CN105598170A - 一种钢管定径工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢管定径工艺，采用多个定径头定径，具体包括步骤：根据所述钢管的直径和定径精度选择一定数量、与钢管呈一定角度的定径头，并确定定径头数量；将定径压下量分配给每个所述定径头，并调整每个定径头的径向进给量、微调整辊轴与钢管轴线的夹角，保证所述定径头呈直径递减顺序排列；将所述钢管按照递减顺序依次从所述定径头内穿过，同时旋转所述定径头，使所述定径头对钢管产生径向旋压，从而完成定径。该工艺适用于焊管的在线或离线定径，也适用于无缝钢管的在线或离线定径；生产的钢管精度、圆周度及表面质量高，且周向残余应力少，分布均匀，同时生产能耗低、成本低、占地面积小。
Description
技术领域
本发明涉及钢管生产技术领域，尤其涉及一种钢管定径工艺。
背景技术
钢管的定径工艺是钢管生产线上的重要工序之一，直接决定了钢管的圆度、表面粗糙度、周向残余应力分布等。目前通用的钢管定径工艺是采用二辊、三辊或四辊式挤压定径装置进行定径，这种定径工艺不但使钢管产品的精度差(外径精度最高只有±0.10mm)，表面粗糙度大，残余应力分布不均衡，而且定径装置机架结构复杂、换规格时调整难度大、造价高、占地面积大。因此有必要开发一种新的钢管定径工艺。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种钢管定径工艺，该工艺不仅显著改善定径后钢管的圆度、粗糙度、精度和周向残余应力分布，同时能够降低制造成本、减少定径设备占地面积等。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
本发明一种钢管定径工艺，其特征在于，采用多个定径头定径，具体包括以下步骤：
(1)根据所述钢管的直径和定径精度选择定径头：根据所述钢管外径选择直径与所述钢管外径相匹配的定径头，根据所述钢管定径精度要求调整所述定径头数量；
(2)将定径压下量分配给每个所述定径头，并按照压下量分配原则，对每个所述定径头施加相应的径向进给量，使所述定径头收缩，直径减小，保证所述定径头按直径递减顺序排列；
(3)将所述钢管按照步骤(2)所述递减顺序依次从所述定径头内穿过，同时旋转所述定径头，使所述定径头对钢管产生径向旋压，从而完成定径。
进一步地，步骤(2)中所述对每个定径头施加相应的径向进给量时，将辊轴与钢管轴线的夹角进行微调整，避免进给时辊轴之间相互干扰。
进一步地，所述定径头由与钢管轴线呈一定夹角的多个辊轴组成，其中增减所述辊轴数量可大范围的改变所述定径头直径，增减所述辊轴与钢管轴线夹角可小范围改变所述定径头直径，满足不同外径钢管的定径需求。
进一步地，所述定径头成对的对所述钢管定径；其中成对的两个所述定径头的辊轴相对于钢管轴线倾斜方向相反；所述步骤(3)中旋转所述定径头时，成对的两个所述定径头旋转方向相反，保证钢管定径时螺旋纹的产生。
进一步地，其中所述辊轴与钢管呈夹角范围为10～30°。
进一步地，所述定径头的辊轴个数为2～20。
进一步地，所述钢管包括焊接钢管和无缝钢管。
进一步地，所述钢管为焊接钢管时，所述焊接钢管完成焊接和冷却后再进行所述定径工艺。
本发明有益效果如下：
本发明提供的一种钢管旋压定径工艺适用于外径为Φ20～Φ711mm的钢管，不仅可以应用于钢管生产线的在线定径，也可以用于单只钢管的离线定径，既可以处理未经定径的钢管，也可以处理采用其他定径装置和方法后圆度等不达标的钢管；不仅能够有效改善钢管圆度，提高尺寸精度，焊管外径精度可达±0.05mm或以下，同时能够减少周向残余应力，使残余应力分布均衡，提高钢管的表面质量；与现有定径装置相比，同样规格的生产线，所需辊轴少，重量小，能耗低，造价低，占地面积小，长期运行成本降低更明显。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明钢管定径工艺示意图；
图2为本发明定径头的左视图；
其中1定径头，2辊轴，3钢管。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
本发明实施例提供一种钢管定径工艺，采用多个定径头1定径，其中所述定径头1由与钢管3呈一定夹角的辊轴2组成，其中所述夹角可在10～30°范围内调整，所述辊轴2个数为2～20；所述定径头1为快速更换件，可根据不同定径钢管的外径需求进行更换和调整，其中增减定径头的辊轴2个数可大范围改变定径头直径，增减定径头辊轴2与钢管3轴线的夹角可小范围改变定径头直径，从而满足不同外径钢管的定径需求，本发明可以满足外径Φ20～Φ711mm钢管的定径需求。
定径头1在传动机构作用下绕所述钢管3周向旋转，从而对所述钢管3产生径向旋压；同时所述定径头1在传动机构作用下产生径向进给量，使定径头1收缩，保证钢管在穿过每个定径头1时外径逐渐减小，为了避免进给时辊轴2之间相互干扰，将辊轴2与钢管3轴线的夹角进行微调整，实现钢管的最终定径。
定径头1成对的对钢管3定径，其中成对的两个定径头1与钢管3轴线的倾斜方向相反，在定径时旋转方向相反，防止钢管定径时螺旋纹的产生。
所述定径工艺按照以下步骤进行：
(1)根据所述钢管的直径和定径精度选择定径头1：根据所述钢管3外径选择直径与所述钢管外径相匹配的定径头1，根据所述钢管定径精度要求调整所述定径头数量；
