CN102764778B - 一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统，其特征在于，包括至少一个用于同时对金属管壁内外表面喷射混合射流、进行除鳞的喷射单元，所述喷射单元至少包括两组：一组用于对金属管壁内表面进行除鳞的内喷射子单元，另一组用于对金属管壁外表面进行除鳞的外喷射子单元；所述除鳞系统还包括一用于实现大直径金属管管壁作螺旋运动的执行机构，使得大直径金属管管壁在轴向窜动的同时实现围绕自身轴线的旋转运动。本发明依托混合射流喷嘴的特殊布置方式与大直径冷态金属管壁的特殊运动方式，实现大直径的冷态金属管壁内、外表面鳞皮进行同步清除的连续化高效方式，满足后工艺的处理需求。

Description

一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统及方法

技术领域

本发明涉及金属表面清洗技术领域，具体地，本发明涉及一种具有大直径的冷态金属圆形截面的管内外壁表面射流除鳞的技术领域，用于实现对大直径的冷态金属圆管的内外表面鳞皮进行同步的连续性射流式清除。通常，内孔直径大于等于150mm称为大直径管。

背景技术

金属材料在热态轧制或热处理过程中会在表面形成一层由金属氧化物组成的致密覆盖物，俗称“鳞皮”，该鳞皮的存在对进一步加工处理会造成影响：一方面使材料的表面裂缝不易被提前发现，从而使加工出的成品存在质量问题；另一方面易将鳞皮压入金属表面，造成表面质量问题；此外，坚硬的氧化物的存在，会加速轧辊或拉拔机的磨损，同时为该金属管在实际使用之前的防腐处理带来了困难；另外，针对特种钢棒，为暴露钢棒的表面质量缺陷，如裂纹、条纹等，均需要将表面鳞皮清除并暴露肌体，如此才能便于生产工人发现其缺陷所在，并制定相应的补救措施。

基于此，大直径的金属管状物在完成热轧成型之后且在进入后工艺处理之前，均需要对其表面鳞皮进行彻底清除。

大直径金属管状物的表面除鳞方式，鉴于成本与生产工艺的成熟性，目前国内外生产企业均采用化学湿法进行清洗的加工方式来清除表面鳞皮，对于金属管壁来说，其通常有两种方式进行除鳞，一种为抛丸、喷丸等物理除鳞方式，另一种为化学湿法，即采用硫酸、盐酸及氢氟酸等强酸性溶液等方式，来实现对其表面鳞皮的清除。

这些方法中的化学湿法酸洗工艺，其生产环境恶劣，且因为生产而产生的大量残酸必须进行循环再生处理，目前算再生工艺也必然产生对应的废气排放，其排放的废气中含有大量的酸性、腐蚀性成分，如HCL、S02等，直接污染大气。

而如果采用喷丸或抛丸方式进行除鳞，通常由于金属管壁的内表面也需要除鳞，而内表面的空间有限，喷丸或抛丸方式通常需要较大的操作空间，因此这种除鳞工艺结果是不仅造成金属管壁表面无法完全清理干净的同时，还带来了大量的粉尘污染，造成工艺生产车间的工作环境同样十分恶劣，且效果不佳，无法达到后续工艺所要求的表面质量。

基于此，为解决金属管壁的表面除鳞问题，科研工作者进行了大量的研究，研制了多种技术和设备，以替代这种化学方法去除金属表面的鳞皮，如电解除鳞、电解研削除鳞、放电除鳞、电子束除鳞、激光除鳞、研磨除鳞、反复弯曲除鳞以及上述不同方法组合的除鳞方法。这些方法在这些年的发展过程中，其中高压水射流除鳞技术发展最快，其工业化进程也越发明显。

通过查阅相关专利，也发现国外尤其是日本、德国等冶金技术发达国家，其虽然提出了众多的连续射流、磨刷除鳞技术如日本JP06108277A公开了在连续冷轧线上采用喷酸与刷辊组合使用的除鳞工艺、日本JP55034688A公开了一种联合PV轧制破鳞-混合磨料高压射流除鳞方式、日本JP57142710A、JP57068217A、日本JP59097711A、以及加拿大的TMW公司自2001年以后公开了一系列的针对钢板表面鳞皮的清除技术US20080108281(A1)、US20080182486(A1)以及US20090227184(A1)等，另外西欧US5388602、日本专利JP05092231A、JP09085329A以及JP2002102915等均没有提出一种有效处理棒、线材的表面鳞皮清除的技术。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是，提供一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统(装置)及其方法，所述大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统及其方法能实现对大直径的冷态金属管壁的内、外表面进行同步、连续、高效、稳定的绿色除鳞技术。本发明依托混合射流喷嘴的特殊布置方式与大直径冷态金属管壁的特殊运动方式，实现大直径的冷态金属管壁内、外表面鳞皮进行同步清除的连续化高效方式，满足后工艺的处理需求。通常，内孔直径大于等于150mm称为大直径管。

