石油管课程设计成型毕业论文

1、热轧无缝钢管课程设计（成品管：139.7 25）2012年 1 月 3日目录1钢管生产概论1.1钢管的分类1.2钢管的标准及技术要求2机组设备的主要技术参数3生产工艺流程及工艺制度3.1生产工艺3.1.1工艺流程总图3.1.2生产工艺流程简述3.2工艺制度3.2.1温度制度3.2.2孔型系列及变形制度3.3技术规程3.3.1管坯准备3.3.2管坯加热3.3.3管坯穿孔3.3.4空心坯减径3.3.5钢管连轧3.3.6再加热3.3.7张力减径3.3.8冷床3.3.9锯切4轧制表计算5连轧孔型设计5.1孔型设计的基本参数及变形量表示法5.1.1简述5.1.2变形分配5.1.3孔型结构的选择5.1.4

2、确定孔型结构参数 5.2轧管机力能参数计算5.2.1已知的基本参数5.2.2轧件对轧辊的作用力 P1钢管生产概论1.1钢管的分类凡是两端开口并具有中空断面，而且其长度与断面周长之比较大的钢材，都可以称 为钢管。钢管是一种经济钢材，是钢铁工业中的一项重要产品，通常占全部钢材总量的 10%左右，它在国民经济中的应用范围极为广泛。由于钢管具有空心断面，因而最适合 作流体的输送管道；同时与相同重量的圆钢比较，钢管的断面系数大、抗弯抗扭强度 大，而成为各种机械和建筑结构上的重要材料，尤其在石油钻采、冶炼和输送需用最 多，其次地址钻探、化工、建筑工业、机械工业、飞机和汽车制造、以及锅炉、医疗器 械、家具和

3、自行车等方面，都需要大量的各种钢管。近年来，随着原子能、火箭、导弹 和航天工业等新技术的发展，使钢管在国防工业、科学技术和经济建设中的地位愈加重 要，有着工业“血管”之称。总的就用途来说，管道用管最多，结构次之。钢管的种类繁多，用途不同，则技术要求各异，生产方法亦有所不同。目前生产的 钢管外径由0.14500毫米、壁厚为0.01250毫米。为了区分其特点，通常按如下的 方法对钢管进行分类：按生产方式分：钢管分为无缝管和焊管两大类，无缝钢管又可分为热轧管、冷轧 管、冷拔管和挤压管等；冷拔、冷轧是钢管的二次加工；焊管分为直缝焊管和螺旋焊管 等。按钢管的断面形状分：按横断面形状可分为园管和异形管；异

4、形管有：矩形管、菱 形管、椭圆管、六方管、八方管以及各种断面不对称管等；按纵断面形状可分为等断面 管和变断面管；变断面管有锥形管、阶梯形管和周期断面管等。按钢管的材质分：钢管分为普通碳素钢管、炭素结构钢管、合金结构管、合金钢钢 管、轴承钢管、不锈钢管以及为节省贵重金属和满足特殊要求的双金属复合管、镀层和 涂层管等。按管端形状分：根据管端状态可分为光管和车丝管（带螺纹钢管）。车丝管又可分为 普通车丝管（输送水、煤气等低压用管，采用普通圆柱或圆锥管螺纹连接）和特殊螺纹管 （石油、地质钻探用管，采用特殊螺纹连接，对于重要的车丝管），对一些特殊用管，为 弥补螺纹对管端强度的影响，通常在车丝前先进行管端

5、加厚 （内加厚、外加厚或内外加 厚）。按外径（D）和壁厚（S）之比（D/S）的不同将钢管分为特厚管（D/SW 10）、厚壁管（D/S= 1020）、薄壁管（D/S=2040）和极薄壁管（D/S40）o按用途分：油井管（套管、油管及钻杆等）、管线管、锅炉管、机械结构管、液压支 柱管、气瓶管、地质管、化工用管（高压化肥管、石油裂化管）、船舶用管等。1.2钢管的标准及技术要求1）对钢管尺寸偏差的要求根据国标GB/T17395-2003无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差对尺寸偏差的要求，可分为标准化和非标准化两种，四个等级，其具体参数要求如表1-1和表1-2所示。表1-1外径允许偏差标准化外径允许偏差

6、非标准化外径允许偏差偏差等级外径允许偏差偏差等级外径允许偏差/%D11.5%,最小 ).75mmND1-1.50+1.25D21.0%,最小 ).50mmND21.25D3).75%,最小 0.30mmND3-1.0+1.25D4).50%,最小 0.10mmND4).8表1-2壁厚允许偏差标准化壁厚允许偏差壁厚允许偏差偏差等级S/D0.1S/D0.05S/D 0.10.025S/D 0.05S/D 159mm 为 1015mm。表1-3全长允许偏差全长允许偏差等级全长允许偏差/mm全长允许偏差等级全长允许偏差/mmL1020L305L20103) 对钢管外形的要求根据国标GB/T17395-

