CN117655110A - 提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法。该方法包括：根据目标成型毛管的品种规格，获取历史优化穿孔三元数据组合；以历史优化穿孔三元数据组合为基础来构建实际应用穿孔三元数据组合；管坯进入穿孔机中进行穿孔，在穿孔过程中，根据实际应用穿孔三元数据组合来动态调整穿孔机的辊缝和顶头前伸量；在穿孔过程中，检测得出穿孔后的毛管的实际壁厚数据；以穿孔后的毛管的实际壁厚数据为修正依据，对与毛管的品种规格对应的历史优化穿孔三元数据组合进行优化修正。本发明的毛管穿孔控制方法实现了穿孔机穿孔过程中动态调整控制毛管壁厚，从而使穿孔后的毛管的壁厚在纵向上能够均匀一致，提升最终成品无缝钢管的壁厚均匀性。

Description

提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法

技术领域

本发明涉及一种无缝钢管生产穿孔控制技术，尤其涉及一种提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法。

背景技术

在目前的无缝钢管生产工艺流程中，穿孔机将实心管坯穿制成空心毛管，这是应用最为广泛的毛管成型方式。二辊斜轧穿孔机是目前较为成熟的穿孔机，这种穿孔机具有一对穿孔辊和一个顶头，毛管的最终成型主要是通过调整穿孔辊辊缝和顶头前伸量来实现的。

现有技术的工艺流程中，穿孔机辊缝和顶头前伸量的调整是在实施穿孔前预先进行的，在穿孔过程中是不进行调整的。而日常生产中，经过穿孔的毛管，其平均壁厚沿纵向差值较大，管头最厚，管体次之，管尾最薄，壁厚差值可达到0.3～2mm，从而给下游机组和成品无缝钢管的壁厚和质量带来了不利影响，容易产生管头壁厚偏厚、管尾壁厚偏薄的问题，还容易产生下游机组轧卡故障、拉凹和孔洞等质量缺陷。

以下是检索到的本领域的相关专利：

中国专利(CN109092900A)公开了一种提高中厚壁管壁厚精度的工艺，包括铸钢管、穿孔机修正、冷定心机打孔检测、修改系数、中心线调整等步骤。该发明通过顶头技改和定心孔的制度规范和定径机张力系数的优化，使得φ273×6～35mm的中厚壁管的成材率。该专利技术方案中没有提到辊缝和顶头位置在负载情况下的动态调整。

中国专利(CN110711779A)公开了一种无缝钢管壁厚的控制方法，包括以管胚准备、环形炉加热、穿孔机穿孔、轧管机、再加热炉、定减径机组、冷却等步骤，并通过加热温度、穿孔顶杆外径、辊距、导距、再加热炉温度、电机转速的限定提高壁厚均匀性。该专利技术方案中没有提到辊缝和顶头位置在负载情况下的动态调整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法，该毛管穿孔控制方法可以实现穿孔机穿孔过程中动态调整控制毛管壁厚，从而使穿孔后的毛管的壁厚在纵向上能够均匀一致。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法，包括：

S1，在对管坯进行穿孔前，根据目标成型毛管的品种规格，获取与所述品种规格对应的历史优化穿孔三元数据组合；

所述历史优化穿孔三元数据组合是穿孔三元数据组合的数据结构；

所述穿孔三元数据组合由n个三元数据节点排列组合构成，所述三元数据节点包括穿孔三元数据，所述穿孔三元数据为长度点位、辊缝调节量和顶头前伸量调节量，所述n为自然数；

S2，以所述历史优化穿孔三元数据组合为基础来构建实际应用穿孔三元数据组合；

S3，管坯进入穿孔机中进行穿孔，在穿孔过程中，根据所述实际应用穿孔三元数据组合来动态调整穿孔机的辊缝和顶头前伸量；

S4，在穿孔过程中，检测得出穿孔后的毛管的实际壁厚数据；

S5，以穿孔后的毛管的实际壁厚数据为修正依据，对与所述毛管的品种规格对应的历史优化穿孔三元数据组合进行优化修正。

进一步地，所构建的实际应用穿孔三元数据组合中排序靠前的三元数据节点采用历史优化穿孔三元数据组合中排序靠前的三元数据节点，实际应用穿孔三元数据组合中排序靠后的三元数据节点采用历史优化穿孔三元数据组合中排序靠后的三元数据节点。

