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無縫鋼管在冷拔過程中存在不均勻變形原因分析

2019-07-26   來源:   點擊數:40次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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 中國無縫管網營管部獲悉:無縫鋼管在冷拔過程中存在著不均勻變形原因,有些是因為冷拔工序造成的,有些是因為無縫鋼管本身的問題造成的,下面無縫鋼管的小編為大家介紹一下無縫鋼管在冷拔過程中存在不均勻變形原因分析。
  
  無縫鋼管在冷拔過程中存在著不均勻變形,由此產生附加應力,冷拔后這種附加應力即成為殘余應力留在管內。無縫鋼管不均勻變形的程度決定了其殘余應力的大小和分布。
  
  “當前,我國關鍵基礎鋼鐵新材料的質量、性能、綠色化水平顯著提高,但與先進國家相比,我國高端裝備用材料還有差距,亟需加大攻關力度。”5月7日,鋼鐵研究總院副院長杜挽生在由中國冶金報社主辦的2018中國軋鋼與軋輥新技術高峰論壇上表示。他認為,鋼鐵材料的發展方向和趨勢是高潔凈度、高均勻性、超細組織、高精度和高附加值,亟需形成關鍵基礎鋼鐵新材料先進的制造工藝和用戶應用技術。
  
  高端裝備用鋼鐵材料發展仍存三方面問題“高端裝備用鋼鐵材料是鋼鐵材料中的高技術含量產品,是航空航天、能源交通、海洋工程、汽車輕量化、環保等產業和重大裝備制造、重大工程建設、戰略性新興產業及國防先進武器所需的關鍵基礎材料,對推動鋼鐵行業持續發展、保障國家工業化和國防安全具有重要意義。”杜挽生說。
  
  中國無縫管網營管部獲悉:高端裝備用鋼鐵材料的發展具有以下特點:國家、行業和地方出臺了相關規劃,加強了宏觀指導;加強了關鍵技術突破,一批高端鋼鐵品種成功應用;強化了企業主體地位,形成了較為先進的生產工藝流程;產業規模逐步擴大,區域特色日益明顯;關鍵鋼鐵材料功能性明顯,具有特定的服務領域;關鍵鋼鐵材料發展具有緊迫性。
  
  他表示,不論是從工藝技術發展水平、品種質量狀況,還是從產業競爭力上來看,我國高端裝備用鋼鐵材料與先進國家相比仍有差距。
  
  一是鋼材生產工藝落后,產品自主開發能力弱。
  
  整體來看,我國高端裝備鋼鐵材料產品結構偏低端,部分高端裝備及核心部件用關鍵基礎鋼鐵材料嚴重依賴進口,關鍵技術受制于人。如特種耐腐蝕油井管、船用耐蝕鋼、高速鐵路用車軸及軸承鋼、高標準模具鋼等關鍵基礎鋼材產品仍然滿足不了需求,亟需大力發展。
  
  二是產品開發與下游市場需求銜接不夠。
  
  發展關鍵鋼鐵材料涉及到眾多的裝備制造和鋼材生產企業、高等院校和科研院所之間的協同合作。而我國企業間合作松散,協同創新能力欠缺,產品開發與用戶企業實際需求結合不緊密,嚴重阻礙了高端裝備關鍵基礎鋼材的發展。
  
  我國多數鋼鐵企業生產工藝控制水平不夠高,生產管理控制指標寬松,造成國內鋼鐵產品,尤其是優質鋼材產品批次質量波動較大。近10年來,我國一批國有大中型鋼鐵企業先后引進了世界一流的鋼鐵生產裝備,企業整體裝備水平進入世界先進行列,但企業裝備駕馭能力不足,許多關鍵生產工序自主控制水平不高,生產技術人員缺乏創新能力,導致高水平裝備生產不出高質量產品。
  
  三是相關標準不能適應用鋼行業快速發展的要求。此外,還存在著企業精細化管理和生產水平較低,生產技術水平落后于裝備水平的現象。
  
  “這在企業裝備水平很高,但缺少與之相適應的產品質量和品種上可以得到體現。”杜挽生表示。
  
  國內外高端鋼鐵產品差距有多大?
  
  “國內外高端鋼鐵產品的差距有多大?我們做了一些研究。”杜挽生做了如下分類比較。
  
  在海洋工程裝備與高技術船舶關鍵用鋼方面,我國亟待開發高端品種。目前,從用量上看,我國90%的海洋裝備用鋼都可以自給,但從品種規格上看,占牌號數量70%的高端海洋裝備用鋼,要么尚屬空白,要么嚴重依賴進口。
  
  在航空(航天)發動機及燃氣輪機用高溫合金方面,我國仍處于跟跑階段。不過,客觀上講,我國高溫合金的研制和生產水平與先進國家的差距正在拉近。
  
  在新型高鐵和城市軌道用鋼方面,我國發展并不均衡。當前,我國動車組整車技術在世界范圍內處于并跑或領跑地位,但在輪對、轉向架以及變速箱等關鍵技術中的關鍵材料生產上整體仍然處于跟跑或并跑階段。其中,我國高速車輪應用時間較短,研究和開發起步也較晚,借鑒、吸收和再創新的過程也短,原始創新的沉淀和應用數據的積累少,仍部分依賴進口;就高速車軸而言,國內動車組車軸主要依賴進口,在動車組車軸技術要求、材料技術標準等方面缺乏系統的技術儲備;就高速軸承來說,國內主機廠生產的動車組所用的軸箱軸承品牌均為歐洲、日本的,我國真空脫氣軸承鋼冶金質量的穩定性和疲勞壽命與國外高品質真空脫氣鋼(高鐵軸承用鋼)存在一定差距。
  
  在大型飛機結構性關鍵部件用鋼方面,我國整體水平基本上可以滿足國防軍工、裝備制造、國民經濟發展要求,但與國際先進水平相比,仍存在較大差距。
  
  與國外先進水平相比,我國在大型飛機結構性關鍵鋼鐵材料領域處于跟跑狀態;在高性能理論設計和計算、廣度和深度研究、先進設備生產、工藝參數優化等方面仍需進一步努力。
  
  “高端裝備用鋼鐵材料關乎社會經濟安全和國防安全,關乎我國工業核心競爭力提升,關乎我國工業轉型升級,關乎我國工業自主創新能力建設,必須盡快取得突破,補上短板。”杜挽生表示。
  
  中國無縫管網營管部獲悉:無縫鋼管冷拔變形是由其變形特點決定的。由于空拔過程中沒有芯棒參與對管壁的加工,且變形后管壁的厚度變化不大,因而造成了無縫鋼管內外層變形條件和變形狀態的很大差異,導致了不均勻變形。
  
  變形過程中,由于無縫鋼管內表面附近的金屬首先進)塑性變形狀態,并且金屬沿軸向流動時沒有受到摩擦產生的阻力的影響,因而出現其軸向變形沿壁厚方向的不均勻性,致使無縫鋼管外層的自然延伸明顯低于內層。這樣,在無縫鋼管外層產生的軸向和切向附加拉伸變形和附加拉伸應力達到最大值;相反,在無縫鋼管內層產生的軸向和切向附加壓縮變形和壓縮應力也達到最大值,附加應力在變形后成為殘余應力留在管內。
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