7、2003无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差对钢管外形 尺寸的要求，包括弯曲度、椭圆度。(1)弯曲度钢管的弯曲度分为全长弯曲度和每米弯曲度两种。(a) 对钢管全长测得的弯曲度称为全长弯曲度，全长弯曲度分为 5级，如表1-4所 示。表1-4全长弯曲度弯曲度等级全长弯曲度/%不大于弯曲度等级全长弯曲度/%不大于E10.20E40.08E20.15E50.06E30.10(b) 对钢管每米长度测得的弯曲度称为每米弯曲度，每米弯曲度分为5级，如表1-5所示。表1-5每米弯曲度弯曲度等级每米弯曲度/mm m 1弯曲度等级每米弯曲度/ mm m 1不大于不大于F13.0F41.0F22.0F50.5F3(2

8、)椭圆度钢管的椭圆度分为4级，如表1-6所示。表1-6钢管的椭圆度椭圆度等级椭圆度不大于外径允许偏差/%椭圆度等级椭圆度不大于外径允许偏差/%NR180NR360NR270NR4504) 对钢管重量的要求根据国标GB/T17395-2003无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差对钢管重量 的要求，钢管可按实际重量交货，也可按理论重量交货。实际重量交货分为单根重量或 每批重量两种。钢管每米的理论重量(kg)按下面的公式计算：W 0.0031416 (D S)S(1-1)式中 W钢管的理论重量，kg/m；钢的密度，kg/dm3 ；D钢管的公称外径，mm；S钢管的公称壁厚，mm。(1)按照理论重量交货的

9、钢管，单根钢管理论重量与实际重量的允许偏差分为 5级，如表1-7所示表1-7重量允许偏差重量允许偏差等级单根钢管重量允许偏差/%重量允许偏差等级单根钢管重量允许偏差/%W10W4-3.5+10W27.5W5-3.5+6.5W3-5+10(2)按理论重量交货的钢管，每批不小于10t钢管的理论重量与实际重量允许偏差为 7.5%或土 5%。5) 管线管、油管和套管的主要技术要求目前国内外广泛使用的油气输送钢管采用的标准目前国内外广泛使用的油气输送钢管采用的标准有：A美国石油学会的API SPEC 5L管线管规范；B国际标准ISO 3183-1、2、3石油天然气 输送钢管 交货技术条件；C对于一些重要

10、的长输管线，根据具体的使用环境都有自己的补充采购技术条件。(2) 在 API油气输送钢管标准中钢管的分类及其主要区别按照API SPEC 5L的规定，输送钢管分为PLS1和PLS2两个产品级别，对这两类 产品规定了不同的技术条件。其主要区别是：相对于 PLS1、PLS2级别对碳当量、断裂 韧性、最大屈服强度和最大抗拉强度规定了强度要求。对硫、磷等有害元素的控制也更 加严格。无缝钢管的无损检验成为强制要求。对质保书必须填写的内容及试验完成后可 追溯性成为强制要求。(3) 在 ISO油气输送钢管标准中钢管的分级及其主要区别在ISO 3183油气输送钢管标准中，钢管按照质量要求之间的差异，共分为A、

11、B、 C三部分，也被称为A、B、C三级要求。其主要区别是：在ISO 3183-1A级标准要求 中制定了与API SPEC 5L的规定相当的基本质量要求，这些主要的质量要求是通用的； 在ISO3183-2B级标准要求中除基本要求之外附加了有关韧性和无损检验方面的要 求；还有某些特殊用途，例如酸性环境、海洋条件及低温条件等对钢管的质量和试验有 着非常严格的要求，这些主要反映在ISO 3183-3C级标准要求中。(4) 油气输送管道对钢的主要性能要求油气输送管道对钢的主要性能要求包括：(a) 强度一般的油气输送管道都是根据钢材的屈服强度设计的。采用屈服强度较高 的钢制管，可以提高管道工作压力，获得较

12、好的经济效应。因此，管道用钢的屈服强度 已经从最初的碳素钢逐步发展起来，20世纪40年代为X42X52钢级，60年代末达到 X60X70钢级。现已正式生产和正式使用屈服强度已达到更高的X80X100钢级。(b) 韧性20世纪50年代和60年代，世界许多地区都发生过油气管道的破裂事故，通过对这些事故的分析，大大促进了人们对管道韧性指标的认识。API 5L规定，除常规的机械性能检验外，生产厂还应按SR5和SR6补充要求进行V形缺口夏比冲击试验 和落锤撕裂试验(即DWTT)，钢管出厂前应进行严格的无损检验。尽管如此，对于长输 管道来说，要完全避免破裂是困难的，还必须着眼于裂纹失稳扩展的阻止。研究表明