进一步地，所述实际应用穿孔三元数据组合按照预设的三元数据构建策略来构建，所述三元数据构建策略包括：

S21，预先估算出目标成型毛管的穿孔后总长度；

S22，将估算得出的目标成型毛管的穿孔后总长度除以调整周期长度，得出的数值为节点构建数；

S23，比较节点构建数与历史优化穿孔三元数据组合的节点数，将比较得出的数量差的绝对值作为节点变动数量；

S24，若节点构建数等于历史优化穿孔三元数据组合的节点数，则采用历史优化穿孔三元数据组合作为实际应用穿孔三元数据组合；

S25，若节点构建数大于历史优化穿孔三元数据组合的节点数，则，以历史优化穿孔三元数据组合为基础构建一个新的穿孔三元数据组合，并按照节点变动数量，在新的穿孔三元数据组合的节点排序中点处增加三元数据节点，增加的三元数据节点为历史优化穿孔三元数据组合的节点排序中点处的三元数据节点的复制，然后，对新的穿孔三元数据组合中所有的三元数据节点的长度点位进行适应排序调整，最后，将新构建的穿孔三元数据组合作为实际应用穿孔三元数据组合；

S26，若节点构建数小于历史优化穿孔三元数据组合的节点数，则，以历史优化穿孔三元数据组合为基础构建一个新的穿孔三元数据组合，并按照节点变动数量，将新的穿孔三元数据组合中的排序中间的三元数据节点删除，然后，对新的穿孔三元数据组合中所有的三元数据节点的长度点位进行适应排序调整，最后，将新构建的穿孔三元数据组合作为实际应用穿孔三元数据组合。

进一步地，所述S2还包括：在完成构建实际应用穿孔三元数据组合之后，将该实际应用穿孔三元数据组合作为新的历史优化穿孔三元数据组合来替换与所述品种规格的毛管对应的历史优化穿孔三元数据组合。

进一步地，所述S4包括：

S41，在穿孔过程中，当穿孔后的毛管出穿孔机出口时，实际检测毛管的每一次动态调整后周向壁厚数据，并计算得出每一次动态调整后壁厚均值；

S42，待穿孔完成后，将所有得到的一次动态调整后壁厚均值按照检测先后的顺序排列组合成一个有序的数据集合，该数据集合为毛管的实际壁厚均值数据集合。

进一步地，所述S5还包括：对于历史优化穿孔三元数据组合所进行的优化修正是按照预设的三元数据修正策略来进行的，所述三元数据修正策略包括：

对于历史优化穿孔三元数据组合中的每一个三元数据节点，确定出辊缝修正量和顶头前伸量修正量，然后，用辊缝修正量对三元数据节点中的辊缝调节量进行修正，用顶头前伸量修正量对三元数据节点中的顶头前伸量调节量进行修正；