(2)将定径压下量分配给每个所述定径头1，并按照压下量分配原则，对每个所述定径头1施加相应的径向进给量，使所述定径头1收缩，直径减少，保证所述定径头1按直径递减顺序排列；
(3)将所述钢管3按照步骤(2)所述递减顺序依次从所述定径头1内穿过，同时旋转所述定径头1，使所述定径头1对钢管产生径向旋压，从而完成定径。
实施例1
将经过高频焊接、冷却工序生产出的外径为Φ25.4mm、壁厚2mm、材质Q235的单只钢管定径为外径Φ25mm、精度为±0.04mm的钢管，包括以下步骤：
(1)选择与钢管3外径Φ25.4mm相匹配的定径头1，定径头1数量为2个，每个定径头的辊轴2数量为5个，定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为30°，且两个定径头辊轴与钢管轴线倾斜方向相反；
(2)将钢管定径压下量分配给两个定径头1，压下量分配原则为：第一个定径头1压下量为0.2mm，使钢管外径由Φ25.4mm变为Φ25.2mm；第二个定径头1压下量为0.2mm，使钢管外径由Φ25.2mm变为Φ25.0mm；按照压下量分配原则对定径头1施加径向进给量，使定径头1按照直径递减顺序排列，然后将辊轴2与钢管3轴线夹角进行微调整，以避免进给时辊轴2之间相互干扰，调整后辊轴2与钢管3轴线夹角分别为：第一定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为30°，第二个定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为31°。
(3)旋转定径头1，保证两个定径头1旋转方向相反，将钢管3穿过第一个定径头1，使钢管3外径由Φ25.4mm变为Φ25.2mm，然后穿过第二个定径头1，使钢管3外径由Φ25.2mm变为Φ25.0mm，完成定径后下线进入下道工序。
定径头钢管外径尺寸、精度和圆度均达标。
实施例2
将经过无缝钢管机生产出的外径为Φ115.2mm、壁厚5mm、材质Q345的单只钢管定径为外径Φ114mm、精度为±0.05mm的钢管，包括以下步骤：
(1)选择与钢管外径Φ115.2mm相匹配的定径头1，定径头1数量为2个，每个定径头的辊轴2数量为10个，定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为25°，且两个定径头辊轴与钢管轴线倾斜方向相反；
(2)将钢管定径压下量分配给两个定径头1，压下量分配原则为：第一个定径头1压下量为0.6mm，使钢管外径由Φ115.2mm变为Φ114.6mm；第二个定径头1压下量为0.6mm，使钢管外径由Φ114.6mm变为Φ114.0mm；按照压下量分配原则对定径头1施加径向进给量，使定径头1按照直径递减顺序排列，然后将辊轴2与钢管3轴线夹角进行微调整，以避免进给时辊轴2之间相互干扰，调整后辊轴2与钢管3轴线夹角分别为：第一定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为25°，第二个定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为26°。
(3)旋转定径头1，保证两个定径头1旋转方向相反，将钢管3穿过第一个定径头1，使钢管3外径由Φ115.2mm变为Φ114.6mm，然后穿过第二个定径1头，使钢管3外径由Φ114.6mm变为Φ114.0mm，完成定径后下线进入下道工序。
定径头钢管外径尺寸、精度和圆度均达标。
实施例3
将经过钨极氩弧焊、冷却工序生产出的外径为Φ348mm、壁厚为15mm、材质为304的不锈钢连续钢管定径为外径Φ340mm、精度为±0.04mm的钢管，包括以下步骤：
(1)选择与钢管外径Φ348mm相匹配的定径头1，定径头1数量为4个，每个定径头的辊轴2数量为15个，定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为20°，且每相邻两个定径头辊轴与钢管轴线倾斜方向相反；
(2)将钢管定径压下量分配给四个定径头1，压下量分配原则为：第一个定径头1压下量为2mm，使钢管外径由Φ348mm变为Φ346mm；第二个定径头1压下量为2mm，使钢管外径由Φ346mm变为Φ344mm；第三个定径头1压下量为2mm，使钢管外径由Φ344mm变为Φ342mm；第四个定径头1压下量为2mm，使钢管外径由Φ342mm变为Φ340mm；按照压下量分配原则对定径头1施加径向进给量，使定径头1按照直径递减顺序排列，然后将辊轴2与钢管3轴线夹角进行微调整，以避免进给时辊轴2之间相互干扰，调整后辊轴2与钢管3轴线夹角分别为：第一定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为20°，第二个定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为21°，第三个定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为22°，第四个定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为23°。