13、， 可以用控制DWTT值的办法达到止裂。为此，世界许多国家对管道钢规定了 DWTT试 验的断口剪切面积百分比的最低值。(c) 可焊性由于野外敷设管道的现场条件恶劣，钢管对接焊接时要求有良好的可焊 性。可焊性差的钢管在焊接时易在焊缝处产生裂纹，并造成焊缝及热影响区硬度增高、 韧性下降，增加管道破裂的可能性。钢材可焊性设计原则是对马氏体转变点及淬硬性的 控制。根据合金元素对马氏体转变点的影响和实际经验确定的碳当量计算公式，可用来 评定钢的可焊性。普通采用的碳当量公式为：eqw(C)w(Mn) w(Cr) w(Mo) w(V) w(Ni) w(Cu)6515(1-2)Ceq 一般控制在0.40%以下

14、。实际上，大多数钢厂均控制在0.35%以下(d) 延展性如果延展性不足，会导致冷弯成形过程钢板劈裂或在焊接过程产生层状 撕裂。因此，API标准对管道焊管除规定进行压扁试验外，还要求进行导向弯曲试验。 提高延展性的关键是减少钢中非金属夹杂物并控制夹杂物的形态和分布。(e) 耐腐蚀性 在输送含硫油气时，管道内壁接触硫化氢和二氧化碳，从而导致氢脆和应力腐蚀破裂。一般采用降低钢的含硫量、控制硫化物形态、改善沿壁厚方向的韧性 等措施。其主要特点是通过微合金化和控制轧制，在热轧状态下获得高强度、高塑性、 高韧性和良好的可焊性。为了全面满足石油天然气输送管道对钢的性能要求，除了严密 的合金设计外，对硫、磷等

15、有害元素的控制也非常严格。一般含硫量控制在0.010%以下，以提高钢的塑性、韧性，特别是横向韧性。(5) 石油专用管中的油管和套管在API标准中的分类石油专用管中的油管和套管在API标准中的分类如表1-8所示。表1-8石油专用管中的油管和套管在 API 5CT标准中的分类组别钢级类型制造方法热处理最低回火温度/c1234561H40S或EWNoneJ55S或EWNoneK55S或EWN、N&TN801S或EWN、N&TN80QS或EWQ & T2M65S或EWN、N & T、Q & TL801S或EWQ & T566L809CrSQ & T593L8013CrSQ & T593C901SQ &

16、 T621C902SQ & T621C95S或EWQ & T538T951SQ & T649T952SQ & T6493P110S或EWQ & T4Q1251S或EWQ & TQ1252S或EWQ & TQ1253S或EWQ & TQ1254S或EWQ & T注：S无缝管；EW焊管；N 正火；Q&T淬火+回火；N& T正火+回火； None无须热处理。在API 5CT标准中套管和油管分为4组、19个钢级。按照制造方法，又分为无缝 钢管和焊管两大类。除 L80-9Cr、L80-13Cr、C90-1、C90-2、T95-1、T95-2 等 6 钢级限 定使用无缝钢管外，其他钢级不仅可以使用无缝钢管

17、还可以使用电阻焊或电感应焊接方 法生产的直缝焊管。其热处理工艺，除第1组3个钢级外，第1组N80Q类、第2、3、 4组共14个钢级都必须进行全长淬火+回火处理，并对第2组的8个钢级规定了最低回 火温度。对第1组、第2组M65钢级和第3组共7个钢级只规定了 S、P含量最大值， 而未规定其他化学成分。对第2组和第4组共12个钢级规定了化学成分要求。(6) 油管和套管的钢级表达的具体含义在API SPEC 5CT标准中，套管和油管的钢级标明其屈服强度和一些特殊的特征。 钢级标注通常用1个字母和2或3个数字表示，如N80。在大多数情况下，按照字母在 字母表中的顺序，越往后的字母，代表管子的屈服强度越大

18、。例如，N80 级钢材的屈 服强度要比J55的大。数字符号是以千磅每平方英寸表示的管材最小屈服强度来确定 的。例如：N80钢级的最低屈服强度为80klb/in2。API SPEC 5CT标准列出的油管钢级有：H40、J55 K55、N80、M65、L80、C90、 C95、T95、P110 Q125;套管钢级有：H40、J55 N80、L80、C90、T95、P110(7) 国内外常使用的非API油管、套管种类除了 API标准的套管外，国内外还研究和发展了在油田特殊地质工矿环境使用的非 API套管，包括：用于深井的超高强度油管、套管；高抗挤毁套管；含硫化氢油气井中 使用的抗硫化氢应力腐蚀油管、