所述辊缝修正量根据公式来计算确定，式中，ΔE为辊缝修正量，α₂为穿孔机穿孔辊入口锥面角角度，ΔS为实际壁厚与目标偏差值，α_lgt2为顶头碾轧锥角角度；

所述顶头前伸量修正量根据公式ΔR＝0.5×ΔE/tan(α₂)来计算确定，式中，ΔR为顶头前伸量修正量，α₂为穿孔机穿孔辊入口锥面角角度，ΔE为辊缝修正量。

进一步地，在所述S41中，所述实际检测毛管的每一次动态调整后周向壁厚数据是通过在线壁厚检测装置来实施的；

所述在线壁厚检测装置是穿孔机出口处设置的一个能够无接触地测量毛管壁厚的装置，该在线壁厚检测装置具有若干个无接触测厚探头，所述若干个测厚探头围绕毛管周向均匀布置。

在本发明的毛管穿孔控制方法中，在管坯进入穿孔机中进行穿孔过程中，根据实际应用穿孔三元数据组合来动态调整穿孔机的辊缝和顶头前伸量的调节量，从而能够在穿孔过程中动态调整控制毛管的壁厚，使穿孔后的毛管的壁厚在纵向上能够均匀一致。在穿孔过程中动态调整穿孔机辊缝和顶头前伸量时，辊缝和顶头前伸量两者的调整量按照2tan(α₂):1的调整比例来进行调整，这样一来，使得穿孔过程中辊缝和顶头位置能够互相匹配，从而避免穿孔后毛管出现内折迭缺陷，保证毛管内表面质量，并且保障了穿孔过程稳定。在生产数据库中预先存储针对各种品种规格毛管的历史优化穿孔三元数据组合，在进行穿孔前提取历史优化穿孔三元数据组合并构建实际应用穿孔三元数据组合，然后再根据实际应用穿孔三元数据组合来动态调整辊缝和顶头前伸量，这样的做法有利于在穿孔前就将辊缝和顶头前伸量调整到与毛管品种规格相适应的调节量上，避免换规格开轧壁厚偏差大的情况，从而能够更好地控制毛管的壁厚。

本发明的毛管穿孔控制方法相对现有技术，其有益效果在于：在管坯进入穿孔机中进行穿孔过程中动态调整控制毛管的壁厚，使穿孔后的毛管的壁厚在纵向上能够均匀一致，从而有利于后序的无缝钢管生产工艺，提升最终成品无缝钢管的壁厚均匀性，进而提升成品无缝钢管的质量水平。

附图说明

图1为本发明的提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

本实施方式提供了一种提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法，该毛管穿孔控制方法实现了穿孔机穿孔过程中动态调整控制毛管壁厚，从而使穿孔后的毛管的壁厚在纵向上能够均匀一致。

在具体说明本实施方式的毛管穿孔控制方法前，先对本实施方式所涉及的一些概念作出如下说明：

本实施方式所涉及的穿孔机为二辊斜轧穿孔机，这是一种现有技术的穿孔机型，其具有一对穿孔辊和一个顶头，其中，穿孔辊辊缝的调整动作以及顶头前伸的调整动作均采用液压驱动机构来驱动实施。

需要说明的是，本文中所提及的辊缝均是指穿孔机的穿孔辊的辊缝。

需要说明的是，本文中所提及的穿孔是指穿孔机对实心管坯进行穿孔的作业。

为了实现本实施方式的毛管穿孔控制方法，在本实施方式中创设了一种全新的数据结构，该数据结构称其为“穿孔三元数据组合”，该穿孔三元数据组合由n个数据节点排列组合构成，穿孔三元数据组合中的数据节点称其为“三元数据节点”，每个三元数据节点中包括有三个数据，这三个数据称为“穿孔三元数据”。所述n为自然数。所述穿孔三元数据组合在计算机中可以以二维数组的形式来存储。

所述穿孔三元数据为“长度点位、辊缝调节量和顶头前伸量调节量”这三个数据，其中，所述长度点位表示的是，在穿孔过程中，已经穿孔成型的毛管上的长度位置；所述辊缝调节量表示的是穿孔机调节辊缝的量值；所述顶头前伸量调节量表示的是穿孔机调节顶头前伸的量值。

所述穿孔三元数据的意义在于，在穿孔过程中，当已经穿孔成型的毛管长度达到长度点位时，控制穿孔机根据所述辊缝调节量和顶头前伸量调节量来调整辊缝和顶头前伸量。

所述穿孔三元数据组合的意义在于，在穿孔过程中，根据穿孔三元数据组合来控制穿孔机动态调整辊缝和顶头前伸量。具体来说，该穿孔三元数据组合是针对穿孔获得一根毛管而设置的，在穿孔过程中，当“已经穿孔成型的毛管长度”达到“穿孔三元数据组合中第1个三元数据节点中的长度点位”时，则控制穿孔机根据该第1个三元数据节点中的辊缝调节量和顶头前伸量调节量来调整辊缝和顶头前伸量，当“已经穿孔成型的毛管长度”达到“穿孔三元数据组合中第2个三元数据节点中的长度点位”时，则控制穿孔机根据该第2个三元数据节点中的辊缝调节量和顶头前伸量调节量来调整辊缝和顶头前伸量，……，以此类推，直到“已经穿孔成型的毛管长度”达到“穿孔三元数据组合中最后一个三元数据节点中的长度点位”时，控制穿孔机根据最后一个三元数据节点中的辊缝调节量和顶头前伸量调节量来调整辊缝和顶头前伸量，从而完成“根据穿孔三元数据组合来控制穿孔机动态调整辊缝和顶头前伸量”的全部过程。

