热轧无缝钢管减定径机防止钢管外表青线质量缺陷的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热乳无缝钢管张力减定径机孔型设计及孔型机加工技术领域，尤其是 一种热乳无缝钢管减定径机防止钢管外表青线质量缺陷的方法。
【背景技术】
[0002] 公知的：减定径机工艺原理及机架使用情况。目前热乳无缝钢管生产线最后一道 变形工序为减定径工序，其原理为：采用η (机架数η = 3~32)架减定径辊孔型串列交叉 布置（见图1)，任意第i和i+Ι架由减定径辊构成的孔型喉径相隔一个机架间离L，乳制工 序送来的热荒管5依次进入η架，就完成η个道次减（定）径变形（伴随增壁或减壁），荒 管最终变成满足用户要求尺寸的钢管。η个机架中第1架到η-2架为基础机架组2,主要完 成热荒管5减径变形，第η-I和第η架位于基础架之后为成品架，确保钢管出减定径机后其 外径精度满足钢管标准要求。一个系列的基础架可以匹配多个规格的成品架，达到节约基 础架的目的，一个外径规格的钢管对应一个合理的成品架孔型尺寸，孔型磨损量在要求范 围的基础架可以与新的（孔型未磨损）成品架在乳线同时使用。
[0003] 减定径机孔型组成及机加工方法。如图2所示，三辊减定径机孔型由三个互呈120 度布置的减定径辊3上的孔型构成，相临乳辊间存在间隙即为辊缝（即2g)，辊缝设计值一 般为0. 6mm (单边辊缝g = 0. 3mm)，每个辊上孔型曲线一般由Rl和辊缝处圆角R两段圆弧 组成，圆弧Rl由钢管外径决定，目前圆角R值缺乏理论依据计算，依靠人工经验取1. 5~ 2_。孔型工艺参数由下列任一种方式确定：
[0004] 1)同时加工任意架三个辊孔型曲线时，由任意第i架孔型高半短轴B1、孔型宽半 长轴4和辊缝圆角R i以及加工刀盘直径WD i和移距WA澤五个参数确定。三个辊上的孔型 曲线加工通过专用车床刀杆上三把刀同时进给并旋转，对三个辊同时加工出孔型圆弧Rl， 而辊缝处圆角R因圆弧方向与Rl相反，目前采用另外的圆角刀单独加工后，再手工修磨Rl 和R交界位置的方法完成。
[0005] 2)单独加工任意架某一个辊上的孔型曲线时，由任意第i架孔型高半短轴、孔 型宽半长轴4和辊缝圆角R 及圆弧Rl i、圆弧偏心值^等五个参数确定，如图2所示，其 数学关系如下：
[0006] Rli= (a X cos60° )/(aiXbi)
[0007] e;= (b J+a;2)/CaiXbi)
[0008] 第i架辊底处孔型半径方向减径量Δ ai= b i ^a1
[0009] 第i架辊缝处孔型半径方向减径量Δ b1= a i ^b1
[0010] 当δ 0时，辊缝处减径量为Δ b工
[0011] 当Ab^O时，辊缝处减径量为负数，即宽展量为-Ab113
[0012] 减定径机孔型辊缝圆角R设计及机加工要求：减定径机每个辊上的孔型一般由圆 弧Rl和辊缝处圆角R两段圆弧组成，三个辊子构成的孔型在三个辊缝处有间隙，不能形成 完全封闭的圆或椭圆孔型，部分孔型基础架不封闭辊缝处有减径量（Ab 1X))或宽展不够 (Δ 0)，以及孔型有磨损的基础架和孔型未磨损的成品架在线同时使用等多种不利于 辊缝处钢管外表质量的因素存在，要求R大小适宜且与Rl的交界处必须相切，防止R过大 或过小或R与Rl不相切或相切过渡，导致减定径时R或与Rl的交界处将热钢管外表划伤， 产生"青线"质量缺陷而超出钢管标准要求成为不合格钢管。
【发明内容】
[0013] 本发明所要解决的技术问题是提供一种热乳无缝钢管减定径机防止钢管外表青 线质量缺陷的方法；该方法能够确保减定径机高效、稳定地生产出表面无"青线"质量缺陷 且满足钢管标准要求的钢管。
[0014] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：热乳无缝钢管减定径机防止钢管外 表青线质量缺陷的方法，其特征在于包括以下步骤：
[0015] Α、根据以下公式计算减定径机孔型中的辊缝圆角半径R ;
[0016]
[0017]
[0018]
[0019]
[0020] Δ b = a2_b ;
[0021] 式中：R为辊缝圆角半径，Rl为三个辊上组成孔型的圆弧半径，b表示孔型宽半长 轴，Δ b表示辊缝处的减径量；e为孔型偏心距；g为辊缝的一半；
[0022] B、根据步骤A中计算得到的减定径机孔型中的辊缝圆角半径R，对三个减定径辊 上的辊缝圆角半径R进行加工；根据计算得到的辊缝圆角半径R制造检测样规；所述检测 样规，包括检测体；所述检测体一端设置有检测曲面以及检测基准面；所述检测曲面包括 减定径辊孔型圆弧检测曲面、辊缝圆角半径检测曲面；
[0023] 所述减定径辊孔型圆弧检测曲面与减定径辊上组成孔型的圆弧面匹配；所述辊缝 圆角半径检测曲面根据计算得到的辊缝圆角半径R设置；所述减定径辊孔型圆弧检测曲面 与辊缝圆角半径检测曲面相切，且平滑过渡；所述检测基准面与辊缝圆角半径检测曲面相 切；