19、套管；用于低温油气井的高强度油管、套管；用于只有 二氧化碳和氯离子，几乎不含硫化氢腐蚀环境下使用的油管、套管；用于硫化氢、二氧 化碳和氯离子三者共存强烈腐蚀性环境下使用的油管、套管。(8) 石油专用管中的油管和套管API标准的螺纹连接基本情况石油专用管中的油管和套管API标准的螺纹连接由两部分组成；管子或公端以及接 箍或母端。有外螺纹的叫管子或公端，有内螺纹的叫接箍或母端。两个公端用一个接箍连接起来，接箍是一段外径比管子稍大的短管。两端均有内螺 纹。所有带API螺纹和接箍的套管和管线管都是不加厚的。油管是不加厚或外加厚，管端的内径大约等于管体的内径，但加厚端的外径比管体 大，整体连接油管的两端

20、是加厚的。API规范中包括4种螺纹，即管线管螺纹、圆螺纹、偏梯形螺纹以及直连型螺纹。 管线管、圆螺纹、偏梯形的螺纹在拧接装配时要求配合在一起，达到用密封填充脂一起 阻止从螺纹泄漏。直连型套管螺纹未设计成密封的，直连型连接的密封是采用金属对金 属的密封来实现的。(9) API标准螺纹的主要参数API标准螺纹的主要参数包括：(a) 螺纹长度(除偏梯形螺纹)：从螺纹起点(管端)到消失点的长度；(b) 螺纹高度：螺纹齿顶到齿底间的距离；(c) 螺距：螺纹任一点沿轴向到相邻齿的对应点的距离；(d) 螺纹锥度：以英寸表示的每英寸螺纹长度的螺纹直径变化；(e) 紧密距：管子或接箍端面到环规或塞规拧紧位置间沿

21、轴向测得的距离；(f) 螺纹尾扣锥度(仅偏梯形螺纹)：切削工具的快速退刀造成螺纹末端有一个陡峭的 斜度。2机组设备的主要技术参数1.火焰切割机2（套） X4（烧嘴）切割距离约 2000mm切割管坯直径最大180mm总切割时间约 70sec快速返回速度（烧嘴）约 50mm/sec运输时间30sec第一段切割总节奏时间100sec2.穿孔机（带狄舍尔导盘）传动方式：每一轧辊直接通过万向接轴及减速机传动的只装额定功率：每辊2600kw最大功率：每辊6500kw接电率：60%基本转速：230RPM订可调范围：50230RP M电枢范围230440RP M磁场可调范围持续转矩30TM冲击转矩5o 13o

22、线工作辊直径1150-1000mm轧辊辊面宽度670 mm减速比i=1:1.9166传动转速30-120-208Rpm额定传动转速120RPM狄舍尔导盘：直径1847-1697 mm导盘转矩1360kg-m马达转速0-55RPM导盘转速最大25RPM3.六机架空心坯减径机机架数6架（三辊式）机架间距460mm最大第一孔直径196mm（双传动装置）传动马达二最小出口管直径理想轧辊直径最大轧制力最大轧制力矩 转动功率进料速度4.八机架连轧机机架数机架间距 容许轧制力每100T负荷机架弹跳值传动功率与转数机架12机架36机架78最大钢管出口速度轧辊直径5张力减径机机架数机架间距理想轧辊直径最大荒管直

23、径成品荒管直径进料速度出料速度传动功率6.冷床冷床（长X宽）冷床输送速度固定一活动架间距141.5mm500 mm3500kg6000kg-mN=1600 kwn=750RPM约 1.5m/s8架匚辊式）1000mm300T最大0.2mm每台 N=2200KNn=150RPM每台 N=2600KNn=230RPM每台 N=1300kwn=230RPM7.87m/s600490mm28架（三辊式）310mm330mm195mm21.3177.8mm13.0m/sec最大 16m/sec每个机架N=350kwn=0800/2000RPM磁场调节范围 2.5:1约 20M X 165M05节拍/分约

24、 750mm锯齿间距移送杠杆间距最大管重7.分段锯锯片直径（新） 钢管锯片长度 锯前分布宽度 驱动功率 锯片圆周速度 锯片进给速度 最大返回速度 定尺指标精度 切割后钢管长度误差 推进装置移动速度 定尺机档板移动速度约 180mm约3.3米约 79kg/m1800mm828m 切头 0.13.5m850mmN=350kw n=1500RPM最大约130m/sec0200mm/sec 约 400mm/sec 2.5mm 5mm约 100mm/sec0.5/sec8604500mm长进料温度20oC管坯出口温度1280C温差10 oC炉子产量160T/h炉子尺寸炉底中径35000 mm炉底宽450

