工艺参数对三辊行星旋轧铜管尺寸定量影响研究

目的借助有限元模拟对管材三辊行星旋轧的尺寸进行定量研究与分析。方法采用三维扫描仪获得轧辊的宏观几何模型,采用Simufact.forming有限元软件,探究推进力、轧辊角度、自转速度及表面摩擦因数对TP2铜铸坯旋轧过程中变形和尺寸的影响。结果通过扫描发现,轧辊的倾斜角和偏转角分别为50°和29°;模拟结果显示,采用剪切摩擦更适合管材尺寸的准确模拟,剪切摩擦因数最佳值为1.2;增大喂料小车推力有利于轧件三角形区域的增大,最佳推力为13 kN;此外,轧辊转速对轧件尺寸有一定影响,增大轧辊转速有利于扩径,最佳转速为160 r/min。结论轧辊最低点位置和轧辊表面摩擦因数是影响轧件归圆后尺寸的2个关键因素,通过模拟研究可以准确获得管材的变形和几何参数。

国家标准《铝及铝合金热挤压管第1部分:无缝圆管》述评

介绍了国家标准GB/T 4437.1-2023《铝及铝合金热挤压管第1部分:无缝圆管》的修订原则和主要内容,评价了该标准的水平和创新点,并展望了铝合金标准的未来发展趋势。

斜轧轧管与皮尔格轧管对大口径薄壁无缝钢管性能影响

通过对斜轧轧管机组生产的φ813 mm×28 mm规格和皮尔格轧管机组生产的φ711 mm×24 mm规格的15CrMoG无缝钢管的化学成分、常温拉伸、高温拉伸、硬度、冲击和金相组织等试验分析,研究了斜轧轧管与皮尔格轧管两种不同无缝钢管轧制方式对大口径薄壁无缝钢管性能的影响。结果表明:在相近轧制比的前提下,两种轧制方式对常温拉伸、高温拉伸及硬度等性能指标无影响,斜轧轧管方式生产的15CrMoG无缝钢管,其横纵向性能差异较小,冲击韧性更优。

无缝钢管张力减径工艺减径率分配修正模型理论研究

无缝钢管张力减径工艺减径率分配是孔型分配合理与否的关键步骤,但其分配仍依赖于经验公式。从金属流动的角度分析了减径率的分配规律,在经验的基础上提出了“三点两段统合式”减径率分配修正模型。将修正模型得到的结果与传统模型计算结果以及企业生产数据相比,发现变化趋势相近,减径率和减径量变化曲线更加光滑,应用于生产有利于金属流动。

MS1180方管连续辊弯成形角部开裂机理

方矩形管在辊弯成形中会产生角部开裂现象,这已成为严重制约方矩形管质量的关键问题,为解决其角部开裂缺陷展开深入研究,寻找控制开裂缺陷的方法。首先通过对MS1180进行单轴拉伸、缺口拉伸和平面应变实验得到了材料的力学特性,并分别利用3种拉伸试验将Ayada、Rice-Tracey和标准化Cockroft-Latham准则进行校准,得到了预测误差最小的一种断裂准则,并以此构建了方矩管辊弯开裂模型。其次利用辊弯成形COPRA RF设计软件和有限元MARC仿真专业软件,结合生产实际条件建立了方矩形管连续辊弯成形三维有限元模型,并进行辊弯实验验证模型的准确性。最后采用扫描电镜和金相显微镜对方矩形管开裂件以及断口进行微观观察,针对性的利用有限元模型探究了方矩形管连续辊弯成形时应力-应变分布规律,并分析了道次数量、角部成形半径和机架间距对方矩管角部应力-应变分布的影响。结果表明:发现材料起裂点位于角部近外层,对开裂断口进行分析,得到其开裂方式为准解理开裂,角部剪切面上所受的主应力过大导致其开裂;增加辊弯道次数量、方矩形管角部成形半径以及机架之间的间距能有效减少开裂问题的出现,为以后解决方矩形管角部开裂问题提供了理论基础。

FeCrAl合金管材温轧组织演变及力学性能

对FeCrAl挤压管坯进行两道次温轧及退火热处理,分析了温轧及退火过程的组织演变及力学性能。结果表明:在本研究成分的FeCrAl合金管材温轧过程中,富含Nb、Ta、Mo元素的大尺寸不规则第二相颗粒破裂断开形成微裂纹、孔洞等缺陷;温轧过程变形不均匀,近外表变形程度高于近内表,由外至内硬化程度降低;经过退火后显微组织不均匀,由再结晶组织和变形组织组成,近外表再结晶程度高于近内表;一道次温轧管材850℃/1 h退火后完成大部分再结晶,抗拉强度为679 MPa,屈服强度为469 MPa,伸长率为27.75%,二道次温轧管材800℃/1 h退火后,由于退火温度不够,仅完成回复和局部再结晶,伸长率降低,抗拉强度为725 MPa,屈服强度为571 MPa,伸长率为19.50%。

