包括清洁外管壁的生产钢管的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生产钢管的方法，该方法包括:制造具有内管壁、外管壁和由内管壁封闭的无管横截面的钢管，其中在制造后，钢管在外管壁上包括至少一种污染物；以及必需在制造钢管后，清洁外管壁。
技术背景
[0002]为了生产高精度的金属管，特别是由钢制成的金属管，完全冷却状态下的膨胀的空心圆柱形坯料通过压缩或拉伸应力经受冷缩。在此过程中，坯料被形成为具有限定的缩小的外径和限定的壁厚的管。
[0003]用于减小管的最通常使用的方法已知的是冷乳，其中坯料称为空心管坯。在乳制期间，空心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，空心管坯被两个校准乳辊(即限定成品管的外径的乳辊)从外部夹持，并且在乳制芯棒上在纵向上被乳制。
[0004]在冷乳期间，空心管坯在乳制芯棒的方向上逐步进给并且在乳制芯棒上进给并经过后者，同时乳辊随着它们转动而在乳制芯棒上从而在空心管坯上被水平地前后移动。在此过程中，乳辊的水平移动由乳辊架预定，乳辊则可转动地安装在乳辊架上。在已知的冷乳管机中，在平行于乳制芯棒的方向上借助于曲柄驱动装置前后移动乳辊架，同时乳辊本身由相对于乳辊架静止的齿条而设定成转动，而被牢固地连接至乳辊轴的齿轮与该齿条接入口 ο
[0005]空心管坯在芯棒上的进给借助于进给夹紧架而进行，该进给夹紧架设定为在与乳制芯棒的轴平行的方向上平移运动。
[0006]在乳辊架中一个在另一个之上设置的锥形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(pilger mouth)(其由乳辊形成)夹持空心管坯，并且乳辊向外推下一小波材料，该一小波材料由乳辊的平滑过程和由乳制芯棒被拉伸至预期的壁厚，直至乳辊的空乳道次释放出成品管。在乳制期间，附接有乳辊的乳辊架相反于空心管坯的进给方向移动。借助于进给夹紧架，空心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，而乳辊与乳辊架一起返回至它们的水平起始位置。同时，空心管坯围绕其轴线进行转动，以实现均一的成品管形状。由于每个管的横截面的重复的乳制，实现了管的均一的壁厚和圆度以及均一的内径和外径。
[0007]为了减小在形成期间在乳辊和空心管坯之间的摩擦，润滑剂被施加到乳辊上。在形成之后，该润滑剂至少部分地粘附到成品管的外管壁。尽管由残留芯棒润滑剂构成的外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，外管壁必须被以高代价清洁。
[0008]然而，外管壁的类似污染物在替代形成技术例如管冷拔中也会出现。
[0009]在管拉拔中，预备好的管坯在拉床上在冷的状态下形成，从而达到期望的尺寸。然而，拉拔不仅实现成品管的精确尺寸(其可随意调节)，而且冷成形还实现了材料的硬化，即增加了其屈服极限和强度，同时其伸长率变小。对于许多应用目的，例如，在高压技术和医疗技术中、在飞机构造中，还有一般的机器构造中，这些材料性能的优化是管拉拔的期望效果。
[0010]此处，施加0)2在本发明的意思上表示的是CO 2与外管壁或污染物接触或相互作用。
[0011 ] 取决于所使用的材料，在所谓的空心拉拔、带芯拉拔及棒材拉拔之间有所区别。其中在空心拉拔的情形中，在称为压边圈(drawing ring)或拉深模具的工具中，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。
[0012]在管的冷拉拔期间，不期望的效果是所谓的咯咯声。此处，由于工具和被拉拔管之间的高摩擦，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，特别是在拉拔管的内表面上形成了沟槽。
[0013]为了实现均一的拉拔速度并防止咯咯声，因而需要使用拉拔油，以降低被拉拔的管和工具之间的滑动摩擦。
[0014]在现有技术中，已知有不同的方法用于清洁钢管的外管壁。因而，例如，整个管被浸润到溶剂内，然后溶剂溶解外管壁上的污染物。在现有技术的替代的实施例中，使用布和毛租机械地清洁管。
【发明内容】
[0015]与该现有技术相比，本发明的目的是提供一种清洁钢管的方法，其能够有效地清洁具有很长长度的管，从而使得外管壁没有污染物。
[0016]上述目的通过一种生产钢管的方法实现，该钢管具有内管壁、外管壁和由内管壁封闭的无管横截面，其中在制造后，钢管在外管壁上包括至少一种污染物，并且其中，在制造钢管后，通过施加液态或固态(302至外管壁上以从外管壁去除污染物来清洁外管壁。