25、0mm炉膛净宽5000mm8炉子1）.环形加热炉管坯规格：178管坯：178mmx 3900mm长）735/每根从炉底到吊炉顶的净高2000mm2500mm3000mm装炉量（根）单排380根炉底上料槽数391个2）.再加热炉119-162mm壁厚 3.2525mm荒管规格长 1080033000mm进料温度出料温度温差炉子产量炉子尺寸（长x宽）放管根数步进梁上升430C845C980C10 C63.3160T/h12080mmX 35000mm 46根 最大300mm3生产工艺流程及工艺制度3.1生产工艺3.1.1工艺流程总图3.1.1.1总工艺流程生产工艺总流程图如图3-1所示:图3-1生

26、产工艺总流程图3.1.1.2热轧工艺总图热轧工艺流程图如图3-2所示:测长、称重火焰切定尺环形炉加热热定心空心坯减径穿钢管连车收集筐冷锯分段冷床冷却张力减径机高压水除鳞再加热炉图3-2热轧工艺流程图3.1.1.3油管生产工艺流程图油管生产工艺流程图如图3-3所示:中间仓库加厚管加厚正 火+回火硬 度 检 验* 正火+回火订图3-3油管生产工艺流程图保护环漏 磁 探 伤矫直水拧螺压管V纹试接检验头查3.1.2生产工艺流程简述3.121热区生产工艺过程管坯由炼钢厂提供（连铸坯），外径为178 mm，长度为410m。用60t平板车 （或其他工具）从管坯生产厂至管坯堆放场，按钢号、炉号、规格分别堆放在

27、坯料架 上。根据合同订货和生产计划，管坯由 16t磁盘吊吊至火焰切割机组上料台架，逐 根测长、称重，数据输入计算机已控制自动火焰切割机的自动装置。定尺挡板的行 程由马达按切割数据自动调节，按米重控制长度，然后将倍尺坯料切成0.844.5m定尺管坯长度。管坯入炉前需要再次在辊道磅称上称重，将数据输入热区管理计算 机作为批量跟踪的初始信息，后将管坯送入提升装置运至+5.3m平台上，经装料机把管坯逐根送入环行炉内加热。按不同的钢种钢级，将管坯加热至1150C1280C 0C。根据生产节奏时间，由出料机将管坯逐根取出并0.5m扔至管坯斜料台上，震落表面氧化铁皮。管坯沿斜台和辊道运至管坯热定心前定位，继

28、而完成自动定心。定心后的管坯经斜轧穿孔的前台，送入喂料槽，由链条和液压马达驱动的喂料 器推入穿孔。穿孔后毛管直径184mm,长3.511m，壁厚10.7546.50mm。穿孔过程结束后，由“顶杆装入和拔出装置”将顶杆与毛管从辊道上拔出，输 出辊道送料装置将顶杆及毛管往连轧机方向移出约1.7m，被挡板挡住，此位置上，顶杆在挡板后被一个液压装置夹住。这时毛管由辊道向连轧机方向输出，一个用液 压缸操纵的抛出装置将带顶头的顶杆从辊道上拔出，顶杆从辊道上拔出，顶杆经斜 坡滚入冷却装置进行循环冷却。从穿孔机输出的毛管通过16MPa的高压水除磷装置清除一层再生氧化铁皮，直 接进入6机架空心坯减径机。只需定径

29、的毛管，经过 2或3个机架轧出179mm的空心坯；要进行减径的 管，经过6机架轧出141.5mm空心坯，壁厚10.7550mm,长度为4.29m14.08m。 空心坯轧出后，由压缩空气将内壁氧化铁皮吹净，然后进入连轧机前台导位装置进 行芯棒定位。轧制时芯棒头部先于空心坯头部规定长度一起喂入工作机架。当芯棒 尾部离开连轧机最后一机架时，连轧机后台辊道由光电盘控制制动。停下来后斯惠 顿杠杆把它从料辊道上拔出，回转180后放到调节辊道上定位，第二个斯惠顿杠杆重复此动作，放到芯棒脱棒机上脱棒，芯棒进入根一组的循环装置，脱棒后荒管放 入锯切位置，已锯切荒管同步放到螺旋运输机上。壁厚大于7mm时不需要切头

30、，轧出荒管长度为833m，直径为152.5,壁厚为3.2525mm。螺旋运输机在二个周期内把荒管送入螺旋运输装置的存放，设置三路送料辊 道，再把存放槽内的荒管送入第一路轨道同时，三路辊道上的荒管继续前移一个槽 距，第三路上的荒管便进入步进式加热炉中第一齿槽上，其目的是使荒管进料速度 保持底速度，约1.7m/s,以避免炉膛的内壁的故障和损坏。若对荒管取样，则需通过三路辊道中第一路辊道型升降装置下降，三路辊道向 取样锯方向反转，进行锯切。采用混合煤气加热的部进式再加热炉生产能力160t/h，有把不同进料温度(430 C 850C)的荒管加热到约980 C的温度，而长度方向温度允许为10 C。出再加