本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统的技术方案如下：

一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统(装置)，其特征在于，包括至少一个用于同时对金属管壁内外表面喷射混合射流、进行除鳞的喷射单元，所述喷射单元至少包括两组：一组用于对金属管壁内表面进行除鳞的内喷射子单元，另一组用于对金属管壁外表面进行除鳞的外喷射子单元；

所述除鳞系统还包括一用于实现大直径金属管1管壁作螺旋运动的执行机构，使得大直径金属管1在轴向窜动2的同时实现围绕自身轴线的旋转运动3。

由此，结合喷射单元的特殊布置方式与金属管1的运动，达到实现金属管1管壁表面除鳞的目的。

其主体装置参见图1～图5所示。另外，喷射单元的单元数量通常不少于1个(例如5、6、7、8)，且均保持静止。且每个喷射单元均可分为两个子单元，即专门用于对金属管1管壁内表面进行除鳞的内喷射子单元(例如5a、6a、7a、8a)和专门用于对金属管1管壁外表面进行除鳞的外喷射子单元(例如5b、6b、7b以及8b)。

每个子单元的倾斜角度与布置方式均以金属管1管壁的轴线为中心、以金属管1管壁截面圆为平面呈中心对称方式布置。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统，所述一组用于对金属管壁内表面进行除鳞的内喷射子单元分别和另一组用于对金属管壁外表面进行除鳞的外喷射子单元成对设置。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统，冷态大直径金属管壁内外1(温度不高于200℃的大直径金属管壁内外)通过辊道实现其特殊的运动前进方式：由水平移动的运动方式3与围绕轴线旋转运动方式2，通过这两种运动方式的组合，形成一个大直径金属管1管壁的螺旋式的前进方式4，实现金属管1管壁一边旋转一边平移。

如此，当在金属管1管壁的按照两种运动方式3、2的组合方式4进行稳定螺旋前进，并进入喷射单元或喷射子单元的喷射区之后，喷射单元或子单元通过喷射而出的混合射流6，实现对金属管1管壁表面形成一个螺旋形清洗表面7，根据该螺旋形清洗表面7的转动角速度与喷嘴的一次性喷射清洗宽度进行调整，实现螺旋前进方式4的移动速度与喷射单元5的除鳞速度、除鳞宽度达到协调一致，达到最终对金属管1管壁外表面鳞皮的完全清除。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统，其特征在于，所述螺旋形清洗表面7的转动角速度w与喷射单元的一次性喷射清洗宽度x的调整关系如下：

$w\≤\frac{2\mathrm{\π}\·v_0}{\sqrt{n^2{x}^2+{\mathrm{\π}}^2{D}^2}}$

其中，设：除鳞喷嘴在额定喷射参数下对金属管1管壁表面的最大相对除鳞线速度值为v₀，这个速度下除鳞喷嘴的除鳞有效宽度值为x，且同时布置的除鳞喷嘴数量为n；除鳞金属管1管壁的外径值为D。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统，其特征在于，所述螺旋前进方式4的移动速度v与喷射单元5的除鳞速度v₀、除鳞宽度x的关系如下：

$v\≤\frac{n\·x\·v_0}{2\sqrt{n^2{x}^2+{\mathrm{\π}}^2{D}^2}}$

其中，设：除鳞喷嘴在额定喷射参数下对金属管1管壁表面的最大相对除鳞线速度值为v₀，这个速度下除鳞喷嘴的除鳞有效宽度值为x，且同时布置的除鳞喷嘴数量为n；除鳞金属管1管壁的外径为D。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统，所述喷射单元通常由2-8个子单元组成，每个子单元的二组喷嘴数量分别为1-6个。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统，其特征在于，各子单元的布置方式选自下述布置方式之一：

