超厚壁不銹鋼無縫管用于化學和石油工業(yè)的高壓和超高壓(壓力在500MPa以上)的管道、軸、軸承和其他管件,同時還可作為螺旋軋制周期斷面管件的坯料等。
在現(xiàn)有的軋管機上,采用熱變形的方法能夠生產(chǎn)徑壁比(D/S)為4~20的不銹鋼厚壁管。按照D/S的大小,可分為D/S=6~20的厚壁管和D/S=4.0~5.9的特厚壁不銹鋼管兩類。
一般認為三輥軋管機最適合軋制不銹鋼厚壁管,但是由于受到不銹鋼管內(nèi)徑的限制,一般不能生產(chǎn)內(nèi)徑小于45mm的厚壁管。
熱擠壓工藝是生產(chǎn)超厚壁管的最佳方法,該工藝能夠大大地減小生產(chǎn)不銹鋼厚壁管的內(nèi)徑(最大可達到3mm),并且使生產(chǎn)的厚壁管的D/S達到2.1.
隨著擠壓機擠壓芯棒直徑的減小,使擠壓芯棒的工作條件顯著惡化。因為擠壓芯棒由于鋼管內(nèi)徑的減小,不可能做成帶內(nèi)水冷式的,并且在擠壓過程中,由于芯棒受熱,會引起其斷裂。因而,實際上將擠壓芯棒限制在φ20~30mm.為了生產(chǎn)內(nèi)徑小于20mm的厚壁管,在D/S≥2.3時,可以采用冷軋和冷拔的方法。但是冷軋或冷拔變形會使超厚壁管內(nèi)表面的質(zhì)量明顯變壞。
為了得到內(nèi)徑3mm以上的超厚壁管,采用如圖6-14所示的方法,生產(chǎn)出D/S=2.1~4.0的超厚壁鋼管。
可移動芯棒3的端部的最初位置在擠壓模2圓柱帶伸出50~100mm.在擠壓過程中,當擠壓桿6隨著擠壓墊5移動時,變形金屬7環(huán)繞不移動的擠壓芯棒4,帶著可移動芯棒3流動,并且經(jīng)過擠壓模2形成帶有內(nèi)芯棒的擠壓管。
擠壓時,由于芯棒是在冷狀態(tài)下進入變形區(qū),因此在不同的溫度下比其他金屬的強度要高很多,不會發(fā)生變形。可移動芯棒3能自由地通過不可移動的空心擠壓芯棒4,芯棒和變形金屬之間沒有相對移動,僅存在較小的摩擦力。因此,鋼管和芯棒之間不會焊合。同時,在擠壓之前,可以噴涂或刷上一些懸浮狀的潤滑劑。
擠壓結(jié)束后,芯棒與鋼管同時被鋸切。擠壓周期的其余工序與擠壓一般鋼管的相似。芯棒可以通過拉拔或其他方式取出。芯棒可以用H13或者06Cr18Ni11Ti鋼冷拉線材制作。采用06Cr18Ni11Ti不銹鋼冷軋棒線材制作的芯棒在拉拔機上能順利地從鋼管中拉出。超厚壁管的內(nèi)表面光潔度達到6~7級,尺寸公差也滿意技術(shù)條件要求。超厚壁鋼管(D/S=2.2)的橫斷面如圖6-15所示。
采用這種工藝可以獲得任何要求的外形和內(nèi)表面的不銹鋼厚壁管,為此,必須使用相應形狀的擠壓模和擠壓芯棒。尼科波爾南方鋼管廠在1600t臥式液壓擠壓機上,采用上述工藝,生產(chǎn)出外徑為ф40mm、φ60mm、φ80mm、ф100mm,內(nèi)徑為φ3mm、φ5mm、ф10mm、φ15mm的超厚壁管。
擠壓結(jié)束后,芯棒可以當鋼管在七輥矯直機上矯直后從鋼管中拔出,并且由于斷面是超厚壁,可以采用溫矯。
采用上述工藝還可以生產(chǎn)厚壁復合鋼管。采用外層為55CrNiMoV鋼,內(nèi)層為10Cr24Al材料的雙層坯料,直徑為Φ145mm.一次擠壓成Φ25mm復合管。芯棒材料為12Mn18Cr12V鋼。從擠壓余料的縱向和徑向截面可以看出,擠壓時各層金屬材料的流動對稱。