基于DBO-RBF的无缝钢管张力减径轧制力预测

基于深度学习,提出了一种基于蜣螂优化算法(DBO)优化径向基函数(RBF)神经网络的预测模型,对无缝钢管张力减径过程的轧制力进行预测。同时,以某钢管厂张力减径过程中采集的第4和第10机架轧制力相关数据为样本集,通过学习和训练,将得到的结果与传统RBF神经网络的预测结果进行了对比。结果表明,该模型具有更高的预测精度和稳定性,第4机架轧制力预测结果的均方根误差eRMSE和平均绝对误差e_(MAE)分别为0.53和0.39,第10机架轧制力预测结果的均方根误差e_(RMSE)和平均绝对误差e_(MAE)分别为0.13和0.09,预测值与真实值之间误差均在工业允许范围内。

GB/T 5310-2023《高压锅炉用无缝钢管》国家标准概述

简要介绍了《高压锅炉用无缝钢管》(GB/T 5310—2023)修订的背景,重点解析修改的主要技术内容,对比分析国内外相关标准主要技术指标,并提出实施新版标准的建议,对企业执行标准具有指导意义。分析认为:新版GB/T 5310在标准的适用范围、钢管的尺寸精度、钢的化学成分、钢管的力学性能均与国外先进标准相当;在钢管的检验项目及指标要求方面,如无损检测、低倍、非金属夹杂物、显微组织、晶粒度和脱碳层要求等,新版GB/T 5310比国外先进标准规定项目多,部分指标要求严。

基于均质与细晶化的高性能限动芯棒生产工艺优化与实践

随着全球无缝钢管行业的蓬勃发展,高性能限动芯棒作为关键工艺装备,其生产工艺的优化与创新日益受到关注。本文通过对其生产加工的国内外研究现状及工艺特点难点的深入分析,以对芯棒加工中的均质化、细晶化、热处理工艺等方面研究优化为方向,开发出具有自主知识产权的高性能限动芯棒生产工艺,提高了芯棒的力学性能和冲击韧性,确保了产品质量的稳定性和可靠性,为我国高性能限动芯棒的自主化生产奠定了坚实基础。

螺旋埋弧焊管在风电塔筒制造领域的应用研究

近年来我国风力发电对风电装机的需求不断增大,为了进一步提升风电塔筒的制造技术和效率,对传统风电塔筒制造工艺和螺旋埋弧焊接风电塔筒制造工艺的优点和缺点做了分析比对,提出用螺旋埋弧焊接方法制造风电塔筒有显著的优势,如更高的生产效率、更低的缺陷产生几率及更少的环焊缝。目前国外已经开始采用螺旋埋弧焊接工艺制造风电塔筒,我国螺旋埋弧焊管企业需要克服超大管径、壁厚和管长等技术难题,以更好地推进螺旋埋弧焊管在风电塔筒制造中的应用。

管坯表面缺陷对应在成品管上的形貌试验研究

介绍了不同类型的管坯表面缺陷经过PQF连轧管工艺轧制变形后,对应在成品管上所产生外折的形貌特征。管坯表面的圆孔伤产生了沿钢管轴线的直线发纹,直线的裂纹深度与管坯的圆孔伤深度有关;管坯的纵向伤也产生了沿钢管轴线的直线发纹,随着轴向伤深度的加深,裂纹的深度和长度加深加长;管坯的周向伤在成品管上产生了环向的翘皮,翘皮均呈锯齿状,且极易脱落。通过对管坯表面缺陷在成品管上的形貌特征的研究分析,探索PQF连轧管机组的变形规律,进而为制订管坯检验验收标准、确定成品管探伤检验方法提供参考依据。

不同初轧温度下钛合金三辊斜轧穿孔工艺研究

根据三辊斜轧穿孔工艺的技术特征与钛合金塑性变形特点,通过有限元软件对TC4钛合金进行不同初轧温度的穿孔轧制有限元模拟,分析轧制过程应力、应变、温度、材料流动情况。以初轧温度为变量进行穿孔实验,对比不同温度下轧制力及轧后毛管微观组织。结果表明:三辊斜轧穿孔工艺完全适合钛合金生产,并且不同初轧温度下均可获得变形魏氏组织的钛合金毛管,验证了三辊斜轧穿孔生产钛合金管的可行性与有效性,为工艺推广提供指导和依据。