所有外喷射子单元均布置于金属管1管壁圆形断面上的不同圆周角度方向上，但这些不同圆周角度上布置的喷嘴在金属管1的轴向方向上呈现错位布置方式；或部分外喷射子单元布置于金属管1管壁圆形断面上的同一圆周角度上，但这些不同圆周角度上布置的喷嘴在金属管1的轴向方向上呈现错位布置方式。

所有外喷射子单元均布置于金属管1管壁圆形断面上的不同圆周角度方向上，但这些不同圆周角度上布置的喷嘴在金属管1的轴向方向上呈现错位布置方式，其目是保证金属管在一次性螺旋前进时，其除鳞的表面具有均匀的除鳞效果；或部分外喷射子单元布置于金属管1管壁圆形断面上的同一圆周角度上，但这些不同圆周角度上布置的喷嘴单元组在金属管1的轴向方向上呈现错位布置方式，其目是保证金属管在一次性螺旋前进时，清除后的表面具有均匀的除鳞效果。

即，根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统，所述外喷射子单元在金属管1管壁圆周断面的不同角度上布置方式可特别说明如下：

所有外喷射子单元以金属管1管壁的轴线为圆形，围绕金属管1管壁圆形断面的轴向上均匀布置，每个外喷射子单元距离金属管1管壁表面的喷射距离与角度值保持一致。

根据上述，每个外喷射子单元所包含的喷嘴数量可以完全相同，也可以不同。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统，每个喷射子单元的倾斜角度与不同方式均以金属管1管壁的轴线为中心、以金属管1管壁截面圆为平面呈中心对称方式布置。所述内喷射子单元5a、6a、7a、8a之间可采用移动的间隔进行分开布置。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统，其特征在于，所述金属管1在进行除鳞期间，金属管1必须以一定倾斜角度Q进行螺旋前进，该倾斜角度Q的取值范围通常为0.01°～89.9°。

本发明提供的一种大直径金属管壁内外表面除鳞方法的技术方案如下：

一种大直径金属管壁内外表面除鳞方法，所述方法用于一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统装置，所述的系统装置包括至少一个用于同时对金属管壁内外表面喷射混合射流、进行除鳞的喷射单元，所述喷射单元至少包括两组：一组用于对金属管壁内表面进行除鳞的内喷射子单元，另一组用于对金属管壁外表面进行除鳞的外喷射子单元；

使得大直径金属管1在轴向窜动2的同时实现围绕自身轴线的旋转运动3。

由此，结合喷射单元的特殊布置方式与金属管1的运动，达到实现金属管1管壁表面除鳞的目的。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞方法，每个子单元的倾斜角度与布置方式均以金属管1管壁的轴线为中心、以金属管1管壁截面圆为平面呈中心对称方式布置。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞方法，所述一组用于对金属管壁内表面进行除鳞的内喷射子单元分别和另一组用于对金属管壁外表面进行除鳞的外喷射子单元成对设置。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞方法，冷态大直径金属管壁内外1(温度不高于200℃的大直径金属管壁内外)通过辊道实现其特殊的运动前进方式：由水平移动的运动方式3与围绕轴线旋转运动方式2，通过这两种运动方式的组合，形成一个大直径金属管1管壁的螺旋式的前进方式4，实现金属管1管壁一边旋转一边平移。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞方法，其特征在于，当在金属管1的按照两种运动方式3、2的组合方式4进行稳定螺旋前进，并进入喷射单元或子单元的喷射区之后，喷射单元或子单元通过喷射而出的混合射流6，实现对金属管1管壁表面形成一个螺旋形清洗表面7，所述螺旋形清洗表面7的转动角速度w与喷射单元的一次性喷射清洗宽度x的调整关系如下：

$w\≤\frac{2\mathrm{\π}\·v_0}{\sqrt{n^2{x}^2+{\mathrm{\π}}^2{D}^2}}$

其中，设：除鳞喷嘴在额定喷射参数下对金属管1管壁表面的最大相对除鳞线速度值为v₀，这个速度下除鳞喷嘴的除鳞有效宽度值为x，且同时布置的除鳞喷嘴数量为n；除鳞金属管1管壁的外径值为D。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞方法，其特征在于，所述螺旋前进方式4的移动速度v与喷射单元5的除鳞速度v₀、除鳞宽度x的关系如下：

