无缝钢管扩孔顶头材质，轧制温度1240-1400摄氏度

今天我们就来系统的解答一下这个问题：

本文介绍了无缝钢管厂的生产工艺流程及设备无缝钢管为用穿孔等方法生产周边无接缝的钢管或其他金属管和合金管。无缝管的外径范围为 0.1～1425mm，壁厚为0.01～200mm。除圆形管外,还有各种异形断面管和交断面管。

关键字：生产工艺，设备，轧管，穿孔机....

生产方法 无缝管的生产方法很多。无缝钢管根据交货要求，可用热轧(约占80～90％)或冷轧、冷拔（约占10～20％）方法生产。热轧管用的坯料有圆形、方形或多边形的锭、轧坯或连铸管坯，管坯质量对管材质量有直接的影响。

热轧管有三个基本工序：

①在穿孔机上将锭或坯穿成空心厚壁毛管；

②在延伸机上将毛管轧薄，延伸成为接近成壁厚的荒管；

③在精轧机上轧制成所要求的成品管。轧管机组系列以生产钢管的最大外径来表示（见轧机）。

无缝钢管生产方法见表:

（1） 自动轧管生产生产无缝钢管的方式之一。生产设备由穿孔机、自动轧管机、均整机、定径机和减径机等组成。其生产工艺流程见图。

　（2）　连续轧管生产 生产设备由穿孔机、连续轧管机、张力减径机组成。圆坯穿成毛管后插入芯棒，通过7～9架轧辊轴线互呈90°配置的二辊式轧机连轧。轧后抽芯棒，经再加热后进行张力减径,可轧成长达165m的钢管。140mm连续轧管机组年产40～60万吨，为自动轧管机组的2～4倍。这种机组的特点是适于生产外径168mm以下钢管,设备投资大,装机容量大,芯棒长达30m,加工制造复杂。70年代后期出现的限动芯棒连续轧管机（MPM）,轧制时外力强制芯棒以小于钢管速度运动，可改善金属流动条件，用短芯棒轧制长管和大口径钢管

（3）周期轧管生产以多边形和圆形钢锭或连铸坯作原料，加热后经水压穿孔成杯形毛坯，再经二辊斜轧延伸机轧成毛管,然后在带有变直径孔槽的周期轧管机上,轧辊转一圈轧出一段钢管。周期轧管机又称皮尔格尔（Pilger）轧管机。周期轧管生产是用钢锭作原料，宜于轧制大直径的厚壁钢管和变断面管。

（4）三辊轧管生产主要用于生产尺寸精度高的厚壁管。这种方法生产的管材，壁厚精度达到±5％，比用其他方法生产的管材精度高一倍左右。工艺流程见图4。60年代由于新型三辊斜轧机（称Transval轧机）的发明，这种方法得到迅速发展。新轧机特点是轧到尾部时迅速转动入口回转机架来改变辗轧角，从而防止尾部产生三角形，使生产品种的外径与壁厚之比，从12扩大到35，不仅可生产薄壁管，还提高了生产能力

（5）顶管生产 传统的方法是方坯经水压穿孔和斜轧延伸成杯形毛管，由推杆将长芯棒插入毛管杯底，顺序通过一系列孔槽逐渐减小的辊式模架，顶轧成管。这种生产方法设备投资少，可用连铸坯，能生产直径达1070mm、壁厚到200mm的特大特厚的管，但生产效率低,壁厚比较厚，管长比效短。出现CPE法的新工艺后,管坯经斜轧穿孔成荒管，收口后顶轧延伸成管，克服了传统方法的一些缺点，已成为无缝管生产中经济效益较好的方法。

（6）挤压管生产 首先将剥皮圆坯进行穿孔或扩孔，再经感应加热或盐浴加热，并在内表面涂敷润滑剂送入挤压机,金属通过模孔和芯棒之间环状间隙被挤成管材(图5)。主要用于生产低塑性的高温合金管、异型管及复合管、有色金属管等。这种方法生产范围广，但产量低。近年来，由于模具材料、润滑剂、挤压速度等得到改进，挤压管生产也有所发展。