31、热炉后通过一台高压水除磷装置进入28架三辊式外传动张减机，减径管的直径(179mm)，壁厚 10.7533.5 mm,长度 4.511.9m。张减管经输送辊道送至部进式冷床。张减机最后一个机架轧辊中心线与冷床端 部距离为，所以当张减机最大轧出深度时，光管部分一离开张减机就要制动。宽长 的部进式冷床通过离合器分为二段传动，冷床使光管旋转前进，起矫直作用，从冷 床下来的光管，由平行布置的二组送辊道成排送往各自冷锯机组进行定位，成排锯掉增厚端，按各种倍尺锯切，最后锯去尾部增厚端，锯切后倍尺光管经由输送辊道 卸到中间库台料筐上，自动过磅称重，待标签挂上后。由吊车将管捆吊到中间仓库 并有序地放在料架台上

32、。3.122精整车间生产工艺3.1.221油井管生产加工车间生产工艺油井管均不经流水精整线，而是用双梁吊车自中间仓库直接将长度为油井管管 料吊到人工预检测台架，经检验后先将管料的不平端锯掉，然后将28m长的倍尺管料切成7.7m14m长的定尺管坯。3.1.2.2.2油管、套管的加工工艺油井管均不经过流水精整线，而是用 12.5t双梁吊车自中间库直接将长度为 28m 的油井管管料吊至加厚机组进行加厚。加厚前，管子的加厚端采用感应线圈加热， 加热温度约为1250C，然后在液压加厚机上进行管端加厚。每加热一次可加厚12次。经加厚的管子吊至修磨和管端磁粉检验装置台架。修磨装置用于去除加厚耳子 并精磨加厚

33、的管端。在一个滑座上装有两个磨头，可使钢管同时从二侧得到修磨。 通过液压缸可将带有磨头的滑块沿钢管轴线移动约600m。当进行表面修磨时，钢管在旋转装置的带动下绕自身轴线旋转。磨屑由吸尘装置清除。该抽吸装置的排气管 道设在厂房的柱子中间，穿过屋顶排出磨屑。磁化装置和淋磁粉装置通过气动装置 可伸入管子内部和套进管子约为3mm,接着金属磁化头向外开张以使之贴在管子的内壁上，上下两面靠近管子，并接通磁化装置和淋磁粉装置，电流通过铜磁化头流 过管壁，通过外接触头。这种辅助磁化环路使管子圆周磁化，由此显示出管端外表面上沿管子纵向的裂 纹。不合格的管子尚需切除，重新加厚。钢级的管子经修磨、检验合格后，管子直

34、接调运至漏磁、磁粉探伤装置中间库 堆放，其余钢级的油、套管均吊至调质机组中间堆放库进行调质处理。除正火和回 火处理的管子外，其余均采用油淬火 +回火处理。对调质后的钢管，管端不加厚者， 经三辊热定径机后进入双链式冷床进行冷却；经加厚的管子则通过冷床。冷却后的 管子先进行硬度检验，然后通过 5/2七辊式矫直机矫直。在加厚端通过矫直机前， 五个上矫直辊能分别自动提升和压下，使矫直机始终能保持正常工作。对加厚管端 不直的管子或特别厚的管子尚需在 1600kN压力矫直机上矫直。各种纲级的油、套管均需要进行无损漏磁探伤，检验钢管的横行和纵向裂缝。 除了特别厚的钢管外，油套管均需采用旋转式漏磁化探伤检验，

35、而探头检验不到的 管端部分分别采用磁粉探伤检验。有缺陷的钢管或管端尚需要进行修磨、改尺或报 废。经检验合格的钢管调运至油套管车丝机组进行车丝、螺纹检测，并在一端拧上 管接头，然后在水压机上进行密封性实验，接着进行光谱分析。通棒实验检查可能 出现的内径偏差。随后，每根钢管都要进行测长、称重、压印、打印（涂标色）、在两端拧上保护环、静电涂层、打捆入库。3.2工艺制度3.2.1温度制度轧件在各工序的温度见表3-1。表3-1各工序温度参数表入环形炉温度室温20C出环形炉温度1150C 1280C兰钢级G105装匚毛管温度1190C 1220C空减后温度1100C 1150C连轧温度1050 C订入再加

36、热炉温度430C 850C出再加热炉温度980C 10C张减后温度850C线下冷床温度100C 300C3.2.2孔型系列及变形制度各孔型系统变形制度见表3-2表3-2各孔型系统变形参数表名称参数名称孔型I直径/mm178戈.0管坯长度 /m4 10）.003入炉直径/mm178管坯长度/m4.5空直径/mm184心长度/m8.6坯壁厚/mm34.5延伸系数1.91空直径/mm179减坯长度m8.9壁厚/mm34.5延伸系数1.03连直径/mm152.5轧长度/m17.5荒壁厚/mm25管延伸系数1.97张直径/mm139.7减坯长度/m22.8壁厚/mm25延伸系数1.33.3技术规程331