$v\≤\frac{n\·x\·v_0}{2\sqrt{n^2{x}^2+{\mathrm{\π}}^2{D}^2}}$

其中，设：除鳞喷嘴在额定喷射参数下对金属管1管壁表面的最大相对除鳞线速度值为v₀，这个速度下除鳞喷嘴的除鳞有效宽度值为x，且同时布置的除鳞喷嘴数量为n；除鳞金属管1管壁的外径为D。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞方法，所述喷射单元通常由2-8个子单元组成，每个子单元的二组喷嘴数量分别为1-6个。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞方法，其特征在于，各子单元的布置方式选自下述布置方式之一：

所有外喷射子单元均布置于金属管1管壁圆形断面上的不同圆周角度方向上，但这些不同圆周角度上布置的喷嘴在金属管1的轴向方向上呈现错位布置方式；或部分子单元的外喷射子单元布置于金属管1管壁圆形断面上的同一圆周角度上，但这些不同圆周角度上布置的喷嘴在金属管1的轴向方向上呈现错位布置方式。

即，根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞方法，所述外喷射子单元在金属管1管壁圆周断面的不同角度上布置方式可特别说明如下：

所有外喷射子单元以金属管1管壁的轴线为圆形，围绕金属管1管壁圆形断面的轴向上均匀布置，每个外喷射子单元距离金属管1管壁表面的喷射距离与角度值保持一致。

根据上述，每个外喷射子单元所包含的喷嘴数量可以完全相同，也可以不同。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞方法，每个子单元5、6、7、8的倾斜角度与不同方式均以金属管1管壁的轴线为中心、以金属管1管壁截面圆为平面呈中心对称方式布置。

内喷射子单元5a、6a、7a、8a之间可采用移动的间隔进行分开布置。

根据本发明的一种大直径金属管壁内外表面除鳞方法，其特征在于，所述金属管1管壁在进行除鳞期间，金属管1管壁必须以一定倾斜角度Q进行螺旋前进，该倾斜角度Q的取值范围通常为0.01°～89.9°。

根据本发明，所述喷射子单元5、6、7、8中的混合射流喷嘴喷出的射流6中通常包括有至少一种介质，介质中至少包括水(H20)，同时还可以包括有另一种固体颗粒介质，该介质为细小的砂状硬质颗粒物，该颗粒物具体详细说明可包括天然的刚玉类磨料(如棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉等)、碳化物磨料(如黑碳化硅、绿碳化硅、碳化硼等)、钢丸、钢丝切丸等金属加工丸类。

根据本发明，所述喷射单元喷射的压力及介质粒度范围通常因为喷射对象的不同而略有不同，其水介质的喷射压力通常在5Mpa～80Mpa之间，另一种硬物颗粒的粒度范围通常在5目～120目之间。

其主体装置参见图1～图4所示。

本发明实施如下：

大直径的冷态金属管(温度不高于200℃的金属管壁内外)通过辊道实现其特殊的运动前进方式：由水平移动的运动方式2与围绕轴线旋转运动方式3组成，通过这两种运动方式的组合之后，形成一个螺旋式的前进方式4，实现金属管1管壁一边旋转一边平移。如此，当在金属管1管壁的按照两种运动方式2、3的组合方式4进行稳定螺旋前进，并进入喷射单元5、6、7、8的喷射影响区之后，喷射单元5通过其内部的两部分喷射子单元5a与5b按照特定的射流方向进行喷射混合射流6，其中子单元5a专门用于实现对金属管1管壁内表面鳞皮进行清除，通过其形成的螺旋形清洗表面实现鳞皮清除；子单元5b专门用于实现对金属管1管壁外表面鳞皮进行清除，通过其在外表面形成的螺旋形清洗表面实现鳞皮清除；通过这种内外布置的喷射子单元5a与5b与金属管壁自身的螺旋前进方式4，实现对金属管1管壁内、外表面鳞皮的完全清除。