　（7）导盘轧管生产 又称狄塞耳(Diessel)法。穿孔后带长芯棒的毛管在导盘轧管机上轧成薄壁管材。轧机类似二辊斜轧穿孔机，只是固定导板改成主动导盘。由于用长芯棒生产，管材内壁光滑，且无刮伤；但工具费用大，调整复杂。主要用于生产外径 150mm以下普通用途的碳素钢管。目前使用较少，也无很大的发展前景。

（8）旋压管生产 将平板或空心毛坯在旋压机上经一次或多次旋压加工成薄壁管材。管子精度高，机械性能好，尺寸范围广，但生产效率低。主要用于生产有色金属管材，但也越来越多地用于生产钢管。旋压管材除用于生产生活器具、化工容器和机器零件外，多用于军事工业。

70年代，采用强力旋压法已能生产管径达6000mm、直径与壁厚之比达 10000以上的大直径极薄圆管和异形管件。

　（9）冷轧、冷拔管生产 用于生产小口径薄壁、精密和异形管材。生产特点是多工序循环工艺。用周期式冷轧管机冷轧,其延伸率可达6～8（图6）。60年代开始向高速、多线、长行程、长管坯方向发展。此外，小辊式冷轧管机也得到发展。主要用于生产壁厚小于1mm极薄精密管材，冷轧设备复杂，工具加工困难，品种规格变换不灵活；通常采用冷轧、冷拔联合工艺，即先以冷轧减壁，获得大变形量，然后以冷拔获得多种规格。

　无缝钢管的生产设备：穿孔机 常用的二辊斜轧穿孔过程见图。圆管坯穿轧成空心的厚壁管（毛管），两个轧辊的轴线与轧制线构成一个倾斜角。近年来倾斜角已由6°～12°增至13°～17°,使穿孔速度加快。生产直径250mm以上钢管，采用二次穿孔,以减少毛管的壁厚。带主动旋转导盘穿孔、带后推力穿孔、轴向出料和循环顶焊等新工艺也取得一定的发展,从而强化了穿孔过程,改进了毛管质量。

　自动轧管机 把厚壁毛管轧成薄壁荒管。一般经2～3道次，轧制到成品壁厚,总延伸率约为1.8～2.2。70年代以来，用单孔槽轧辊、双机架串列轧机、双槽跟踪轧制和球形顶头等技术，都提高了生产效率，实现了轧管机械化。

均整机 结构与穿孔机相似。均整的目的在于消除内外表面缺陷和荒管的椭圆度，减少横向壁厚不均匀。近年采用三辊均整机，提高了均整机变形量和均整效率。

定径机 由3～12架组成，减径机由 12～24架组成，减径率约达3～28％。50年代出现的张力减径机,在调整辊速和减径的同时，以适当的张力控制壁厚。新型张力减径机一般用三辊式，有18～28架，最大减径率达80％，减壁率达44％，出口速度达每秒18mm。张力减径机有两端增厚的缺点，可用“头尾端部突加电气控制”或微张力减径消除。

自动轧管机组 常用系列有外径为100mm、140mm、250mm和400mm四种,生产外径17～426mm钢管。机组的特点是在穿孔机上实现主要变形，规格变化较灵活，生产品种范围较广。由于连续轧管技术的发展，已不再建造140mm以下的机组。

"焊接钢管"也称直缝焊管。是指用钢带或钢板弯曲变形为圆形、方形等形状后再焊接成的、表面有接缝的钢管。焊接钢管采用的坯料是钢板或带钢。

焊接钢管按焊缝性状可分为：直缝焊管和螺旋焊管。它们的特点：生产工艺简单，生产效率高,成本低的特点。较小口径的焊管大都采用直缝焊,大口径焊管则大多采用螺旋焊。

"无缝管"是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。无缝钢管按生产方法不同可分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管等。按材质可分为普通碳素结构管、低合金结构管、优质碳素结构管、合金结构管、不锈管等。按专门用途又可分为，锅炉管、地质管、石油管等。

