一种轧制整体型翅片管用无缝钢管的生产工艺的制作方法

文档序号:12437121阅读:524来源:国知局

本发明涉及一种翅片管原料(基)管的生产工艺,尤其涉及到一种轧制整体型翅片管用无缝钢管的生产工艺。



背景技术:

整体型翅片管相对于目前较先进也是采用最多的换热管元件——串片式、缠绕式和缠绕焊接式等各种翅片管,在 防腐性能(Anti-corrosion)、 耐磨性能(Anti-wear) 、 低的接触热阻(lower contact resistance) 、 高的稳定性(Higher Stability) 和 防积灰能力等方面,有着显著的优越性。

现有整体型翅片管的轧制生产线中,均使用普通冷拔厚壁无缝钢管。存下面几个问题:1. 尺寸公差

满足现行国家标准的普通冷拔厚壁无缝钢管,由于尺寸公差大,特别是“偏心”指标偏差大,容易造成轧出的翅片管基管壁厚(S)尺寸周向偏差大、翅片管翅片高度(H)周向、轴向不一致等缺陷。从而导致:

1)轧制后翅片管直线度(目前无国家标准)差,且为不可逆,影响安装、制作换热器的精度;

2)加大了翅片管换热性能周向差,影响换热效能的一致性;

3)翅片管的承压能力是由最小基管壁厚(S)决定的,尺寸偏差大将减少其承压能力,安全系数降低,严重时易出现最小壁厚处泄漏、爆炸等设备、安全事故,造成巨大的损失。

2. 工艺缺陷及组织性能

由于翅片管是通过轧制挤压成型的,翅片的H/b比值大,存在着剧烈的变形,造成翅片的组织恶化趋势大,易形成非平衡组织,特别是采用中、高碳、合金钢等材质生产时,组织恶化更加严重,会影响成品翅片管的实物质量。这就要求原料无缝钢管本身要有好的组织基础和实物质量。

1)现有的冷拔生产无缝钢管方式中,为了降低成本,过多地采用了“空拔”工艺,易出现厚壁无缝钢管内壁的“裂纹”缺陷,这种缺陷即使使用涡流、超声等探伤方法也不能检出。

这种缺陷在轧制翅片管过程中进一步扩大,当成品翅片管压力试验不能检出时,造成了用这种翅片管制作的换热器存在着潜在的泄漏与爆炸的风险;

2)现行的原料无缝钢管交货方式为完全退火(≧900℃)状态,在轧制翅片管前又经过

加热到1200℃左右,重复高温加热易出现材料的晶粒粗大、组织疏松、表面脱碳等缺陷,在剧烈的挤压变形中形成翅片表面“裂纹”缺陷,而造成废品;当这种“裂纹”缺陷存在于内表面时,用这种翅片管制作的换热器存在着潜在的泄漏与爆炸的风险。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种消除厚壁管的“裂纹”、整体型翅片管质量、精度提高,组织性能稳定,制作的换热器的安全性能得以进一步提高,消除了潜在的泄漏与爆炸的隐患,延长了换热器的使用寿命周期轧制整体型翅片管用无缝钢管的生产工艺。

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种轧制整体型翅片管用无缝钢管的生产工艺,其特征在于:该生产工艺包括如下步骤:

步骤1:原料管坯基础处理;

将原料管坯采用锯床锯断,管坯长度依据成品管设定长度决定,再通过自动定心机对管坯进行冷定心处理,管坯上打出定心孔,所述定心孔直径为1/3管坯直径,定心孔长度为 10-15 mm;

步骤2:加热处理;

经过定心处理后将管坯送入连续式加热炉中加热,根据管坯规格不同设定加热温度不同,若10钢或/和20钢,加热温度设定为1220±15℃,若35钢或/和45钢或/和合金钢,加热温度设定为1200±15℃,通过实时检测装置对加热温度进行实时检测,采用闭环自动设备自动控制炉内温度,使其管坯温度均匀,所述闭环自动设备控制精度为±15 ℃;

步骤3:穿孔轧制加工;

采用穿孔机对加热后管进行穿孔加工,穿孔机轧辊向同一方向旋转,圆管坯进入轧辊后,一方面被金属与轧辊之间的摩擦力带动,作反轧辊旋转方向的旋转,管坯又沿轴向移动,呈螺旋运动状态,穿孔后制出毛管,毛管壁厚偏差≦0.3 mm;

步骤4:拔制处理;

根据钢管规格不同,钢管冷拔道次数不同,利用冷拔机将钢管以强力拉拔的方式拔成比原钢管直径小的冷拔钢管,钢管进行多次冷拔,为消除拔制应力,在冷拔道次之间设定退火工序,退火处理后,钢管通过衬芯拔制形成成品道次,在衬芯拔制中钢管成品减壁量≧0.3mm,钢管成品直径公差≦±0.1mm,壁厚公差≦±0.2mm ,壁厚周向偏差≦0.2mm;

步骤5:成品管去应力退火;