本发明的优点如下：

1)通过混合射流的方式实现大直径金属管壁的冷态内、外表面除鳞，相对传统的除鳞工艺，具备更加环保、绿色的除鳞工艺，且生产成本具备更强的竞争优势；

2)采用特殊的喷嘴布置方式与金属管特殊的复合运动规律，能实现在少喷嘴的状态下能实现高效的金属管壁除鳞；

附图说明

图1为金属管壁的喷嘴布置方式原理图；

图2为金属管壁的喷嘴进行射流除鳞的总体布置原理图；

图3为金属管壁除鳞的实施例之一；

图4A，B，C分别为金属管壁除鳞的实施例之一；

图5A，B分别为金属管壁除鳞的实施例之一的示意图和剖视图。

图中，1金属管壁、2金属管壁的直线运动、3金属管壁的旋转运动、4两种运动的组合运动轨迹，即螺旋进给方式、5、6、7、8、9为射流除鳞的喷射子单元。

5a、6a、7a、8a分别为内喷射子单元，5b、6b、7b、8b分别为外喷射子单元，、9a为内喷射架，9b为外喷射架。Q为金属管1的倾斜角度。

具体实施方式

如上所述，本案公开的金属管壁连续射流除鳞工艺其具体如图1～图4所示，为保证本案公开的除鳞工艺具有良好的效果，其主要采用以下几个措施：

1)进行射流除鳞的金属管1必须采用一种复合运动规律进行除鳞，该复合运动规律为两种规律的叠加运动：沿金属管轴向的水平移动与围绕轴线的旋转转动；

2)射流除鳞单元5、6、7、8中必须有两个子单元：专门用于对金属管1管壁内表面进行除鳞的内喷射子单元5a、6a、7a、8a与专门用于对金属管1管壁外表面进行除鳞的外喷射子单元5b、6b、7b以及8b；

3)两种子单元5a、6a、7a、8a与5b、6b、7b、8b的布置方式有两种：一种是沿着金属管轴线方向上错位布置，另一种是在工艺线长度上进行串联布置，以实现金属管1管壁内、外表面完全除鳞；

本案以冷态钢质金属管壁的表面除鳞为实施例，具体实施方式如下：

实施例一：冷态钢质金属管1管壁通过辊道输送至布置由多个喷射子单元5、6、7、8组成的混合射流除鳞区域，该喷射子单元5、6、7、8的每个子单元中均包含两个混合喷嘴，喷嘴型号完全一致，且所有喷嘴与金属管1管壁内、外圆周表面的垂直喷射距离均为5cm，倾斜角度为10°，同时所有子单元5、6、7、8沿金属管1管壁圆形断面的圆周方向上呈发散状均匀布置，每两个子单元5、6、7、8之间沿断面圆周方向上的错位角度值为60°。如此，金属管壁型号为外径为800mm、内径为600mm的空心钢管1，当金属管1管壁以水平速度2.5m/min、沿轴线方向的旋转角速度为2round/min向前进给时，所有喷射子单元5、6、7、8均以压力为50Mpa进行喷射，如此即可实现该金属管1管壁的外表面一次性除鳞。

实施例二：冷态钢质金属管1管壁通过辊道输送至布置由多个喷射子单元5、6组成的混合射流除鳞区域，该喷射子单元5、6的每个子单元中均包含两个混合喷嘴，喷嘴型号完全一致，且所有喷嘴与金属管1管壁内、外圆周表面的垂直喷射距离均为5cm，倾斜角度为10°，同时所有子单元5、6均布置在一条平行于金属管1管壁轴线的一条直线上，在该直线上，子单元5与子单元6之间的间距值为5cm。如此，金属管壁型号为外径为800mm、内径为600mm的空心钢管1，当金属管1管壁以水平速度2.5m/min、沿轴线方向的旋转角速度为2round/min向前进给时，所有喷射子单元5、6均以压力为50Mpa进行喷射，如此即可实现该金属管1管壁的外表面一次性除鳞。

以上借助于具体实施例描述了本发明专利的具体实施方式，但是应该理解的是，这里具体的描述不应理解为对本发明的实质和范围的限定，该发明不仅适用于金属管壁的连续式表面除鳞，同样也可运用于金属管状物、非金属棒、线状物的连续表面处理上，所有这些本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例作出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

本发明充分利用混合射流除鳞效果与金属管壁的截面特性，通过这种高压射流的方式来实现对金属管壁的连续式高速除鳞。由于本专利所采用技术已经成熟，可以实施，推广应用完全可行。另一方面，本专利能很好的适应公司对冶金生产的环保要求以及进一步提升产品竞争力的要求，提高冶金企业的节能减排的能力。因此，本发明在冷轧生产领域具有广阔的应用前景。

Claims (7)

1.一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统，其特征在于，包括至少一个用于同时对金属管壁内外表面喷射混合射流、进行除鳞的喷射单元，所述喷射单元至少包括两组：一组用于对金属管壁内表面进行除鳞的内喷射子单元，另一组用于对金属管壁外表面进行除鳞的外喷射子单元； 