武器用无缝钢管一般为热成型，因为要承受火药爆炸时的热量以及弹头对管壁的摩擦热

枪管一般为热拔成型

炮管一般为径向锻造拔长

武器钢管原料选用有严格要求，硫磷成分需到达优质钢或特优钢级别

武器钢管一般为中碳中合金钢，其合金含量导致了其冷加工性能不会很好，甚至有较强的加工硬化效应

冷拔一般用于低碳钢材，如Q235等

PIPE,SMLS：pipe seamless(无缝管)。

BE：beveled（坡口）。

S-20：sch20 管件的壁厚。

CS：cast steel 铸铁。

ASTM： American Society of Testing Materials 美国材料试验协会

SA106：美标的一个标准。

GR.B：grade b B等级。

扩展资料：

管道钢管主要有螺旋缝钢管、直缝钢管和无缝钢管三种。螺旋缝钢管是由成卷的带钢在制管机上连续卷制焊接而成的，其纵向焊缝为螺旋形。这种制管工艺适用于制造薄壁钢管。直缝钢管主要用“UO”法制造。

即将单张钢板在液压机上先冲压，使钢板的横截面成“U”字形,再经冲压成“O”字形,然后经焊接、胀圆成管，其纵向焊缝是一条直线。无缝钢管一般由铸锭或实心棒材先行穿孔，再经扩孔或拉拔而成；也可用挤压法。

即在一步工序中直接由铸锭或实心棒材制成。无缝钢管一般用于较小口径高压管道，如输送成品油、液化石油气和乙烯等的管道。钢管的强度等级通常按美国石油学会 (API)标准划分，并按管材的屈服极限标注为X60、X70等。

X后面的数字表示管材规定的最低屈服极限，单位为千磅每平方英寸。这个管材标准是管道工程最通用的标准。1926年美国石油学会发布API-5L标准，其中包括一般碳素钢管。1947年发布API-5LX标准,其中包括X42、X46、X52三种管材。

1964年发布API-5LS标准，将螺旋缝钢管标准化。1967～1970年四年中,API-5LS和API-5LX两项标准中,增加了管道建设所常用的X56、X60和X65等管材。

电解钢，而是用圆锥形的挤压工具扩孔，所以才有炮管钢最好一说； 2、镍粉，包括电渣钢、钨粉，按照一定的比例在坩埚中熔炼就是了； 5，买点纯度极高的实验室用钼粉，因为30年前。 炮管钢的实质是工艺，总之都是增加管内光滑度的 以前老铁匠说的炮管钢，绝对不是用机械切削工具来加工的，也不是钢棒打孔的，镀！ 最新工艺，中国还是只能用高温合金钢外套中碳钢（热胀冷缩法镶套）的方法生产炮管： 1、管状的钢材，原因就是炮弹发射本身就是高温； 3，不在讨论范围 这里仅仅是解释一些炮管钢做刀最好的原因、铁粉，而是直接铸造成管状，因为，不是现代意义上的炮管钢！，还有“渗”的步骤，还要挤压： 我这里说的是一些过时的工艺、还有渗硫工艺等等、大致成型钢管，使之达到相应的尺寸（外圆是机械切削+挤压）、多相钢等等、现代炮管工艺还要加上镀铬； 4，严格说来！造价也是低碳钢的几百倍、挤压成型的钢管是不会进行热处理的！！，热处理最终无效，大不了加上氩气保护炮管钢 重点不在钢材本身、铬粉，实在搞不到成品，甚至任何有点经济实力的个人都能搞到的，钢材是任何国家、渗铬后、钢材不是板材卷起来焊接的，都是“古代”宝剑的极品材料，需要经过特殊的热处理和锻造工艺来均衡内部合金金相。附加说明，无论是高温合金钢还是中碳钢！，不是仅仅镀，主要是增加炮管的内部硬度、光滑度，而是指高温合金钢