需要说明的是，穿孔三元数据组合中所有相邻的两个三元数据节点的长度点位的差值均为预先设定的一个固定长度数值，该长度数值称其为“调整周期长度”。因此，之前所述的“根据穿孔三元数据组合来控制穿孔机动态调整辊缝和顶头前伸量”可以理解为，在穿孔过程中，穿孔成型的毛管长度每增加一个调整周期长度就周期性地控制穿孔机调整一次辊缝和顶头前伸量。

以下通过举例来解释“根据穿孔三元数据组合来控制穿孔机动态调整辊缝和顶头前伸量”的过程：

例如，穿孔三元数据组合中有1000个三元数据节点，调整周期长度预先设置为10mm，穿孔三元数据组合中第1、2、3、……、999、1000个三元数据节点的穿孔三元数据分别为(10mm,153.2mm,85mm)、(20mm,153.15mm,84.7mm)、(30mm,153.11mm,84.5mm)、……、(9990mm,152.1mm,82.1mm)、(10000mm,152.05mm,82.14mm)，其中，穿孔三元数据的顺序为(长度点位,辊缝调节量,顶头前伸量调节量)。在穿孔过程中，当毛管长度达到10mm时，则控制穿孔机根据第1个三元数据节点来将辊缝和顶头前伸量调整为153.2mm和85mm，当毛管长度达到20mm时，则控制穿孔机根据第2个三元数据节点来将辊缝和顶头前伸量调整为153.15mm和84.7mm，当毛管长度达到30mm时，则控制穿孔机根据第3个三元数据节点来将辊缝和顶头前伸量调整为153.11mm和84.5mm，……，当毛管长度达到9990mm时，则控制穿孔机根据第999个三元数据节点来将辊缝和顶头前伸量调整为152.1mm和82.1mm，当毛管长度达到10000mm时，则控制穿孔机根据第1000个三元数据节点来将辊缝和顶头前伸量调整为152.05mm和82.14mm，从而完成“根据穿孔三元数据组合来控制穿孔机动态调整辊缝和顶头前伸量”的全部过程。

需要说明的是，后文中所提及的“历史优化穿孔三元数据组合”、“实际应用穿孔三元数据组合”，等等，均是穿孔三元数据组合的数据结构。

以上为本实施方式所涉及的一些概念的说明。

参见图1，本实施方式的毛管穿孔控制方法包括如下步骤S1至S5。

S1，在对管坯进行穿孔前，根据目标成型毛管的品种规格，从生产数据库中提取与所述品种规格对应的“历史优化穿孔三元数据组合”(以“品种规格”为关键字进行检索)。

这里所述的品种规格主要是指毛管的材质、直径和壁厚尺寸规格。

所述目标成型毛管是指当前将要穿孔成型的毛管。

所述目标成型毛管的品种规格是生产过程控制计算机通过网络从生产调度系统中获取的。

所述生产数据库是专用于存储记录现场生产数据的数据库系统，其中存储有对应各种品种规格毛管的历史优化穿孔三元数据组合，该历史优化穿孔三元数据组合是穿孔三元数据组合的数据结构。

所述历史优化穿孔三元数据组合是指，基于历史生产数据修正得到的穿孔三元数据组合，具体修正方式可参见后文中的步骤S5中的说明。需要说明的是，所述历史优化穿孔三元数据组合是按照不同品种规格的毛管来分别设置的，即，对应每一种品种规格的毛管均设置有相应的历史优化穿孔三元数据组合。