所述除鳞系统还包括一用于实现大直径金属管管壁作螺旋运动的执行机构，使得大直径金属管在实现其沿着水平方向平移窜动的同时，实现大直径金属管围绕自身的中心轴线的旋转运动； 

所述喷射单元或子单元通过喷射而出的混合射流，实现对金属管管壁表面形成一个螺旋形清洗表面； 

所述螺旋形清洗表面的转动角速度w与喷射单元的一次性喷射清洗宽度x的调整关系如下： 

所述螺旋前进方式的移动速度v与喷射单元的除鳞速度v₀、除鳞宽度x的关系如下： 

其中，设：除鳞喷嘴在额定喷射参数下对金属管管壁表面的最大相对除鳞线速度值为v₀，这个速度下除鳞喷嘴的除鳞有效宽度值为x，且同时布置的除鳞喷嘴数量为n；除鳞金属管管壁的外径为D。 

2.根据权利要求1所述的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统，其特征在于，各子单元的布置方式选自下述布置方式之一： 

所有外喷射子单元均布置于金属管管壁圆形断面上的不同圆周角度方向上，但这些不同圆周角度上布置的喷嘴在金属管的轴向方向上呈现错位布置方式，其目是保证金属管在一次性螺旋前进时，其除鳞的表面具有均匀的除鳞效果；或部分外喷射子单元布置于金属管管壁圆形断面上的同一圆周角度上，但这些不同圆周角度上布置的喷嘴单元组在金属管的轴向方向上呈现错位布置方式，其目是保证金属管在一次性螺旋前进时，清除后的表面具有均匀的除鳞效果。 

3.根据权利要求1所述的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统，其特征在于，所述金属管在进行除鳞期间，金属管必须以一定倾斜角度Q进行螺旋前进，该倾斜角度Q的定义方式为金属管的中心轴线与金属管水平移动方向的夹角角度，该倾斜角度Q的 取值范围通常为0.01°～89.9°。 

4.根据权利要求1所述的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统，其特征在于，所述一组用于对金属管壁内表面进行除鳞的内喷射子单元分别和另一组用于对金属管壁外表面进行除鳞的外喷射子单元成对设置。 

5.一种大直径金属管壁内外表面除鳞方法，其特征在于，所述方法用于一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞系统装置，所述的系统装置包括至少一个用于同时对金属管壁内、外表面喷射混合射流、进行除鳞的喷射单元，所述喷射单元至少包括两组：一组用于对金属管壁内表面进行除鳞的内喷射子单元，另一组用于对金属管壁外表面进行除鳞的外喷射子单元； 

使得大直径金属管管壁在轴向窜动的同时实现围绕自身轴线的旋转运动； 

所述喷射单元或子单元通过喷射而出的混合射流，实现对金属管管壁表面形成一个螺旋形清洗表面； 

当在金属管按照两种运动方式的组合方式进行稳定螺旋前进，并进入喷射单元或子单元的喷射区之后，喷射单元或子单元通过喷射而出的混合射流，实现对金属管管壁表面形成一个螺旋形清洗表面，所述螺旋形清洗表面的转动角速度w与喷射单元的一次性喷射清洗宽度x的调整关系如下： 

所述螺旋前进方式的移动速度v与喷射单元的除鳞速度v₀、除鳞宽度x的关系如下： 

其中，设：除鳞喷嘴在额定喷射参数下对金属管管壁表面的最大相对除鳞线速度值为v₀，这个速度下除鳞喷嘴的除鳞有效宽度值为x，且同时布置的除鳞喷嘴数量为n；除鳞金属管管壁的外径为D。 

6.根据权利要求5所述的一种大直径金属管壁内外表面射流除鳞方法，其特征在于，各子单元的布置方式选自下述布置方式之一： 

所有外喷射子单元均布置于金属管管壁圆形断面上的不同圆周角度方向上；或部分子单元的外喷射子单元布置于金属管管壁圆形断面上的同一圆周角度上，但在金属管的轴向上呈错位布置。 

7.根据权利要求5所述的一种大直径金属管壁内外表面除鳞方法，其特征在于，所述金属管（1）在进行除鳞期间，金属管必须以一定倾斜角度Q进行螺旋前进，该倾斜角度 Q的定义方式为金属管的中心轴线与金属管水平移动方向的夹角角度，该倾斜角度Q的取值范围通常为0.01°～89.9°。