钻探施工时用在钻孔内的整根钻探管材柱及其接头的总称(不包括护孔用套管)。钻具由主动钻杆、钻杆、岩心管以及底端的扩孔器和钻头组成，必要时还在岩心管上部加接沉淀管或钻铤。钻具的功用主要是在钻探岩层过程中给钻头传递钻头压力和回转扭矩，并向孔底输送钻孔冲洗液，收取岩矿心。

钻具示意图

钻具的各个组成部分都是用优质无缝钢管制成，有优良的物理力学性能，以承受钻探过程中钻具自身的交变载荷、疲劳和磨损。钻孔越深，对钻具性能要求越高。钻具经过一定工作期限后就要因磨损、腐蚀而报废。

钻具多用优质合金钢或低合金钢制成，并经过适当热处理以提高其性能。中国已成功采用含锰、钽、钒、钛、硅、硼等元素的合金钢管制造钻具，经适当热处理后性能符合“GB3423-82” 国家标准要求。按此标准钻探钢材划分为DZ-40、DZ-50、DZ-55、DZ-60、DZ-65和DZ-75共6种。

地质岩心钻探钻具标准，在工业发达国家比较通用的是美国金刚石岩心钻机制造者协会 (DCDMA)标准。中国根据需要在1982年制订了“金刚石岩心钻探用无缝钢管”的“GB3423-82”国家标准,包含金刚石岩心钻探用的钻杆、岩心管内外管、套管及其钢材合金成分管材物理性能等的有关规定。

2014年8月24日，新的钻具标准获准通过。包括《地质岩心钻探钻具》、《地质岩心钻探金刚石钻头》和《地质岩心钻探金刚石扩孔器》三项标准。其中，《地质岩心钻探钻具》国家标准已经批准发布，于2014年10月1日实施。《地质岩心钻探钻具》将硬质合金、复合片与金刚石钻具合并成一个系列，统一了绳索取心钻探口径和金刚石钻探口径，将不对称梯形螺纹和负角度梯形螺纹以及 ZT750、ZT850高强度钢级管材等新技术进行规范并纳入，在技术和应用层面具有一定的前瞻性，有利于促进钻探新技术、新工艺、新方法和新产品的推广应用。三项标准编制过程中对国际标准和国外先进标准进行充分研究，借鉴和采纳了相关内容，并与我国钻探技术研究工作紧密联系，标准具有很强的适用性和可操作性。

此外，瑞典、前苏联等都有各自的标准。

提高钻具的连接强度是保证钻具在孔内有良好工作性能的关键。钻杆与接头的连接方法有:①螺纹连接②等离子弧焊接；③摩擦焊接。为提高钻具表面抗磨损能力，在钻杆尤其是接头及其螺纹外表采取表面热处理、镀铬以及接头外表面堆焊碳化钨耐磨层等方法，可大幅度延长钻杆使用寿命。为了减轻整套钻柱的重量，在石油、天然气和地质岩心钻探中已开发研制用钢接头连接的铝镁锆或铝钛合金钻杆。

一、开拓钻场

施工钻场的开拓需要结合履带钻机的整体结构尺寸及定向钻进的工艺特征，要求施工钻场的最小规格:长×宽×高为6.0m×5.5m×3.0m的长方体硐室。钻孔开孔所在迎头须平整稳固，硐室顶板和边帮应进行挂网喷浆，硐室底板须浇注厚度≥10cm的砼。钻场通风条件良好，通风管路及抽采方式符合AQ1027—2006中的相关规定。钻场的水电条件应符合以下条件:

1)为了使孔底马达的性能稳定并保证尽可能长的使用寿命，需采用清水作为冲洗介质，要求供水量≥13m3/h，且有良好的排水通道。

2)设备供电电源的电压为660V或1140V均可，功率≥150kW。

3)仪器、照明供电电源的电压为127V，功率≥2kW。

二、稳固钻机

开钻前先稳固钻机，稳固时要求钻机履带脱离地面50～100mm，钻机的上支撑油缸支撑到巷道顶板，下支撑油缸支撑到巷道底板，有前支撑油缸时应支撑到硐室迎头，条件允许的情况下可在接触面上安放缓冲木板。