(3)旋转定径头1，保证每相邻两个定径头1旋转方向相反，将钢管3穿过第一个定径头1，使钢管外3径由Φ348mm变为Φ346mm，然后穿过第二个定径头1，使钢管3外径由Φ346mm变为Φ344mm，然后穿过第三个定径头1，使钢管3外径由Φ344mm变为Φ342mm，然后穿过第四个定径头1，使钢管3外径由Φ342mm变为Φ340mm，完成定径后下线进入下道工序。
定径头钢管外径尺寸、精度和圆度均达标。
实施例4
将经过高频焊接、冷却工序生产出的外径为Φ721mm、壁厚为18mm、材质为X70的连续钢管定径为外径Φ711mm、精度为±0.05mm的钢管，包括以下步骤：
(1)选择与钢管外径Φ721mm相匹配的定径头1，定径头1数量为4个，每个定径头的辊轴2数量为20个，定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为15°，且每相邻两个定径头辊轴2与钢管3轴线倾斜方向相反；
(2)将钢管定径压下量分配给四个定径头1，压下量分配原则为：第一个定径头1压下量为2.5mm，使钢管外径由Φ721mm变为Φ718.5mm；第二个定径头1压下量为2.5mm，使钢管外径由Φ718.5mm变为Φ716mm；第三个定径头1压下量为2.5mm，使钢管外径由Φ716mm变为Φ713.5mm；第四个定径头1压下量为2.5mm，使钢管外径由Φ713.5mm变为Φ711mm；按照压下量分配原则对定径头1施加径向进给量，使定径头1按照直径递减顺序排列，然后将辊轴2与钢管3轴线夹角进行微调整，以避免进给时辊轴2之间相互干扰，调整后辊轴2与钢管3轴线夹角分别为：第一定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为15°，第二个定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为16°，第三个定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为17°，第四个定径头辊轴2与钢管3轴线夹角为18°。
(3)旋转定径头1，保证每相邻两个定径头1旋转方向相反，将钢管3穿过第一个定径头1，使钢管3外径由Φ721mm变为Φ718.5mm，然后穿过第二个定径头1，使钢管3外径由Φ718.5mm变为Φ716mm，然后穿过第三个定径头1，使钢管3外径由Φ716mm变为Φ713.5mm，然后穿过第四个定径头1，使钢管3外径由Φ713.5mm变为Φ711mm，完成定径后下线进入下道工序。
定径头钢管外径尺寸、精度和圆度均达标。
综上所述，本发明实施例提供了一种钢管定径工艺，通过调整定径头中辊轴个数、辊轴与钢管的夹角和定径头的个数可以满足不同钢管对外径尺寸、定径精度的要求，满足外径为Φ20～Φ711mm、精度达±0.05mm或以下的钢管定径要求；使用方便，不仅适用于钢管生产线的在线定径，也可以用于单只钢管的离线定径，既可以处理未经定径的钢管，也可以处理采用其他定径装置和方法后圆度等不达标的钢管；定径后的钢管周向残余应力减少，分布更佳均匀，表面质量明显提高，同时具有降低能耗和成本，减少占地面积等优点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种钢管定径工艺，其特征在于，采用多个定径头定径，具体包括以下步骤：
(1)根据所述钢管的直径和定径精度选择定径头：根据所述钢管外径选择直径与所述钢管外径相匹配的定径头，根据所述钢管定径精度要求调整所述定径头数量；
(2)将定径压下量分配给每个所述定径头，并按照压下量分配原则，对每个所述定径头施加相应的径向进给量，使所述定径头收缩，直径减少，保证所述定径头按直径递减顺序排列；
(3)将所述钢管按照步骤(2)所述递减顺序依次从所述定径头内穿过，同时旋转所述定径头，使所述定径头对钢管产生径向旋压，从而完成定径。
2.根据权利要求1所述钢管定径工艺，其特征在于，步骤(2)中所述对每个定径头施加相应的径向进给量时，将辊轴与钢管轴线的夹角进行微调整，避免进给时辊轴之间相互干扰。
3.根据权利要求1所述钢管定径工艺，其特征在于，所述定径头由与钢管轴线呈一定夹角的多个辊轴组成，其中增减所述辊轴数量可大范围的改变所述定径头直径，增减所述辊轴与钢管轴线夹角可小范围改变所述定径头直径，满足不同外径钢管的定径需求。
4.根据权利要求3所述钢管定径工艺，其特征在于，所述定径头成对的对所述钢管定径；其中成对的两个所述定径头的辊轴相对于钢管轴线倾斜方向相反；所述步骤(3)中旋转所述定径头时，成对的两个所述定径头旋转方向相反。
5.根据权利要求3所述钢管定径工艺，其特征在于，其中所述辊轴与钢管呈夹角范围为10～30°。
6.根据权利要求3所述钢管定径工艺，其特征在于，所述定径头的辊轴个数为2～20。
7.根据权利要求1所述钢管定径工艺，其特征在于，所述钢管包括焊接钢管和无缝钢管。
8.根据权利要求7所述钢管定径工艺，其特征在于，所述钢管为焊接钢管时，所述焊接钢管完成焊接和冷却后再进行所述定径工艺。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160525 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |