熱軋無縫鋼管內折缺陷分析

趙華清

摘要：在當前熱軋無縫鋼生產中，內折缺陷一直是影響鋼管質量的重要因素，其缺陷貫穿于整個穿孔過程中，與連鑄管坯質量、穿孔工藝之間存在密切關系。本文重點研究了熱軋無縫鋼管內折缺陷的相關問題，先討論了內折形貌及其產生原因，再提出幾點預防措施，希望能對相關學者工作有所幫助。

關鍵詞：熱軋無縫鋼管；內折缺陷；穿孔方法

前言：熱軋無縫鋼管內置是指在鋼管內表面出現螺旋形、半螺旋形或者無規則分布的鋸齒狀折疊，內折主要存在于鋼管的頭部位置，或者有規律分布，或者無規律分布。部分熱軋無縫鋼管出現內折缺陷后，通過簡單的修磨即可使用，嚴重者需要直接報廢。在當前社會生產中，內折缺陷一直是影響熱軋無縫鋼管使用性能的重要因素，如何有效避免熱軋無縫鋼管內折缺陷產生，一直是相關學者關注的重點問題。

1.熱軋無縫鋼內折形貌及產生的原因

1.1熱軋無縫管內折形貌

熱軋無縫鋼管內折形貌是不固定的，常見的形貌為細微小片狀，也有大片狀、直線型、魚鱗狀形貌。

1.2熱軋無縫鋼管產生內折的原因

當鋼管做斜扎穿孔運動時，其連鑄管坯芯部在受拉應力作用的影響下，出現金屬中心破裂問題，生成孔腔。由于孔腔生成自身具有不確定性，因此其內部金屬表面粗糙，會被頂頭冷卻水與空氣氧化，進而在隨后的輾軋中形成折疊，并依附在鋼管內部。因此在內折處理中，為了達到有效避免內折發生的目的，就必須要避免形成孔腔，這也是整個研究的重點問題。

2.連鑄管坯質量與內折缺陷問題研究

目前在生產連鑄管坯中，如果想要得到無內折、無內外表面裂紋的毛管，就能生產出符合相關標準的成品管。在這一思想影響下，冶煉工藝水平，就成為整個生產的關鍵。根據當前連鑄管坯冶煉研究結果來看，為了保證冶煉工藝水平能達到預期，相關人員應該按照表1的相關內容進行質量控制。

3.穿孔工藝與內折缺陷

3.1穿孔溫度與內折缺陷

在整個無縫鋼管生產中，穿孔工藝是影響內折的重要因素，在實施連鑄管坯穿孔加熱中，若溫度過高或者加熱時間長，會導致穿孔溫度快速上升，進而出現內折問題，此時連鑄管坯內部會出現魚鱗狀內折。若溫度過低，會影響加熱時間，不利于保證鋼管的金屬塑性。該結果說明，必須要正確認識到穿孔溫度與內折缺陷之間的關系，避免內折發生。

3.2穿孔輥轉速與內折缺陷

相關人員在設計穿孔輥轉速時，必須要充分考慮連鑄管坯材料性能、輥徑大小等諸多因素的影響，不同規格的連鑄管坯，其轉速也存在明顯差異。從當前實際情況來看那，常見的轉速主要分為兩種，包括高于標準轉速與低于標準轉速，在不同生產條件下，這兩種轉速所產生的內折量比值情況也存在明顯差異，相關研究表明，與低轉速相比，高轉速更容易出現內折問題，考慮出現這一現象的原因為：在高水平鉆速下，增大軋輥轉速會導致鋼管所產生的滑移量增加，導致軸向效率降低，進而提高了內折風險。同時在該結果的支持下可以認為，為了有效避免內折發生，需要及時調整穿孔機方向，并采用最大咬入角進行生產。在咬入角增大的情況下，連鑄管坯的滑移情況得到改善，就有助于降低連鑄管坯在咬入過程中所產生的旋轉次數。

3.3頂頭與內折缺陷

眾所周知，在頂頭磨損嚴重的情況下，其表面凹凸不平，這就會在穿孔過程中擦傷內壁，導致管內出現螺旋形內折。同時，鋼頭形狀對鋼管質量也具有一定的影響：（1）若頂頭為錐形，會導致頂頭從尖部到孔型部位的壓下量提高，這種現象不利于保證荒管質量；（2）在使用球形頂頭時，有助于保證荒管沿著既定方向送進，并相應的降低壓下量，保證荒管質量。當然，當前生產中公認最好的頂頭形狀，是保證沿變形區長度方向下壓量不變的形狀，在頂頭螺旋作用下，連鑄管坯的咬入性能得到保證，內折控制效果達到預期。

4.預防措施研究

為了有效避免內折缺陷發生，相關人員必須要重點做好以下工作：

（1）嚴格控制連鑄管坯性能，按照相關生產要求，擴大連鑄管坯中等軸晶比率，或者相應的縮短柱狀晶長度，降低出現內折的概率。

（2）按照生產要求，制定嚴格的連鑄管坯加熱制度。根據坯料直徑、長度、制材等情況，確定相應連鑄管坯加入溫度，并執行待軋停軋降溫制度，在溫度控制中，連鑄管坯加熱溫度為=穿出溫度-穿孔溫度+出爐溫度。

（3）使用高質量穿孔、軋制工具。高質量的穿孔、軋制工具在預防內折缺陷中發揮著重要作用，因此必須要使用高質量的軋制與穿孔設備。例如，需要積極更換熱定心沖頭，在常規檢查定心孔后，及時矯正，避免影響生產質量。對于新的穿孔輥，采用較大的頂頭前伸量與咬入角參數，并按照低軋輥轉速情況進行質量控制。

結論：本文主要研究了熱軋無縫鋼管內折缺陷的相關問題，并對其內折缺陷控制方法進行分析。從本次研究結果來看，為了有效避免熱軋無縫鋼管內折缺陷發生，相關人員必須要材料質量控制、加熱溫度、使用高質量器具等方面入手，做好控制，確保能有效避免內折發生，保證熱軋無縫鋼管使用性能。