钻机稳固后须基本保持钻机车体前后端棱线水平。钻机夹持器一端须距离开孔点煤壁2～2.5m，以便安装孔口装置和向孔内下入定向钻具。

三、实施定向钻进前的准备工作

1.开孔并安装孔口管

开孔时，首先采用通缆钻杆配PDC定向钻头回转钻进12～15m，然后提钻更换扩孔钻头，回转扩孔至9～12m，提钻后安装孔口管。孔口管可以是PVC管或无缝钢管，直径≥127mm，封孔时孔口管外露长度应为100～500mm。封孔材料及封孔要求应符合AQ1027—2006中的相关规定。安装孔口管应注意以下事项:

1)孔口四通直接与孔口管连接，后部须用盘根或密封垫进行密封孔口四通上部与抽采管路的负压管连接，下部与气水分离器连接。

2)气水分离器应放置在钻场的下风侧，并通过软管与孔口四通的下侧接口连接气水分离器的负压管与抽采管路连接。

2.连接瓦斯抽采管路

钻孔施工前，钻场内必须安装瓦斯抽采负压管，并且在钻场外的顺槽巷道抽采主管路上安装管路放水器，具体要求见AQ1027—2006的相关规定。

1)每个钻孔施工完成后必须单独接入抽采系统。

2)每个钻场必须设置一个瓦斯浓度探测仪器。

3)安装管路放水器时必须安装负压平衡管。

3.连接定向钻具设备

安装孔底马达钻具时，孔底马达应从钻机夹持器前方穿入动力头内，严禁孔底马达弯点通过钻机夹持器和回转器。连接孔底马达与下无磁钻杆、下无磁钻杆与无磁测量外管时，应将螺纹丝扣上紧，螺纹紧固力≥300N·m。连接下无磁钻杆、无磁测量外管、上无磁钻杆时丝扣上需涂抹螺纹密封胶，螺纹紧固力≥300N·m与孔底马达匹配的钻头必须能够发挥孔底马达在孔底的造斜功能，推荐使用φ96mmPDC胎体钻头测量仪器应安装紧固，避免钻进过程中因钻具震动而使测量仪器发生松动旋转。

4.开钻前检查工作

为确保定向钻孔的顺利施工，开钻前应做好下述检查工作:

1)检查钻机各项操作功能是否正常。

2)检查泥浆泵档位选择是否正确检查泥浆泵吸水端是否安装滤水器检查泥浆泵排量和压力大小是否正常。

3)检查孔底马达工作是否正常，开启泥浆泵观察孔底马达旋转状态及泥浆泵压力，孔底马达的启动压力一般为1.5～2.5MPa，如果孔底马达的启动压力大于2.5MPa或小于1MPa，应更换孔底马达。

4)检查通缆钻杆通缆接头，如有松动或变形，应将钻杆剔出进行维修如发现通缆公接头密封圈磨损或丢失，应予以更换。

5)开钻前检查钻头，如果切削齿磨损严重则应更换钻头。

6)检查随钻测量系统是否工作正常。

7)调整孔底马达弯头方向，使孔底马达弯头(高边)点指向0°方向(正上方)，修正工具面向角。

8)驱动孔底马达旋转的高压冲洗液(通常为清水)要清洁，防止岩煤粉颗粒等杂质进入孔底马达内，避免损害容积腔内的转子和橡胶定子。

9)推荐使用的φ73mm孔底马达正常工作的理想排量界于150～250L/min之间，最大泵量不应超过300L/min，最小泵量不能低于120L/min。

10)钻具下到孔底后，钻头提离孔底10～20cm，然后测量工具面向角，根据钻进目的调整安装角到预定位置后，利用钻机的主轴制动功能，夹紧钻杆，打开钻杆夹持器，准备钻进。