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冷拔钢管是钢管的一种,即其按生产工艺的不同分类的一种,区别于热轧(扩)管。在毛管坯或原料管扩径的过程中通过多道次的冷拔加工而成,通常在0.5~100T的单链式或双链式冷拔机上进行。冷轧(拨)钢管除分一般钢管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、机械加工管、厚壁管、小口径加内模冷拔管其它钢管外,还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。冷拔钢管其外径可以到6mm,壁厚可到0.25mm,薄壁管外径可到5mm壁厚小于0.25mm尺寸,精度以及表面质量均明显优于热轧(扩)管,但受工艺制约,其口径以及长度均受到一定限制。
冷拔加工钢管正是发生了加工硬化。冷拔时金属发生塑性变形,晶体内部有多个滑移系启动,位错运动彼此拦截,许多位错被钉扎住,造成位错塞积,同时位错源停止动作。上述一系列过程导致了位错的可动性降低,晶体中的位错密度显著增加。当塑性变形进一步发生,应力增加并足以使钉扎的位错开始运动,螺位错交滑移,刃位错不能交滑移,这样发生位错交截,使不动阶数增加。
所以,通过冷拔加工金属内部位错密度增加,位错可动性降低,既难于产生位错又难于移动位错,因而金属材料硬度、强度提高。这就是冷拔加工的金属学原理。
力学原理
冷拔时钢管在力的作用下通过一定形状、尺寸的模具,发生塑性变形。目前,在生产中的拔制方法大致可分成3种:缩径拔管、减外壁拔管和减内壁拔管,冷拔时,钢管在拉拔力、正压力和摩擦力的作用下,发生相应的变形,大都经过缩径、减壁和定径3个阶段,而且变形区内部产生相应的应力,其中轴向为拉应力,径向和周向为压应力,拔管过程中金属处于一向拉和两向压应力状态,这是冷拔管变形过程的基本力学特征。




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冷拔管技术包括连轧、冷拔管、三辊轧管、CPE顶管、挤压管等。其中20#冷拔管是20世纪90年代才发展起来的技术,因其英文名称为:Accuracy Rolling, 也简称为AR轧管。该技术工艺流  程短、操作灵活、钢种面宽,深受行业推崇。随着发展,该技术也出现的一定的问题。
 
     孔型封闭性差:20#冷拔管机孔型中封闭较好的变形段是轧辊喉径,从喉径处往前、往后孔型的封闭性均较差,这对轧制薄壁管不利。轧制薄壁管和极薄壁管导盘消耗量较大:在轧制D/S≥38的荒管时,宽展量大,导盘间距收小,导盘与轧辊之间的间隙小,导盘磨损量大,还容易造成导盘崩边。轧制荒管头尾削尖技术:在连轧管机上将毛管两端削尖减薄是很困难的,因为轧制压力太大,同时也没有用来改变孔型尺寸的适当时间,轧制速度太高。但在20#冷拔管机组上,毛管的轧制速度约为连轧管轧机速度的1/6,在轧制管端时就由时间来改变轧辊压下以便得到所希望的管段减薄削尖,以利于张力减径提高成材率,今后,这是一个研究点。



冷轧冷拔管会出现椭圆因为轧辊磨损或开口角度过大,可用半径规看,一般轧普碳钢开口角度要小,轧不锈钢可开大一点。相应薄壁管椭圆几率要大一些。建议换开口小点的轧辊。高精度冷拔精密冷拔管是一种新型钢管品种,其主要特点是高精密度。通常有二辊轧机和三辊轧机生产两种生产工艺,三辊轧机生产冷轧无缝钢管的精密度要高一些,可控制在几丝之内,但价格相对要高一些。精密无缝管含碳量比较适中,所以有着非常好的韧性和强度,但是为了能获得更好的机械性能,所以就要对精密无缝管进行调质,下面我们就来看一下这个过程。

冷拔管温度主要受高频涡流热功率的影响,根据公式可知,高频涡流热功率主要受电流频率的影响,涡流热功率与电流激励频率的平方成正比;而电流激励频率又受激励电压、电流和电容、电感的影响。激励频率公式为:f=1/[2π式中:f-激励频率;C-激励回路中的电容,电容=电量/电压;L-激励回路中的电感,电感=磁通量/电流上式可知,激励频率与激励回路中的电容、电感平方根成反比、或者与电压、电流的平方根成正比,只要改变回路中的电容、电感或电压、电流即可改变激励频率的大小,从而达到控制冷拔管温度的目的。对于低碳钢,冷拔管温度控制在1250~1460℃,可满足管壁厚3~5mm焊透要求。另外,冷拔管温度亦可通过调节冷拔管速度来实现。

 




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