S2，以所述历史优化穿孔三元数据组合为基础，在该基础上按照预先设计好的三元数据构建策略来构建一个全新的穿孔三元数据组合，该全新的穿孔三元数据组合称其为“实际应用穿孔三元数据组合”。

所述实际应用穿孔三元数据组合是穿孔三元数据组合的数据结构。

在所述三元数据构建策略的引导下，实际应用穿孔三元数据组合中排序靠前的三元数据节点采用的是历史优化穿孔三元数据组合中排序靠前的三元数据节点，实际应用穿孔三元数据组合中排序靠后的三元数据节点采用的是历史优化穿孔三元数据组合中排序靠后的三元数据节点，这样一来，就可以尽量依据历史优化穿孔三元数据组合来控制毛管头部和尾部的壁厚，以减少穿孔后毛管的头尾部壁厚偏差。

所述三元数据构建策略包括如下步骤S21至S26。

S21，预先估算出目标成型毛管的穿孔后总长度。

需要说明的是，估算目标成型毛管的穿孔后总长度，这是现有技术，估算的具体方式是本领域技术人员均知晓的常识。

S22，将估算得出的目标成型毛管的穿孔后总长度除以调整周期长度，得出的数值即为所要构建的实际应用穿孔三元数据组合中所需的三元数据节点的数量，该数量称其为“节点构建数”。

需要说明的是，这里所做的除法为整除除法，最后得到的节点构建数为一个整数。

S23，比较节点构建数与历史优化穿孔三元数据组合的节点数，并得出两者的数量差，该数量差的绝对值称其为节点变动数量。

需要说明的是，这里所述的节点数是指历史优化穿孔三元数据组合中三元数据节点的数量。

S24，若节点构建数等于历史优化穿孔三元数据组合的节点数，则直接将历史优化穿孔三元数据组合作为实际应用穿孔三元数据组合。

S25，若节点构建数大于历史优化穿孔三元数据组合的节点数，则，以历史优化穿孔三元数据组合为基础构建一个新的穿孔三元数据组合，并按照节点变动数量，在新的穿孔三元数据组合的节点排序中点处增加节点变动数量的三元数据节点，增加的三元数据节点为“历史优化穿孔三元数据组合的节点排序中点处的三元数据节点的复制”，然后，对新的穿孔三元数据组合中所有的三元数据节点的长度点位进行适应排序调整，最后，将新构建的穿孔三元数据组合作为实际应用穿孔三元数据组合。

S26，若节点构建数小于历史优化穿孔三元数据组合的节点数，则，以历史优化穿孔三元数据组合为基础构建一个新的穿孔三元数据组合，并按照节点变动数量，将新的穿孔三元数据组合中的排序中间的节点变动数量的三元数据节点删除，然后，对新的穿孔三元数据组合中所有的三元数据节点的长度点位进行适应排序调整，最后，将新构建的穿孔三元数据组合作为实际应用穿孔三元数据组合。

需要说明的是，所述适应排序调整是指，将三元数据节点中的长度点位设置为排序号与调整周期长度相乘后得到的数值。

此外，在完成构建实际应用穿孔三元数据组合之后，将该实际应用穿孔三元数据组合作为新的历史优化穿孔三元数据组合来替换生产数据库中原先存储的并且与所述品种规格的毛管对应的历史优化穿孔三元数据组合。

S3，管坯进入穿孔机中进行穿孔，在穿孔过程中，根据所述实际应用穿孔三元数据组合来动态调整穿孔机的辊缝以及顶头前伸量。

S4，在穿孔过程中，检测得出穿孔后的毛管的实际壁厚数据。

具体来说，该S4包括如下步骤S41至S42。

S41，在穿孔过程中，当穿孔后的毛管出穿孔机出口时，通过穿孔机出口处设置的在线壁厚检测装置来实际检测毛管的每一次动态调整后周向壁厚数据，并计算得出每一次动态调整后周向壁厚数据的平均值，该平均值称其为“一次动态调整后壁厚均值”。

