无缝钢管省心省钱

管坯加热温度是指管坯的出炉温度。它的确定应保证该钢种在塑性的范围内实施主变形，确定加热温度的基础是铁、碳平衡图，在实际操作中，一般应考虑以下因素。①钢种。不同的钢种对应其不同的加热温度。②温降。环形加热炉到轧机工艺线上新产品的温降（外）大小，一般应保证变形终了前的金相组织在单相区。③加热缺陷。应防止钢坯过热甚至过烧。

定心装置主要是防止顶杆在穿孔过程高速旋转时产生速度的抖动，保持穿孔过程稳定，防止毛管由此产生严重的偏心或顶杆弯曲。定心装置一般设置3~4架，随着毛管长度的增加，定心装置可有5~7架。 

通常每台定心装置由3个互成120°的定心辊组成。1个上定心辊和2个下定心辊。穿孔时定心装置的动作如下所述。 

（1）当管坯咬入至毛管接近定心装置前，机架定心辊及时将顶杆抱住，并随顶杆一道转动（随动辊），以使顶杆轴线保持在轧制线上，不至于产生过度的甩动。 

（2）当毛管前端接近某一架定心装置时，3个定心辊同时打开一个小距离（即毛管位置），使毛管进入3个定心辊之间并旋转前进。此时定心装置起到毛管导向及防止毛管过度甩动的作用。定心辊打开的间距（毛管位置）应根据毛管直径予以调整，通常3个定心辊的间距（直径）选取毛管的外径加毛管的跳动量（8~12 mm）。 

（3）当穿孔过程完成后，上定心辊上抬起一个较大距离（打开位置）。此时，安置在定心辊之间的升降辊道升起将毛管拖住，转动辊道可输送毛管。 

定心辊的驱动早由汽缸完成，主要在小型机组上使用。现代的极大型机组通常都采用液压缸驱动，并实现自动控制。 

地质管是我国开发专用无缝钢管早的品种之一，1955年6月鞍钢无缝钢管厂，按照原苏联标准ГОСТ 6238－1952“用内接头连接的地质钻探岩芯管及其套管”，生产出了我国批Φ146mm×4.5mm和Φ146mm×7.5mm地质套管。1954年鞍钢参照ГОСТ 6238－1952标准，制定了鞍钢企业标准437－1954。接着原冶金部颁布了部颁标准“用内接头连接的地质钻探岩芯管及其套管”冶标19－1957，并于1963年修订为YB 236－1963。 

1956年鞍钢无缝钢管厂按照原苏联标准ЧMTY 3343－1953“地质钻探杆管”生产出我国批地质钻杆管，1957年鞍钢参照ЧMTY 3343－1953，制定了企业标准鞍标438－1957；1960年上海钢管厂开始生产地质管（45钢），1957年原冶金部颁布了部颁标准“地质钻探杆管”冶标21－1957，1963年修订为YB 235－1963。1970年原冶金部将两个标准经过修改合并为1个标准“地质钻探用钢管”YB 235-1970。 

标准公布后，鞍钢无缝钢管厂、成都无缝钢管厂、上海钢管厂、北京钢厂等无缝钢管生产厂普遍按此标准生产DZ40、DZ50和DZ55钢级的中小直径地质管，并开始研制生产供应DZ60、DZ65钢级的地质钻探管。大直径地质管主要由成都无缝钢管厂生产供应。 

20世纪70年代中期，随着金刚石钻井技术的引进，原冶金部以瑞典CMS和日本JIS标准为蓝本，制订了YB 848-1975“小口径钻井用钢管”标准，并于1975年正式颁布实施。随着我国金刚石钻井技术的发展，YB 848-1975标准已不适应生产要求，为与国际标准相适应，借鉴美国DCDMA标准，制定了“金刚石岩芯钻采用无缝钢管”标准GB 3423-1982，取代YB 848-1975。 

1982年无锡钢厂开始试制、生产供应DZ75钢级的地质钻探用冷拔钢管，生产规格为Φ55.5mm×4.75mm、Φ73mm×5mm和Φ88.5mm×5.5mm。 

1987年成都无缝钢管厂根据国内对热轧大中直径地质钻探管的需要，制定了“地质钻探用无缝钢管”企业标准Q/CG 51－1987（1999年修改为“地质钻探用光管”Q/CG 51－1999），该标准中增加了部分大直径钢管规格（YB 235-1970中没有的），使地质钻探管的外径系列、壁厚和技术要求与API标准基本一致，填补了冶标YB 235－1970的不足，满足了我国地质钻探用管的需要。 

1993年对标准的管理进行了调整，将标准“金刚石岩芯钻采用无缝钢管”GB/T 3423-1982调整为行业标准，原冶金部对其进行了修订并公布为部颁标准YB/T 5052-1993。

继周期轧管工艺之后，世界上又先后出现了多种轧管工艺。其中包括艾哈德轧管、自动轧管、狄塞尔轧管、三辊轧管、热挤压管、连续轧管、冷拔（轧）管、热扩管等8种轧管工艺。现分别予以介绍。 

1 艾哈德（Ehrhardt）轧管工艺 

艾哈德于1891年发明水压冲孔工艺以生产冲孔杯状坯，并于1899年完成用芯棒将冲孔坯顶推通过一系列直径逐渐缩小的圆环以生产无缝钢管的方法。通常又称为顶管工艺。 
现今特大口径无缝钢管仍采用顶管法生产，直径可达1 066 mm，20世纪80年代，曼内斯曼公司将此工艺发展为CPE工艺，主要生产中小直径无缝钢管。

