)(yao)垂(chui)直、管(guan)坯的(de)(de)(de)加熱溫度要(yao)(yao)(yao)均(jun)勻(yun)、穿孔機(ji)的(de)(de)(de)軋線(xian)要(yao)(yao)(yao)居中(zhong)、軋機(ji)的(de)(de)(de)輥(gun)縫要(yao)(yao)(yao)對(dui)稱(cheng)、定徑機(ji)的(de)(de)(de)軋輥(gun)安裝(zhuang)對(dui)稱(cheng)、機(ji)架安裝(zhuang)到位。