超紧凑型钢管感应调质热处理线的研究应用

通过ARE产线钢管感应调质热处理线研究应用项目的开展,对现有感应热处理线进行改造。现有的ARE钢管感应热处理线整体布局不变,整流变压器、上料台架、上料装置、下料装置、双向链式冷床、下料台架及液压站等利旧,输送辊道部分利旧、局部改造,淬火电源、回火电源及感应圈根据产品方案按照淬火+回火工艺要求重新设计并更新,补齐相应的水淬及配套的水循环系统,配套相应仪表、自动化、计算机系统,实现温度闭环控制。通过改造将现有感应热处理线打造成一条超紧凑型钢管感应调质热处理线,使其具备年淬火+回火热处理管线管、接箍料、石油套管等3万t的生产能力,弥补ARE产线热处理的缺口,提高产线的盈利能力。

高级别管线钢板形控制技术研究

随着管道输送效率的不断提高,大厚壁大口径高钢级已成为管线钢发展的趋势。为满足高强韧性要求,合金加入量及轧制工艺难度越来越大,终冷温度控制朝着大冷速超低温控制,造成钢板内组织及应力不均性增大,板形控制难度增加,瓢曲严重。为解决此类问题,通过对钢坯加热制度、初轧工艺、精轧工艺、冷却参数以及成分设计等实际生产数据统计分析,确定板形影响关系,为控制高级别管线钢板形问题制定有效措施。

GB/T 13296《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》新旧标准对比分析与研究

叙述了锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管产品迎合了当代先进应用领域发展的前瞻性需求,为了更好的理解和执行GB/T 13296-2023《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》标准,从适用范围、规范性引用文件、技术要求、新旧标准水平对比以及与国外标准的对比等方面阐述了新旧标准之间的差异和分析结论,针对性的对关键先进、领先指标内容进行解读,对标准采纳和实施过程中的具体执行给出可行性的实施建议。

GB/T20490—2023《钢管无损检测无缝和焊接钢管分层缺欠的自动超声检测》国家标准概述

简要介绍了《钢管无损检测无缝和焊接钢管分层缺欠的自动超声检测》(GB/T20490—2023)修订的过程,修订标准的主要技术内容变化及对产业发展的作用。

在线加速冷却对热轧C-Mn无缝钢管组织及性能影响

文章介绍了包钢钢管公司460生产线上一种C-Mn热轧无缝钢管在线加速冷却工艺试验。试验结果表明,在线加速冷却工艺对试验钢组织、性能影响显著,在线控冷能够抑制两相区先共析铁素体的产生,细化了基体晶粒,晶粒度从非控冷状态下的6.5级提高到了8级,改善了钢的带状组织。钢管力学性能及冲击性能有明显提高,屈服强度达到300~345 MPa,抗拉强度达到485~545 MPa,纵向室温冲击功平均值达到102 J,纵向0℃冲击功平均值达到86 J,纵向-20℃冲击功平均值达到60 J。

Q390坯料裂纹与轧制缺陷对应性分析

Q390热轧无缝钢管的发纹缺陷一直是影响钢管一次合格率和成材率指标的重要原因之一。发纹缺陷的产生原因主要与连铸管坯质量有关。本文通过轧制试验分析了坯料裂纹缺陷与轧制缺陷的遗传对应关系和缺陷变化情况,分析坯料到成品脱碳层的变化情况。

热浸镀锌焊接圆管外表面锌层厚度均匀性分析及工艺优化

钢管在热浸镀锌过程中涂层厚度难以精确控制,造成涂层厚度过厚或过薄,保证均匀性难度较大。本文主要介绍了热浸镀锌焊接圆管外表面锌层厚度标定样品选定、测量方式、方法和数据分析等内容。通过对数据采集和采用分组网格化、归一法等方式进行深度分析,探索影响焊接圆管外表面锌层厚度及其均匀性的主要原因,探讨改善锌层质量的途径。结果表明:风压控制,温度控制,风量控制,风环出风孔工艺参数对锌层厚度和均匀性影响较大,在风环出风孔顺畅、保证风压稳定、温度稳定控制、风量稳定控制等因素在可控条件下,锌层均匀性是可以得到改善的,能有效降低锌层厚度,保证锌层均匀性稳定。在保证产品质量的同时实现节约锌料,提高效率,有效地控制成本,具有良好的经济效益。

中低碳锰钢管外表面麻面缺陷分析

为查明中低碳锰钢管外表面麻面缺陷的产生原因,分析了钢管及轧辊的化学成分、硬度、微观形貌。结果表明,轧辊表面硬度偏低,且在轧制过程中发生石墨及碳化物破碎导致轧辊掉块,少部分掉落的轧辊块在轧制过程中重新黏附于轧辊表面,高温轧制时钢管被轧辊上的黏结物损伤而产生麻面。建议定期修磨轧辊表面,剔除凸出黏结物;适当降低钢管轧制温度;更换轧辊材质;优化轧辊的铸造工艺,使轧辊基体组织中石墨小型化、碳化物球化和小型化,避免轧辊在使用中破碎掉块。