S42，待穿孔全部完成后，将所有得到的一次动态调整后壁厚均值按照检测先后的顺序排列组合成一个有序的数据集合，该数据集合称其为毛管的实际壁厚均值数据集合。

所述一次动态调整是指，根据实际应用穿孔三元数据组合中的一个三元数据节点的穿孔三元数据来对穿孔机的辊缝以及顶头前伸量进行的一次调整。

这里所述的“一次动态调整后周向壁厚数据”是指，在“根据实际应用穿孔三元数据组合来动态调整穿孔机的辊缝以及顶头前伸量”一次之后穿孔得到的毛管的一个截面处的周向壁厚数据。也就是说，在穿孔过程中，每当穿孔机动态调整一次辊缝和顶头前伸量，在线壁厚检测装置就对该次动态调整辊缝和顶头前伸量后穿孔得到的毛管的一个截面位置检测一次周向壁厚数据。

所述在线壁厚检测装置是穿孔机出口处设置的一个能够无接触地测量毛管壁厚的装置，该在线壁厚检测装置具有若干个无接触测厚探头，通常为2～13个测厚探头，这若干个测厚探头围绕毛管周向均匀布置，从而能够对毛管的同一截面位置处的壁厚进行检测。

需要说明的是，本文中所有提及的“实际壁厚均值数据集合中一次动态调整后壁厚均值”与“穿孔三元数据组合中的三元数据节点”之间的对应，均是指排序号的对应，比如，“实际壁厚均值数据集合中排序第1的一次动态调整后壁厚均值”对应“穿孔三元数据组合中排序第1的三元数据节点”，“实际壁厚均值数据集合中排序第2的一次动态调整后壁厚均值”对应“穿孔三元数据组合中排序第2的三元数据节点”，等等，以此类推，这样的对应关系称为排序对应关系。

S5，以穿孔后的毛管的实际壁厚数据为修正依据，对生产数据库中存储的，与所述毛管的品种规格对应的，历史优化穿孔三元数据组合进行优化修正。

具体来说，这里作为修正依据的实际壁厚数据采用的是所述实际壁厚均值数据集合，而对于历史优化穿孔三元数据组合所进行的优化修正是按照预先设定的修正策略来进行的，这里所述的修正策略称其为“三元数据修正策略”。

所述三元数据修正策略包括：

对于历史优化穿孔三元数据组合中的每一个三元数据节点，确定出针对该三元数据节点的辊缝修正量和顶头前伸量修正量，然后，用辊缝修正量对三元数据节点中的辊缝调节量进行修正，用顶头前伸量修正量对三元数据节点中的顶头前伸量调节量进行修正。

辊缝修正量用ΔE表示，顶头前伸量修正量用ΔR表示。

所述辊缝修正量ΔE根据公式来计算确定，式中，ΔE为辊缝修正量，α₂为穿孔机穿孔辊入口锥面角角度，ΔS为实际壁厚与目标偏差值，α_lgt2为顶头碾轧锥角角度。

需要说明的是，若穿孔机入口仅有一段入口锥，所述穿孔机穿孔辊入口锥面角α₂为一段锥面角，若穿孔机入口有两段入口锥，所述穿孔机穿孔辊入口锥面角α₂为二段锥面角，该入口锥面角α₂的取值范围为1.3～5°；所述实际壁厚与目标偏差值ΔS采用的是，“实际壁厚均值数据集合中与三元数据节点排序对应的一次动态调整后周向壁厚数据”减“当前穿孔后毛管的品种规格所对应的目标壁厚”的差值。

所述顶头前伸量修正量ΔR根据公式ΔR＝0.5×ΔE/tan(α₂)来计算确定，式中，ΔR为顶头前伸量修正量，α₂为穿孔机穿孔辊入口锥面角角度，ΔE为辊缝修正量。

顶头前伸量修正量计算公式的意义在于，穿孔机辊缝和顶头前伸量两者的调整量数值按照2tan(α₂):1的调整比例来进行调整，这样一来，使得穿孔过程中辊缝和顶头位置能够互相匹配，从而避免穿孔后毛管出现内折迭缺陷，保证毛管内表面质量，并且保障了穿孔过程稳定，避免卡钢。