[0024] C、通过检测样规对加工得到的减定径辊的辊缝圆角半径R进行检测；得到圆角半 径R的检测结果；
[0025] D、根据圆角半径R的检测结果，对减定径辊上的辊缝圆角进行处理；
[0026] 若减定径辊的辊缝圆角半径R不符合加工质量要求，则对减定径辊上的辊缝圆角 进行重新加工；重新加工完成后通过检测样规进行检测；直到减定径辊的辊缝圆角半径R 符合加工质量要求。
[0027] 进一步的，步骤B中所述检测样规的检测基准面与辊缝圆角半径检测曲面的连接 处设置有消隙凹槽。
[0028] 进一步的，步骤B中所述检测体一端设置有检测曲面；另一端设置有手柄。
[0029] 进一步的，步骤B中所述检测样规的手柄上设置有挂孔。
[0030] 进一步的，步骤C中通过检测样规对机架上减定径辊的辊缝圆角半径R进行检测 包括以下步骤：
[0031] a、将检测样规放置到需要检查的减定径辊的辊缝圆角处；
[0032] b、首先将检测基准面紧靠减定径辊上形成辊缝的面，确保检测基准面与减定径辊 上形成辊缝的面贴合；
[0033] c、保持检测基准面与减定径辊上形成辊缝的面贴合状态，将检测样规向靠近减定 径辊上孔型圆弧面的方向移动，直到不能动为止；
[0034] d、观察减定径辊孔型圆弧检测曲面是否与减定径辊上孔型的圆弧面贴合以及观 察辊缝圆角半径检测曲面是否与辊缝圆角贴合；然后用塞尺检查减定径辊孔型圆弧检测曲 面与减定径辊上孔型的圆弧面之间的间隙以及辊缝圆角半径检测曲面与辊缝圆角之间的 间隙；
[0035] e、重复步骤a-d逐一检查机架上三个减定径辊孔型上其它的辊缝圆角半径R，直 到所有辊缝圆角半径R检测完成。
[0036] 进一步的，步骤D中根据检测圆角半径R的结果，对减定径辊上的辊缝圆角采用以 下方式进行处理：
[0037] 1)辊缝圆角半径R过小：
[0038] 当减定径辊孔型圆弧检测曲面与减定径辊上孔型的圆弧面之间的间隙超过 0.1 mm ;则用圆角加工刀对辊缝圆角半径R进行再加工；直到减定径辊孔型圆弧检测曲面与 减定径辊上孔型的圆弧面之间的间隙< 〇. Imm ;
[0039] 2)辊缝圆角半径R过大：
[0040] 当辊缝圆角半径检测曲面与辊缝圆角之间的间隙超过0.1 mm ;则换取大一个规格 的检测样规对辊缝圆角半径R进行检测，直到间隙不超过〇. Imm合格，若出现辊缝圆角半径 R过小的情况；然后按照1)辊缝圆角半径R过小的处理方式进行处理。
[0041] 本发明的有益效果是：本发明所述的热乳无缝钢管减定径机防止钢管外表青线质 量缺陷的方法，在步骤A中建立了减定径机孔型设计辊缝圆角半径R与孔型宽半长轴b之 间定量的数学函数关系及计算方法，从孔型设计上可有效避免生产中辊缝圆角R处钢管外 表产生"青线"质量缺陷；同时根据计算公式明确了辊缝圆角R与辊缝处减径量Ab、机架装 配辊缝g值之间的变化规律，为减定径机孔型设计提供指导，避免传统方法中R采用经验值 造成辊缝圆角半径R过小或过大等异常情况出现，使得辊缝园角半径R设计大小值与辊缝 处热钢管的减径量Ab匹配。同时在步骤B中根据计算得到的辊缝圆角半径R制造了辊缝 圆角半径R加工质量检测样规，在步骤C中用该检测样规对辊缝圆角半径R加工质量进行 直观、可靠地检查和准确地检测，避免了人工肉眼检查标准不一致或两圆弧不相切，导致生 产中缝圆角R处钢管外表面"青线"质量缺陷频繁发生的情况出现。在步骤D中根据检测 结果对辊缝圆角进行处理最终使得辊缝圆角半径R符合加工质量要求，避免生产中辊缝圆 角R处钢管外表产生"青线"质量缺陷。
[0042] 因此本发明所述的热乳无缝钢管减定径机防止钢管外表青线质量缺陷的方法，能 够对减定径机孔型圆角加工过程中进行实时检查，及时改进加工质量，防止辊缝圆角半径R 过小或过大或两圆弧不相切等异常情况出现，提高了孔型加工效率。同时能稳定地生产出 没有"青线"质量缺陷的钢管，钢管的表面质量符合有关技术标准要求。再次能够保证减 定径机孔型辊缝圆角的质量，避免了辊缝圆角R质量问题，导致钢管表面出现"青线"质量 缺陷，不得不中断正常生产更换新机架或重新加工辊缝圆角R产生生产停工损失的情况发 生。从而提尚生广的稳定性，提尚生广效率。
【附图说明】
[0043] 图1是本发明实施例中三辊减定径机的结构示意图；
[0044] 图2是本发明实施例中减定径机的孔型结构示意图；
[0045] 图3是本发明实施例中辊缝圆角半径值计算图；
[0046] 图4是本发明实施例中检测样规的结构示意图；
[0047] 图5是本发明实施例中检测样规进行检测时的结构示意图
[0048] 图6是本发明实施例中辊缝圆角半径R值随钢管外径和辊缝处减径量Λ b变化关 系图；
[0049] 图7是本发明实施例中辊缝圆角半径R随钢管外径和辊缝g大小变化关系图；
[0050] 图中标示：1-机架，2-基础机架组，3-减定径辊，4-检测样规，41-检测体，42-手 柄，43-减定径辊孔型圆弧检测曲面，44-辊缝圆角半径检测曲面，45-检测基准面，