37、管坯准备3.3.1.1管坯尺寸1）直径：178mm,直径公差范围2.0mm；2）长度：410m；3）重量公差范围：3kg；4） 弯曲度：10mm/m,全长弯曲度不大于1.5倍管坯直径，椭圆度在直径公差 范围内；5）端面平直度：端面应与管坯轴线垂直，偏差值 5mm。3.3.1.2管坯表面质量1）管坯表面不允许有缩孔、裂纹、夹杂物及其它缺陷，但深度不大于0.4mm的表面裂纹允许存在，大于0.4mm的裂纹应予修磨。2）管坯表面不允许有金属或其它夹杂物的污损，如果其沉积在管坯表面可以修磨掉，这种沉积物可允许在二分之一直径范围内存在。3.3.1.3对管坯质量一贯制冶炼要求1）从高炉一-连钢铁水首先进行脱

38、硫；2）按API标准或DIN标准规定严格控制化学成分;3）对钢水进行吹氩处理；4）对含Mn 0.9%、Cr 0.3%、Mn 0.3%易产生白点钢水，需采用脱气处理，使 H含量小于2ppm。5）对初轧机要求：火焰处理，深度为1.54mm。3.3.1.4火焰切割机管坯测长称重后，按规定公差和所测的管坯的实际米重，将投料管坯转换成实1际切割长度，通过两条切割线进行切割。切割机组为2*4火焰切割机组13.3.1.4.1技术参数1切割直径：Max180mm1烧嘴快速返回速度:51m/s1切割厚度：200mm烧嘴开30s1总切割时间：Y初始切割15s装切割时间25s1切割棒长度：410m1管坯长度：0.8

39、44.5m订预压力：氧气1.52.0MPa不低于99.5焦炉煤气 0.20.25 MPa Q 低=44004600Kcal/Nm压缩空气0.50.7 MPa1使用SDK-IF喷嘴压力调节线加热氧为25MPa1切割氧0.71MPa天然气 0.060.07MPa3.3.1.4.2生产数据总切割时间70s运输时间30s切割同步时间100s喷嘴配置8个3.3.2管坯加热3.3.2.1加热条件加热均匀、加热过程不能有严重的氧化或脱碳、避免热裂纹、过热、过烧，烧损11.5%。3.322设备技术参数1）管坯尺寸：1788404500mm 坯重 Max 859 kg2）钢种：碳素钢，低合金钢、合金钢3）入炉温

40、度：20C4）出炉温度：11501280C5）管坯出炉截面温度：10C6）生产能力：160t/h7）炉子尺寸：中径35m,底宽4.5m，炉膛宽5m,炉膛高23m8）加热速度：6min/cm3.3.2.3加热时间k R（3-1）式中：R管坯半径；k系数。中低碳钢和低合金钢k=912min/cm；高碳钢k=1218min/cm=3.3.2.4力卩热制度按主孔型不同，环形加热炉各区温度分布见表3-3。表3-3环形炉各区温度分布区号一区二区三区四区五区六区出炉度152.51240124012951295129512701260钢级G105的加热制度见表3-4所列表3-4生产现场环形加热制度（供参考）区

41、号-一-二二三四五六穿孔温度毛管温度42MnMo71000122013001300128012801220126012001240333管坯穿孔333.1管坯定心要求管坯出炉后进行穿孔前定心，以改善管坯咬入条件并防止穿偏，改善毛管壁厚 不均。定心装置可选用液压定心机、风镐式定心机和炮弹式定心机等。3.3.3.2液压定心机技术参数(宝钢钢管厂)定心力：450kN夹紧力：1150kN最大定心深度：55mm最大定心孔直径：63mm3.3.3.3管坯定心要求穿孔机顶头78150mm,以直径差4mm为一级，共19种规格。管坯定心孔尺寸见表3-5表3-5 液压定心孔尺寸管坏直径顶头疋心孔178Dt/mm1

42、22150D0/mm30孔径d /mm53孔深h /mm40定心孔直径d与孔深h间的关系：定心头圆弧段：h 15.225d24定心孔斜线段：h d (2 tan22.5 )243.3.3.4穿孔速度制度穿孔机轧辊和导盘转速配合关系见表3-6、表3-7。表3-6穿孔机速度制度轧棍转速303543526170788796104114122130导盘转速13131616181821242426262626表3-7不同状态下的轧辊、导盘速比正常轧制状态去除导盘粘钢轧辊转速951254060导盘转速18261826速比（Ud.Vcx）1.52.43.05.8(Ud Vcx)最佳值2.0管坯穿孔时低速咬入