拔制到成品尺寸的钢管后,在连续式辊底炉中进行去应力退火,退火温度≦700℃,在炉时间为20-25 min;

步骤6:精整;

经去应力退火后的成品管,送入精整区,进行矫直、锯切头尾和成品检验,检验钢管尺寸规格、内外表面质量和涡流探伤,合格品入库包装。

优选地,所述原料管坯钢基材料为碳素钢、合金钢、不锈钢、有色金属材料。

优选地,步骤4中,衬芯道次数≧2,空拔道次数≦1。

与现有技术相比,本发明具有下列优点:

经过定心处理后将管坯送入连续式加热炉中加热,根据管坯规格不同设定加热温度不同,若10或/和20钢,加热温度设定为1220±15℃,若35或/和45或/和合金钢,加热温度设定为1200±15℃,通过实时检测装置对加热温度进行实时检测,采用闭环自动设备自动控制炉内温度,使其管坯温度均匀,所述闭环自动设备控制精度为±15 ℃,该穿孔工艺可以保证管坯穿出的毛管具有非常好的壁厚周向偏差精度,可以达到≦0.3mm;

利用冷拔机将钢管以强力拉拔的方式拔成比原钢管直径小的冷拔钢管,钢管进行多次冷拔,为消除拔制应力,在冷拔道次之间设定退火工序,退火处理后,钢管通过衬芯拔制形成成品道次,在衬芯拔制中钢管成品减壁量≧0.3mm,钢管成品直径公差≦±0.1mm,壁厚公差≦±0.2mm ,壁厚周向偏差≦0.2mm,该冷拔工艺可以消除厚壁管的“裂纹”缺陷;

成品道次采用低温的去应力退火,可以避免钢管重复高温加热易出现的金相组织晶粒粗大、表面脱碳等缺陷;

采用该工艺能够可以提供高精度的轧制翅片管用原料无缝钢管,壁厚偏差≦0.2 mm ;该工艺技术方案生产的无缝钢管轧制出的整体型翅片管质量、精度提高,组织性能稳定,制作的换热器的安全性能得以进一步提高,消除了潜在的泄漏与爆炸的隐患,延长了换热器的使用寿命周期。

附图说明

图1为本发明轧制整体型翅片管用无缝钢管的生产工艺的流程图。

具体实施方式

如图1所示,轧制整体型翅片管用无缝钢管的生产工艺,该生产工艺包括如下步骤:

原料管准备穿孔前管坯必须使用锯床锯断,锯断长度依据成品管工艺长度决定;锯断后的管坯,须在自动定心机(钻床)上进行冷定心,打出定心孔,所述定心孔直径为1/3管坯直径,定心孔长度为 10-15 mm;

经过定心处理后将管坯送入连续式加热炉中加热,根据管坯规格不同设定加热温度不

同,若10或/和20钢,加热温度设定为1220±15℃,若35或/和45低合金钢,加热温度设定为1200±15℃,通过实时检测装置对加热温度进行实时检测,采用闭环自动设备自动控制炉内温度,使得管坯温度均匀,所述闭环自动设备控制精度为±15 ℃;

采用穿孔机对加热后管进行穿孔加工,穿孔机轧辊向同一方向旋转,圆管坯进入轧辊后,一方面被金属与轧辊之间的摩擦力带动,作反轧辊旋转方向的旋转,管坯又沿轴向移动,呈螺旋运动状态,穿孔后制出毛管,毛管壁厚偏差≦0.3 mm,穿孔轧制工艺按轧制表选择工模具及调整,可以得到壁厚偏差≦0.3 mm的高质量毛管。

根据管规格不同,钢管冷拔道次数不同,利用冷拔机将钢管以强力拉拔的方式拔成比原钢筋直径小的冷拔钢管,钢管进行多次冷拔,用于提高钢管强度;在冷拔道次之间设定退火工序,退火处理后,钢管通过衬芯拔制形成成品道次,在衬芯拔制中钢管成品减壁量≧0.3mm,钢管成品批量生产可达精度:钢管成品直径公差≦±0.1mm,壁厚公差≦±0.2mm ,壁厚周向偏差(S1-S2)≦0.2mm,按工艺要求,合理安排冷拔道次数,道次之间安排退火工序。

去应力退火:拔制到成品尺寸的钢管后,在连续式辊底炉中进行去应力退火,退火温度≦700℃,在炉时间为20-25 min;

精整:经去应力退火后的成品管,送入精整区,进行矫直、锯切头尾和成品检验,检验钢管尺寸规格、内外表面质量和涡流探伤,合格品入库包装。

上述工艺可以提供高精度的轧制翅片管用原料无缝钢管,壁厚偏差≦0.2 mm ;可以消除厚壁管的“裂纹”缺陷;解决重复高温加热管材的金相组织晶粒粗大、表面脱碳等缺陷;该工艺技术方案生产的无缝钢管轧制出的整体型翅片管质量、精度提高,组织性能稳定,制作的换热器的安全性能得以进一步提高,消除了潜在的泄漏与爆炸的隐患,延长了换热器的使用寿命周期。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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