2 自动轧管工艺 

斯蒂弗尔（Stiefel）1895年获得盘式穿孔机的专利后，台自动轧管机于1903年在美国投产，1905年采用均整机的自动轧管机组诞生。自动轧管机又称为斯蒂弗尔轧管机。之后，自动轧管机一度成为生产无缝钢管的主要机组。

3 狄塞尔轧管工艺和Accu Roll轧管工艺 

Sam Diescher首先构思将旋转导盘引入二辊斜轧机代替原先的导板，以进行延伸轧管，并于1932年诞生台狄塞尔（Diescher）轧管机。半个世纪之后，美国AS公司首先将锥形辊引入斜轧管机并获得专利，1989年世界上台Accu Roll轧管机在我国烟台投入生产。

4 三辊轧管工艺 

这是一种三辊斜轧管工艺，毛管在芯棒与3个辊之间被辗轧延伸，三辊轧管机又称阿塞尔（Assel）轧管机。

5 热挤压管工艺 

早在曼内斯曼兄弟发明斜轧穿孔前，就已经有了采用热挤压铝材的工艺来生产无缝钢管的专利。但只是在20世纪50年代成功采用玻璃润滑剂之后，钢管的热挤压工艺才获得真正的应用和快速发展。现代热挤压钢管工艺主要用于高合金难变形管材及异型管材的生产。

6 连续轧管工艺 

早在1891年美国凯洛格（Kellogg）钢管厂就已获得连续轧管机的专利。但由于众多的技术原因，这一工艺并未获得真正成功。直到20世纪50年代这种工艺才获得巨大发展，并以其高产能、率、高质量逐渐成为生产无缝钢管的主导轧机。 

纵观上述多种轧管工艺，它们诞生在不同时期，经不断改进并发展自身的特点，以满足市场对产品的规格、品种、质量和不同批量的要求。并在不同时期，陆续形成各种无缝钢管生产方式。目前三辊行星轧管机(PSW)及穿孔机轧管工艺(CPS)的研制与开发，表明世界上仍在继续探索新的轧管工艺。

7 冷拔（轧）管工艺 

为了扩大、补充及提高热轧无缝钢管的品种和质量，所采用的管材二次加工技术——冷拔（轧）及热扩管工艺亦得到相应发展。 

早在热轧无缝钢管生产方法采用之前，冷拔工艺就已经用于焊管的二次加工。冷轧工艺是由美国Tabl Reduing公司于1931年获得专利，采用类同周期轧管机的变形工艺（机架往复运动，多道次变形），因此又称为冷皮尔格轧管机。 

采用冷拔（轧）方法不仅可以生产热轧方法难以生产（或不经济）或无法生产的规格品种及高质量要求的产品，而且也可采用穿轧毛坯代替热轧生产小规格钢管及高质量的特殊品种（如轴承管、不锈钢管等）。目前我国冷拔（轧）产品占无缝钢管总产量的20%左右，远高于美国、日本、俄罗斯等国的产量。

8 热扩管工艺 

热扩管工艺是生产大口径无缝钢管的主要方法，分辊式（斜轧）、拉扩式和推制式3种形式。辊式扩管扩径可达1 500mm，适合于规模生产；而推制式扩管设备简单，投资少，产量低，仅适合于小批量生产。 

我国现有无缝钢管热轧成品机组36套，另有多套冷轧（拔）管机组。其中热轧管机组包括连轧管机组、自动轧管机组、周期轧管机组、精密轧管机组（Accu Roll）、圆盘轧管机组（Diescher）、三辊轧管机组、扩管机组、顶管机组及挤压管机组等九大类。也进行过三辊行星轧管机的工业性试验。还有100多台（套）生产无缝毛管的设备（主要是穿孔机），较之世界上任何一个的生产机组都多，可谓世界上无缝钢管生产机组的博物馆。 

现今热轧无缝钢管生产的基本工艺是：坯料准备→加热→穿（冲）孔→ 再加热轧管→定径→精整、检查、测试（冷却、矫正、切（锯）头、取样、探伤、水压、测重称重、防腐等）→包装入库。 

其中主要热变形工序是穿（冲）孔、轧管及定（减）径。穿（冲）孔主要是将实心管坯变成中空的荒管；轧管主要是减壁及控制壁厚，亦是纵向延伸变形的主要工序；定（减）径主要是减径及控制外径，同时也可调整壁厚（张力减径）。 

由于轧管工序不仅是轧管纵向变形的主要工序，而且对壁厚控制，表面质量，以至整个机组的生产效率都起着至关重要的作用。因而人们已习惯于将轧管工序的名称称为该机组的型式，如连轧管机组、自动轧管机组、精密轧管机组等。 

由于对无缝钢管质量的高要求及热轧钢管机组、快速发展，促使钢管精整工艺和设备进一步发展及现代化。步进式冷床、多辊式钢管矫直机、切管机及排管锯、快速铣头倒棱机、自动测长、称重、喷印及机械化捆扎装置等相继出现并广泛应用。而相关技术的发展，特别是连铸圆坯工艺的日趋成熟以及在线检测、自动控制技术的运用更加推动了无缝钢管生产技术的发展。对产品的更高质量要求及专用管材还需进一步进行热处理（正火、退火、调质等）和机加工（车丝扣、扒皮、磨光、端部加厚等）。