包括内管壁的清洁的钢管生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生产钢管的方法，包括具有内管壁、外管壁和由内管壁围起的无管截面的钢管的制造，其中在制造后，钢管包括在内管壁上的至少一种污染物，并且在钢管制造后，必需要清洁内管壁。
【背景技术】
[0002]为了生产高精度的金属管，特别是由钢制造的金属管，完全冷却状态下的膨胀的中空圆柱形坯料经受压力作用下的冷乳。在此过程中，坯料被成形为具有限定的缩小外径和限定的壁厚的管。
[0003]减小管的最通常使用的方法已知的是冷乳，其中坯料称为中空管坯。在乳制的过程中，中空管坯被在校准乳制芯棒(即具有成品管的内径的乳制芯棒)上推动，并且在此过程中，中空管坯被两个校准辊(即限定成品管的外径的辊)从外面夹持，在乳制芯棒上在纵向上被乳制。
[0004]在冷乳过程中，中空管坯在乳制芯棒的方向上步进输送，且在乳制芯棒之上且经过乳制芯棒，而乳辊随着它们转动而前后水平地移动，在乳制芯棒之上从而在中空管坯之上前后水平地移动。在此过程中，乳辊的水平运动通过乳辊架预先设定，乳辊则可转动地安装在乳辊架上。在已知的冷乳管乳机中，乳辊架通过曲柄驱动装置在平行于乳制芯棒的方向上前后移动，而乳辊本身通过相对于乳辊架静止的齿条而被设置成转动，而牢固地连接至乳辊轴的齿轮则与齿条啮合。
[0005]中空管坯在芯棒上的输送通过进给夹紧架实现，该进给夹紧架设定为在平行于乳制芯棒的轴的方向上平移运动。
[0006]在乳辊架中设置为一个在另一个之上的锥形的校准乳辊相反于进给夹紧架的进给方向转动。所谓的皮尔格口(其由乳辊形成)夹持中空管坯，并且乳辊向外推下一小波材料，该一小波材料通过乳辊的平滑过程和通过乳制芯棒被伸展至预定的壁厚，直至乳辊的空乳道次释放出成形管。在乳制过程中，连接有乳辊的乳辊架反向于中空管坯的输送方向移动。通过进给夹紧架装置，中空管坯通过另外的步骤被向前推动到乳制芯棒上，在乳辊的空乳道次已经完成后，乳辊随同乳辊架返回至它们的水平起始位置。同时，中空管坯围绕其轴线进行转动，以实现成品管的均一形状。由于对每个管的横截面的重复乳制，实现了管的均一壁厚和圆度以及均一的内径和外径。
[0007]为了减小成形过程中在乳制芯棒和中空管坯之间的摩擦，润滑剂(也称为芯棒润滑剂)被施加到乳制芯棒。在成形之后，该润滑剂至少部分地粘附在成品管的内管壁上。尽管包括有残留芯棒润滑剂的内管壁的这种污染物对于成品管的一些应用而言并不重要，但对于其它的应用，必须花费大成本来清洁内管壁。此时，内管壁的清洁困难，特别地是因为成品管会具有相对小的直径和长的长度。
[0008]然而，内管壁的类似污染物在替代成形技术中也会出现，诸如例如管的冷拔。
[0009]在管冷拔中，预备好的管状坯料在拉床上在冷的状态下成形，从而达到预定的尺寸。然而，不仅拉拔允许可随意调节的成品管精确尺寸，而且冷成形还实现了材料的硬化，即增加了其弹性极限和强度，同时其伸长率变小。对于许多应用目的，这些材料性能的优化是期望的管拉拔效果，例如，在高压技术和医疗技术中、在飞机构造中，还有在一般的机器构造中。
[0010]取决于所使用的材料，在所谓的中空拉拔、带芯拉拔及棒材拉拔之间有所区别。然而，在中空拉拔的情形中，在称为压边圈(drawing ring)或拉深模的工具中，只有管的外径被减小，在带芯拉拔和棒材拉拔的情形中，被拉拔的管的内径和壁厚也被限定。
[0011]管冷拔过程中的不期望的影响是所谓的咯咯声。此处，由于工具和所要拉拔的管之间的高摩擦，出现了不规则的拉拔速度。在最不利的情形中，管相对于工具断断续续地移动或根本不动，或者以很高的速度移动。由于咯咯声的结果，形成有凹槽，特别地是在拉拔管的内表面上形成凹槽。
[0012]为实现均一拉拔速度并防止咯咯声，因而需要使用拉拔油，以降低所要拉拔的管和工具之间的滑动摩擦。
[0013]在现有技术中，已知有不同的方法用于清洁钢管的内壁。因而，例如，整个管能够被浸入到溶剂内，然后溶剂溶解内管壁上的污染物，并将其冲洗至管外。在现有技术的替代设计中，清洗塞被引导通过管，其中清洗塞被设定尺寸为使得其擦去并吸收内管壁上的污染物。这种塞子在其外表面上例如由毛毡制成。
【发明内容】
[0014]与该现有技术相比，本发明的目的是提供一种生产钢管的方法，该方法使得以内壁没有污染物的方式生产具有长的长度的管成为可能。
[0015]上述目的通过如下生产钢管的方法实现，该方法包括制造具有内管壁、外管壁和由内管壁围起的无管截面的钢管，其中在制造后，钢管包括在内管壁上的至少一种污染物，在制造后，通过引入液体或固态0)2至无管截面并施加液体或固态CO2至内管壁上以从内管壁去除污染物的步骤清洁内管壁。