43、（0.97m/s）,高速轧制（1.26m/s）穿孔后空心坯直径184mm，长度为3.511.4m。333.5穿孔毛管技术条件1）保持均匀时间轧制，避免前台管坯和后台毛管过多而造成不必要的降温。应贯彻抢温轧制。在前台停留时间过长造成表面温度低于正常50 E的管坯不准穿孔。毛管穿出温度见表3-4 o2）毛管前端壁厚应均匀，不允许有明显的穿偏、撕裂、螺旋划伤、卡辊结疤、 轧痕、外折和发纹等缺陷。3）毛管外表面氧化铁皮由高压水清除。定径后毛管直径公差2 mm。3.3.4空心坯减径（1）空心坯减径机共6架，在不同外径的空减坯使用的机架配置见表3-8所列。表3-8空减机机架配置连轧机孔型空减机孔型12机架

44、布置5634152.5179X导向XVVV轧制空减坯时的减径量轧制Dm 179mm空减坯时，总对数减径量为0.03。同样地，最后一架减径量 1%。335钢管连轧335.1连轧工艺钢管连轧工艺如图3-5所示图3-5连轧流程图3.3.5.2咬入和轧制1）咬入时，空减坯温度不低于1100C2）荒管外径、壁厚规格已知3）孔型配置、芯棒规格按轧制表4）按已确定的孔型及荒管壁厚选定或计算各轧辊转速3.3.5.3转速摆动轧制时的转速摆动是控制机架见张、推力的主要手段，摆动曲线如图3-6第一机架最大摆动值为设定转速的15%第二机架至第五机架的摆动值可由下式计算：ni 15% -_邑旦（3-2）1 F6 Fo当

45、第一架摆动到最大值时，其它各架摆动值见表3-9。表3-9连轧机各架最大转速摆动值机架号123456摆动值 n max /%1510.56.65.22.50.0转速摆动在正确的范围内时，荒管有合适的周长，表面有四条均匀的黑线。 张力过大将产生包棒；过小则可能产生轧折。应根据轧出荒管质量及脱棒情况 进行调整。335.4芯棒直径补偿作用：调整荒管长度，保证荒管壁厚；补偿芯棒直径规格数不足。芯棒的直径补偿应与转速摆动值配合运用。3.3.5.5荒管的长度控制原则荒管长度控制应遵循如下原则：与张减机相配合，轧出的成品管外径、壁厚控制在公差范围内；连轧机上轧制顺利脱棒顺利。3.3.5.6竹节控制连轧管两端出

46、现外径、壁厚和面积增大的现象称为竹节。其主要原因在于咬入和抛出阶段（非轧制稳定阶段），芯棒阶越而造成的竹节问题是全浮连轧机组的固有问题，可采用在非稳定轧制阶段改变一些机架 的轧辊转速来减轻。此外，还可通过孔型设计、改善润滑条件的多种方法来改善或 消除竹节现象。3.3.6再加热(1) 入炉温度：430850C,出炉温度：9801050C出料截面温度：土 10C出料最快速度：270根/小时(与轧制周期13.3秒配合)加热时间：10分钟，炉子能力：160吨/小时(2) 加热制度在加热炉内管坯升温速度见图3-7。图3-7再加热升温曲线说明：炉子沿长度方向分布为恒温曲线；在炉宽方向上，根据进料具体长度调

47、整尾端的供热量；出炉温度：不同钢种加热时的炉温及出炉温度见表3-10。表3-10部分钢种再加热炉温及出炉温度钢种炉子温度出炉温度St359701070C940970CSt45960980C900960CCk45、St52、St55900980C910960C37M n5950980C930960C337张力减径337.1要求荒管从管坯炉出来后，先经高压水除磷再进入张减。除磷水压力为16MPa,不得低于14 MPa。钢温不得低于900Eo SRM的特点：过程机控制头尾增厚。3.3.7.2终轧温度表3-11 终轧温度表钢管品种钢种终轧温度St35880930C一般管St45、St45-187091

48、0CSt52St55CK45800900C油井管37Mn 59(T55)800880C其它钢种860890C3.3.7.3张减机速度最大进口速度：2.75m/s最大出口速度：16m/s张减机为三辊外传动机架，为单传独动，即三个外辊用一个电机通过减速箱由 一根输入轴同时传动。各机架传动比见表3-12所列。表3-1228机架张减机的速比表机架序号速比i机架序号速比i机架序号速比16. 851113.643211.70826.851123.346221.70836.228133.015231.70846.228142.750241.70856.228152.491251.70865.861162.323261.70875.339172.116271.70884.920181.989281.70894.564191.917104.057201.828337.4取样为了及时掌握轧制质量情况，需定期对张减管取样，测其外径、壁厚和检验内外表面质量。取样要