[0017]惊讶地发现，施加液态或固态CO2至外管壁上非常适合于从所述外管壁去除污染物，并且因此用于清洁管的外管壁。
[0018]尽管原则上能够替代地使用液态或固态CO2清洁内管壁，但液态CO 2会有缺点:在液态0)2和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的热传递，并且从而展现改善的清洁作用，而且固态CO2还具有研磨效果，从而当使用固态CO 2时，该方法是喷砂清洁方法。
[0020]当使用固态CO2清洁外管壁时，在一方面称为CO2雪喷砂和另一方面称为干冰喷砂之间区分。两种方法之间的不同是，在0)2雪喷砂的情况下，固态CO2在该过程本身中产生。在此过程中，载气或驱动喷射流在压力下经过喷射流管线至喷嘴，液态0)2通过进给管线供给，通过减压转变成干雪，并进给到喷射流管线中，其中来自进给管线的CO2通过具有变宽的横截面的减压空间被弓I入到喷射流管线中。例如，这种方法从W02004/033154A1中获知。另一方面，例如，在干冰喷砂的情形中，已经是固态的CO2供给到该过程并被在其中加速至被清洁的表面(在此情形中为外管壁)上。
[0021]在一个实施例中，液态或固态CO2借助于加压流体优选地加压空气而被加速至钢管的外壁上。
[0022]另外，对于清洁外管壁，有利的是液态或固态0)2以喷射流的方式施加到外管壁上，其中CO2的喷射流方向优选地基本垂直于外管壁。
[0023]在钢管外管壁的这种喷砂中，已经发现，如果在钢管后方在喷射流方向上测量喷射流的温度是有利的。在清洁过程中已经使用的CO2(即与钢管相互作用后)的温度是清洁过程的效果的指标。
[0024]在本发明的一个实施例中，使用温度测量值以确定管是否被有效地清洁。如果测量的温度高于某一温度阈值，即:如果管后方的喷射流过热，那么，在一个实施例中，认为没有有效地清洁，并且重复清洁过程或改变清洁参数。
[0025]在另一个实施例中，如果测量的温度低于某一温度阈值，即:如果管后方的喷射流过冷，则认为清洁无效，并且重复清洁过程或改变清洁参数。在此情形中，必须认为在0)2和被清洁的钢管之间没有发生足够的相互作用，或者管已经冻结。
[0026]在本发明的一个实施例中，如果测量的温度低于某一第一温度阈值且高于某一第二温度阈值，则认为清洁是有效的。
[0027]在本发明的另一个实施例中，作为在钢管后方的在液态或固态CO2的喷射流方向上的喷射流的温度的函数，调节当液态或固态0)2从进给管线离开时液态或固态CO2的速度。例如，在一个实施例中，如果温度下降到低于预定的温度阈值，则增加喷射流速度。
[0028]对于根据本发明的方法，在管的制造(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生产管线制造中，其中制造和清洁在时间上一个紧接着另一个地进行。替代地，在制造和清洁之间插入很长的时间段(大约数天、数个星期或数月的量级)也是可能的。
[0029]在该方法的实施例中，在施加液态或固态0)2期间，测量钢管的温度，并且如果钢管的温度降低至低于预定的温度阈值，则中断清洁。
[0030]已经显示出，使用液态或固态CO2清洁的管的温度是已经发生的管的清洁的量度，即管的清洁度的量度。从而，如果被清洁的管的温度降低至低于某一温度阈值，则可认为管已经达到期望的清洁度，并且可中断使用液态或固态0)2的清洁。
[0031]当清洁外管壁时，认为首先发生从污染物至液态或固态0)2的热传递，从而，只要管仍然被污染，则管本身维持在基本恒定的温度，或者另一方面其仅经受稍微的冷却。仅当污染物已经被从外管壁大量地去除时，从管本身至液态或固态0)2的热传递发生，从而管经受进一步的冷却。
[0032]此处，在一个实施例中，特别地通过将空心管坯成形(优选冷成形)为成品尺寸钢管的形式，来进行钢管的制造。根据本发明，可以通过将空心管坯冷乳为成品钢管的形式或通过将空心管坯冷拉拔为成品钢管的形式，来进行该成形。
[0033]如果通过将空心管坯冷乳为成品钢管的形式，则在一个实施例中，在冷乳期间，润滑剂从冷乳管机的乳辊传输至外管壁，然后通过施加液态或固态CO2又从外管壁被去除。
[0034]另一方面，如果通过将空心管坯冷拉拔为成品钢管的形式，则在一个实施例中，在冷拉拔期间，拉拔油从模具传输到外管壁，然后通过施加液态或固态0)2又从外管壁被去除。
[0035]在本发明的一个实施例中，钢管是不锈钢管，优选是由不锈钢制成的圆形管。
【附图说明】
[0036]本发明另外的优点、特征