[0016]惊讶地发现，引入液体或固态0)2至无管截面并施加液体或固态CO2至内管壁上非常适合从内管壁去除污染物，因而非常适合于清洁管的内管壁。
[0017]此处，施加C02，在本发明的含义中，涉及的是使得CO2接触或作用于内壁或污染物。
[0018]尽管理论上可以可选地使用液体或固态CO2清洁内管壁，但液态CO2会有缺点，SP:在液态0)2与将被清洁的壁接触时，壁和液态CO 2之间形成气体膜，这降低了清洁作用。
[0019]相比较，固态CO2不仅展现了从固态CO2至被清洁的管壁或污染物的有利传热性能且从而改善了清洁作用，而且固态0)2还具有研磨效果，从而当使用固态CO2时，此方法是喷砂清洁方法。
[0020]当使用固态CO2清洁内管壁时，可区分为一方面所称的CO2雪花喷砂以及另一方面所称的干冰喷砂。两种方法之间的不同是，在CO2雪花喷砂时，固态CO2在此过程本身中产生。在此过程中，载气或驱动喷射流在压力下通过喷射流管线至喷嘴，而液态0)2通过输送管线供给，通过减压转变成干雪，并输入到喷射流管线内，其中从输送管线而来的0)2被引导通过具有变宽横截面的压力降低区域进入到喷射流管线。例如，这种方法从W02004/033154A1中获知。另一方面，在干冰喷砂的情形中，已经是固态的CO2供给到过程中，并被在内部加速至所要被清洁的表面上(在此情形中为内管壁上)。
[0021]对于根据本发明的方法，管的制造(即成形过程)和管的清洁之间的时间延迟并不重要。特别地，根据本发明的方法可被用于管线制造生产中，其中制造和清洁在时间上一个紧接着另一个。可选地，在制造和清洁之间间隔很长的时间段也是可能的，在几天、几周或几个月的量级。
[0022]在本发明的一个实施例中，钢管的制造需要成形(优选地是冷成形)中空管坯，以形成成品尺寸的钢管。
[0023]这种成形步骤，在本发明的实施例中，例如通过冷乳中空管坯以形成成品尺寸的钢管来执行。
[0024]在冷乳的情形中，在钢管制造后，借助于液态或固态C02，芯棒润滑油特别地从芯棒传输至内管壁并通过根据本发明的方法被去除。
[0025]在替代的实施例中，通过冷拔中空管坯将中空管坯成形为成品管的形式。
[0026]如果通过冷拔中空管坯至成品管的形式来成形，则在一个实施例中，拉拔油从拉拔芯传输至内管壁，然后通过施加液态或固态CO2又被从内管壁去除。
[0027]在一个实施例中，通过清洁喷枪将液态或固态CO2引入至钢管中，清洁喷枪被引入至无管截面，从而钢管内的0)2从清洁喷枪喷出，并进入到无管截面。在清洁过程中，清洁喷枪的出口开口或喷嘴然后在纵向上移动通过管，以在管的整个长度上清洁管。
[0028]在一个替代的实施例中，液态或固态CO2从钢管的第一端引入至无管截面。这种变化具有的优点为管的第一端仅需要被连接至用于CO2的喷嘴出口或开口，而随后，即在引入0)2的过程中，不需要额外步骤。特别地，还可以省掉清洁喷枪，该清洁喷枪可以以自动的方式引入至管内。
[0029]在一方法实施例中，在施加液态或固态CO2至内管壁上的过程中，测量钢管的温度，如果钢管的温度降低至预定的温度阈值之下，则中断清洁。
[0030]已经发现使用液态或固态0)2清洁的管的温度是已经被清洁的管的清洁的度量，即管的清洁度的度量。从而，如果被清洁的管的温度降低至某个温度阈值之下，则可认为管已经达到期望的清洁度，并且认为可中断使用液态或固态0)2的清洁。
[0031]在清洁内管壁时，认为首先热量从污染物传递至液态或固态CO2，从而使得，只要管仍然被污染，则管本身保持在大致恒定的温度，或者另一方面，管仅发生稍微的冷却。仅当污染物已经从内管壁大量的清除时，热量从管本身传输至液态或固态CO2，从而管经历进一步的冷却。
[0032]在本发明的一个实施例中，其中液态或固态CO2从钢管的第一端引入至管的无管截面，清洁过程中在与第一端相对的管的第二端测量钢管的温度是有利的。
[0033]由于管内的温度分布，发现在将CO2引入到管内时，管首先在其第一端冷却，然后这种冷却扩展，直至第二端也被冷却。如果管在第二端的温度下降至某个阈值之下，则可认为管已经在其整个长度上被清洁，并且清洁过程可被终止。
[0034]在本发明的一个实施例中，钢管是圆形管，优选由不锈钢制成。
【附图说明】
[0035]本发明另外的优点、特征和应用可能性基于下面实施例的说明并结合附图变得更明显。
[0036]图1以示意性的侧视图示出了现有技术中的冷乳管机。
[0037]图2示出了用于执行根据本发明的清洁步骤的实施例的示意性截面图。
[0038]图3示出了用于执行该清洁步骤的替代实施例的示意性截面图。
【具体实施方式】
[0039]在代表的实施例中，相同或类似的元件使用相同的附图标记表示。
[0040]图1中，以示意性的侧视图示出了冷乳管机的结构。乳机包括具有乳辊102、103的乳辊架10