需要说明的是，这里所说的“修正”，其实质就是将修正量与修正对象数值进行相加，然后用相加得到的数值来替换修正对象数值。具体到本实施方式中，用辊缝修正量ΔE对三元数据节点中的辊缝调节量进行修正，其实质就是将辊缝修正量ΔE与三元数据节点中的辊缝调节量数值进行相加，然后用相加得到的数值来替换三元数据节点中的辊缝调节量数值。用顶头前伸量修正量ΔR对三元数据节点中的顶头前伸量调节量进行修正，其实质就是将顶头前伸量修正量ΔR与三元数据节点中的顶头前伸量调节量数值进行相加，然后用相加得到的数值来替换三元数据节点中的顶头前伸量调节量数值。

需要说明的是，本实施方式的毛管穿孔控制方法是以程序形式设置在生产过程控制计算机中，在动态调整穿孔机的辊缝和顶头前伸量的调节量的过程中，通过生产过程控制计算机执行程序来实现本实施方式的毛管穿孔控制方法。

在本实施方式的毛管穿孔控制方法中，在管坯进入穿孔机中进行穿孔过程中，根据实际应用穿孔三元数据组合来动态调整穿孔机的辊缝和顶头前伸量的调节量，从而能够在穿孔过程中动态调整控制毛管的壁厚，使穿孔后的毛管的壁厚在纵向上能够均匀一致，从而有利于后序的无缝钢管生产工艺，提升最终成品无缝钢管的壁厚均匀性，进而提升成品无缝钢管的质量水平。

在本实施方式的毛管穿孔控制方法中，在穿孔过程中动态调整穿孔机辊缝和顶头前伸量时，辊缝和顶头前伸量两者的调整量按照2tan(α₂):1的调整比例来进行调整，这样一来，使得穿孔过程中辊缝和顶头位置能够互相匹配，从而避免穿孔后毛管出现内折迭缺陷，保证毛管内表面质量，并且保障了穿孔过程稳定，避免卡钢。

在本实施方式的毛管穿孔控制方法中，在穿孔过程中，当穿孔后的毛管出穿孔机出口时，采用在线壁厚检测装置来实际检测毛管的壁厚数据，从而实现了毛管壁厚的实时反馈，有利于后续毛管壁厚的控制。

在本实施方式的毛管穿孔控制方法中，在生产数据库中预先存储针对各种品种规格毛管的历史优化穿孔三元数据组合，在进行穿孔前提取历史优化穿孔三元数据组合并构建实际应用穿孔三元数据组合，然后再根据实际应用穿孔三元数据组合来动态调整辊缝和顶头前伸量，这样的做法有利于在穿孔前就将辊缝和顶头前伸量调整到与毛管品种规格相适应的调节量上，避免换规格开轧壁厚偏差大的情况，从而能够更好地控制毛管的壁厚。

此外，在对历史优化穿孔三元数据组合进行优化修正时，采用公式计算的方式来确定修正量，这样做有利于实现自动化调整。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法，其特征在于：包括：

S1，在对管坯进行穿孔前，根据目标成型毛管的品种规格，获取与所述品种规格对应的历史优化穿孔三元数据组合；

所述历史优化穿孔三元数据组合是穿孔三元数据组合的数据结构；

所述穿孔三元数据组合由n个三元数据节点排列组合构成，所述三元数据节点包括穿孔三元数据，所述穿孔三元数据为长度点位、辊缝调节量和顶头前伸量调节量，所述n为自然数；

S2，以所述历史优化穿孔三元数据组合为基础来构建实际应用穿孔三元数据组合；

S3，管坯进入穿孔机中进行穿孔，在穿孔过程中，根据所述实际应用穿孔三元数据组合来动态调整穿孔机的辊缝和顶头前伸量；

S4，在穿孔过程中，检测得出穿孔后的毛管的实际壁厚数据；

S5，以穿孔后的毛管的实际壁厚数据为修正依据，对与所述毛管的品种规格对应的历史优化穿孔三元数据组合进行优化修正。

2.根据权利要求1所述提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法，其特征在于：所构建的实际应用穿孔三元数据组合中排序靠前的三元数据节点采用历史优化穿孔三元数据组合中排序靠前的三元数据节点，实际应用穿孔三元数据组合中排序靠后的三元数据节点采用历史优化穿孔三元数据组合中排序靠后的三元数据节点。

