直缝钢管、管坯变形过程和卷制过程

直缝（féng）钢管、管坯（pī）在（zài）成型（xíng）机中（zhōng）的变形过程是非常复杂的，它包括纵向（xiàng）变形、直缝钢管横向变形和断面变形三部分。

(1)纵向变形纵向（xiàng）变形是指管坯由平（píng）板状（zhuàng）变为圆筒状过程中（zhōng）在轧制线方向上的变形。纵向变形是不均匀的。在预成型段，带钢边缘部分的延伸L′大（dà）于中心部分的延伸（shēn）L，达到（dào）封闭孔型前的精成（chéng）型机架，中心部分的延伸L又大于边缘部分的延伸L′。这种纵向不均匀变形是（shì）辊式连续成型过程中带钢（gāng）变形的主要特点。

直缝钢管带钢的纵向变形

(2)横向变形（xíng）横向变（biàn）形是（shì）指管坯在（zài）各成型机架中的横断面弯曲变形，即由成（chéng）型孔型所产生的（de）变形。管坯（pī）在各特定孔型机架中进（jìn）行横（héng）向弯曲变形的问题是轧辊孔（kǒng）型设计的问题。

(3)断面变形断面变形是指成型以后(实际上还（hái）包括定径矫直以后)钢管的壁厚与板坯的厚度比较发生的变化。断面壁厚的（de）变（biàn）化在成型较厚壁（bì）钢管时不太明显。薄壁（bì）管成型时，直缝钢管一方面管壁厚度比板坯厚度发生轻微的增（zēng）厚（hòu），一（yī）方面同一断面的管壁厚度呈有规律的、不均匀的分布。边缘部分的壁厚（hòu）小于管底部分（fèn）的壁厚，这是由于边缘延伸的结果（guǒ）。由（yóu）于断（duàn）面变（biàn）形（xíng）量很小，对没有大的影响（xiǎng），所以可忽略（luè）不计。一般不做研究（jiū）。

成（chéng）型好的管坯-相对于平的带钢来说，仅在垂直于带钢和管（guǎn）子（zǐ）中心线的平面上产生弯曲（qǔ）变（biàn）形：当带钢（gāng）成（chéng）型为管子后伸长的带钢边缘（yuán），还应当（dāng）恢复到与带钢中部同样的长度。这就涉及到边缘延伸及回（huí）弹这两个问题。

直缝钢管(4)边缘延伸及（jí）回弹（dàn）实际成型中（zhōng）带钢的变形要比（bǐ）上述情况复杂得多（duō），在一般的辊式（shì）连（lián）续成（chéng）型过程（chéng）中，带钢实际上是分段成型（xíng）的，即所谓阶梯成型。阶梯成型中带钢边部会（huì）产生（shēng）波形，如图56所示。这种情况，必然引起带钢局部应力（lì）的。

进（jìn）一步研究任意两相邻机架之间的带钢变形，可将其变形过（guò）程分为4段（duàn）(见图57)：带钢与成型辊表面的接触段1；爿|接触变形段2；不变形段3；弹性恢复（fù）段4。带钢边缘在非接触变形段受到拉伸（shēn），此拉仲在带钢与成型辊表面的接触段中得以降（jiàng）低。成型机架后面有（yǒu）一段带钢的弹性恢复区，在这里，已经拉长的（de）带钢纤维有明显的收缩。在弹性恢复（fù）段和非（fēi）接触段之间有一段带钢不发生变形的区段。在这段，带钢边缘平行于成型机的轴以上（shàng）是介绍直缝钢管、管坯变形过程（chéng）。

在直缝钢管卷制过程中为什么要使用玻璃润滑剂：

金属的压铸技术早已不是什么秘（mì）密，早在20世纪30年代西方就已经发（fā）现钢铁（tiě）同其（qí）他质地较（jiào）软的有色金属一样可以用（yòng）卷制法进行变形。这种新工（gōng）艺一经推出就（jiù）推广开来，因为它的技术简单易学，生产设备和基础成本很低，而生产的产品种类丰富多样，，用途（tú）特别广泛，因此工艺的改进升级受（shòu）到了人员们的愈加重视。大约在十年后（hòu）英国一家公司研制（zhì）成功玻璃润滑剂，使得直缝钢（gāng）管卷制工艺（yì）在各国普及开来。

在此之前，传统的钢管卷制生产工艺采用的是（shì）把（bǎ）石墨作为润滑剂。不过石墨润滑剂有其致命的缺点：

1.热传递，隔（gé）热差、模具升（shēng）温快，磨损快（kuài），卷制长产品困难。

2.产（chǎn）品的碳含量（liàng）较高，当生产不锈钢时容易（yì）产生晶间腐蚀，因此完工后要把渗碳层剔除，使成本增加。

3.加大了生态（tài）污染破（pò）坏。

而玻璃润滑剂与石墨润滑剂相比，其优点是：

1.玻璃热传递效率低，工件表面（miàn）的保温工作做得（dé）好，模具（jù）的使用寿命（mìng）有。

2.润滑（huá）能力比（bǐ）石墨提高三倍，生产的速率和宽度相应增大，从而可扩大（dà）卷制机生产的产品范围。

3.玻璃润滑剂化学性质稳定，不会引（yǐn）起组织缺（quē）陷。

4.玻璃的浓（nóng）度可以随便（biàn）调节，获得不同的物理（lǐ）性（xìng）能(如软化点、粘度等)，以（yǐ）适应卷制不同（tóng）材质的产品需要。

5.干净环保，   副（fù）作用，对环境破坏小（xiǎo）。综上所述，玻璃润滑剂（jì）产品优异（yì）性能突出。是直缝钢管生产的润滑剂（jì）。

生产钢管时要（yào）做好润滑的三个地方是：

1.卷制模：卷制模的润滑通常的做法是将玻璃粉压制成玻璃垫，钢管（guǎn）卷制开始前先把玻璃垫夹在钢材和卷制模中间，为能（néng）使（shǐ）玻璃垫在中间摩（mó）擦作用下软化效果发挥好，制作的玻璃垫的形状（zhuàng）与卷制模入口锥和钢材端部形状相匹配。

2.卷制筒和芯棒：卷制筒和芯棒的（de）润滑使用的玻璃剂是粉状的，它的颗粒状物小（xiǎo），软化度高，然后将（jiāng）之涂敷在钢材内孔和外表面。此（cǐ）外（wài），也可以用玻璃布（bù）打（dǎ）包缠绕在钢材表面上和把玻璃布（bù）条缠绕在芯棒上的办法。

3.钢管表（biǎo）面玻璃膜（mó）的剔除：因为卷制时采用（yòng）了玻璃（lí）润滑剂，卷制（zhì）出（chū）来的钢管内外表面上会保（bǎo）留一层薄薄的玻璃膜，这层膜就跟普通玻璃一样，硬而脆，对投入使用后（hòu）的产品造成影响，所以要剔除。剔除方法械法和化学法。机械法可以采用的有喷丸、水冷和拉伸矫直等办（bàn）法。如果使用化学法剔除玻璃膜时，我们都知道玻（bō）璃的化学性质相当稳定，因此使用（yòng）化（huà）学法的话   使用（yòng）强酸或强碱性（xìng）质的（de）液体（tǐ）。然而酸洗法的危害是对各种钢管材质的（de）侵蚀性大，可能使钢管表面产生过酸洗，尤其对碳钢（gāng）的侵蚀性大，单独采用酸洗（xǐ）不划算也不合适。所以（yǐ）现在大都采（cǎi）用酸碱（jiǎn）联合剔除法。