3.根据权利要求1所述提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法，其特征在于：所述实际应用穿孔三元数据组合按照预设的三元数据构建策略来构建，所述三元数据构建策略包括：

S21，预先估算出目标成型毛管的穿孔后总长度；

S22，将估算得出的目标成型毛管的穿孔后总长度除以调整周期长度，得出的数值为节点构建数；

S23，比较节点构建数与历史优化穿孔三元数据组合的节点数，将比较得出的数量差的绝对值作为节点变动数量；

S24，若节点构建数等于历史优化穿孔三元数据组合的节点数，则采用历史优化穿孔三元数据组合作为实际应用穿孔三元数据组合；

S25，若节点构建数大于历史优化穿孔三元数据组合的节点数，则，以历史优化穿孔三元数据组合为基础构建一个新的穿孔三元数据组合，并按照节点变动数量，在新的穿孔三元数据组合的节点排序中点处增加三元数据节点，增加的三元数据节点为历史优化穿孔三元数据组合的节点排序中点处的三元数据节点的复制，然后，对新的穿孔三元数据组合中所有的三元数据节点的长度点位进行适应排序调整，最后，将新构建的穿孔三元数据组合作为实际应用穿孔三元数据组合；

S26，若节点构建数小于历史优化穿孔三元数据组合的节点数，则，以历史优化穿孔三元数据组合为基础构建一个新的穿孔三元数据组合，并按照节点变动数量，将新的穿孔三元数据组合中的排序中间的三元数据节点删除，然后，对新的穿孔三元数据组合中所有的三元数据节点的长度点位进行适应排序调整，最后，将新构建的穿孔三元数据组合作为实际应用穿孔三元数据组合。

4.根据权利要求1所述提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法，其特征在于：所述S2还包括：在完成构建实际应用穿孔三元数据组合之后，将该实际应用穿孔三元数据组合作为新的历史优化穿孔三元数据组合来替换与所述品种规格的毛管对应的历史优化穿孔三元数据组合。

5.根据权利要求1所述提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法，其特征在于：所述S4包括：

S41，在穿孔过程中，当穿孔后的毛管出穿孔机出口时，实际检测毛管的每一次动态调整后周向壁厚数据，并计算得出每一次动态调整后壁厚均值；

S42，待穿孔完成后，将所有得到的一次动态调整后壁厚均值按照检测先后的顺序排列组合成一个有序的数据集合，该数据集合为毛管的实际壁厚均值数据集合。

6.根据权利要求5所述提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法，其特征在于：所述S5还包括：对于历史优化穿孔三元数据组合所进行的优化修正是按照预设的三元数据修正策略来进行的，所述三元数据修正策略包括：

对于历史优化穿孔三元数据组合中的每一个三元数据节点，确定出辊缝修正量和顶头前伸量修正量，然后，用辊缝修正量对三元数据节点中的辊缝调节量进行修正，用顶头前伸量修正量对三元数据节点中的顶头前伸量调节量进行修正；

所述辊缝修正量根据公式来计算确定，式中，ΔE为辊缝修正量，α₂为穿孔机穿孔辊入口锥面角角度，ΔS为实际壁厚与目标偏差值，α_lgt2为顶头碾轧锥角角度；

所述顶头前伸量修正量根据公式ΔR＝0.5×ΔE/tan(α₂)来计算确定，式中，ΔR为顶头前伸量修正量，α₂为穿孔机穿孔辊入口锥面角角度，ΔE为辊缝修正量。

7.根据权利要求5所述提高纵向壁厚均匀性的毛管穿孔控制方法，其特征在于：在所述S41中，所述实际检测毛管的每一次动态调整后周向壁厚数据是通过在线壁厚检测装置来实施的；

所述在线壁厚检测装置是穿孔机出口处设置的一个能够无接触地测量毛管壁厚的装置，该在线壁厚检测装置具有若干个无接触测厚探头，所述若干个测厚探头围绕毛管周向均匀布置。