无缝钢管生产读本教材

首钢长治钢铁有限公司职工培训教材无缝钢管生产读本职工培训教材编写组《无缝钢管生产读本》编写委员会主编：李虎山副主编：张小刚周明山编委：张红梅周庆红责任编辑：李宇科冯燕玲李书孝吕金瑜撰稿人：（按姓氏笔画为序）马万里王振江牛岩林田宝忠田志强李旭波张兵韬张雷芦爱斌尚中书宫树红黄红岗责任校对：李书孝庄素珍成连军靳东冬前言首钢长治钢铁有限公司无缝钢管厂始建于1959年，发展至今已有50多年历史，经过多次改造，现已形成一定规模，并在周边地区产生一定的影响力。随着我国钢管行业近年来的快速发展，同其它新企业相比，我们的工艺及设备都比较落后，对钢管生产的新工艺也比较陌生，特别是对一些新的钢管机组及其相关生产原理，企业职工的知识结构已不能满足企业发展的需求。为提高职工的知识水平和操作技能，实现标准化操作，由职工培训中心牵头，无缝钢管厂等单位协作，编写了这本《无缝钢管生产读本》。《无缝钢管生产读本》是长钢职工培训系列教材的重要组成部分，在编写过程中，我们从无缝钢管厂的实际出发，在内容上力求简明，通俗易懂，理论与实际相联系，注重实际操作。除对本厂钢管生产工艺简单介绍外，还对近年来一些新建钢管企业的机组进行了简单介绍外，还对近年来一些新建钢管企业的机组进行了简单介绍，以提高职工的钢管生产知识。本书在编写过程中得到了公司和无缝钢管厂领导的大力支持，他们在生产任务十分繁重的情况下，组织专业技术人员编写、修改、校对、审阅，保证了教材的如期出版。在此，向他们表示衷心的感谢！由于编者经验和水平有限，教材中难免存在疏漏与不妥之处，请公司同行和广大读者批评指正，在此一并感谢！编者二零一零年十二月目录第1章钢管生产概论………………………………………………………………………………......11.1钢管的用途和分类……………………………………………………………………………11.2钢管的技术要求………………………………………………………………………………21.3钢管的生产方法………………………………………………………………………………6第2章钢管厂生产工艺流程………………………………………………………………..…………82.1钢管厂概况…………………………………………………………………………………....82.2钢管厂生产工艺流程…………………………………………………………………………9第3章钢管厂设备介绍………………………………………………………………………………103.1主要生产设备………………………………………………………………………………..103.2主要辅助设备………………………………………………………………………………..24第4章自动轧管机组生产热轧无缝钢管……………………………………………………………264.1概述……………………………………………………………………………...........…....264.2管坯准备……………………………………………………………………………….........264.3管坯加热………………………………………………………………………...…...……....274.4管坯穿孔……………………………………………………………………….....………....294.5自动轧管……………………………………………………………………….....………....324.6钢管定（减）轻………………………………………………………………………………..34第5章冷拔无缝钢管生产……………………………………………………………………………385.1概述……………………………………………………………………………............…....385.2钢管的酸洗和润滑……………………………………………………………………..……385.3冷拔钢管的方法………………………………………………………………………..……435.4钢管的热处理………………………………………………………………………………..44第6章钢管精整及存在的产品缺陷…………………………………………………………………486.1钢管的矫直……………………………………………………………………………..…....486.2钢管的切头、切尾……………………………………………………………………………506.3钢管的人工检验………………………………………………………………………..……506.4钢管的无损探伤……………………………………………………………………..………516.5钢管的包装…………………………………………………………..……………………....526.6钢管产品缺陷分析………………………………………………..…………………………52第7章钢管厂操作工技能知识………………………………………………………………………587.1加热炉控温工技能知识……………………………………………………………..………587.2穿孔机操作工技能知识…………………………………………………………..…………637.3轧管机操作工技能知识…………………………………………………………..…………647.4定（减）径操作技能知识……………………………………………………………………647.5酸洗、磷化、润滑操作工技能知识…………………………………………………………647.6冷挤头机操作工技能知识……………………………………………….…………………667.7冷拔操作工技能知识……………………………………………………………….………677.8退火操作工技能知识……………………………………………………………….………687.9精整操作工技能知识………………………………………………………………..………687.10探伤操作工技能知识……………………………………………………...………………70第8章无缝钢管机组简介……………………………………………………………………………928.1穿孔机组…………………………………………………………………………….....…....928.2轧管机组……………………………………………………………………………..….......94第1章钢管生产概论1.1钢管的用途和分类凡是两端并具有中空断面，而且其长度与断面周长之比较大的钢材，都可以称为钢管。当长度与断面周长之比较小时，可称为管段或管形配件，它们都属于管材产品的范畴。钢管是一种经济断面钢材，是钢铁工业中的一项重要产品，通常占全部钢材总量的8%～16%左右，它在国民经济中的应用范围极为广泛。由于钢管具有空心断面，因而最适合作液体、气体和固体的输送管道；同时与相同重量的圆钢比较，钢管的断面系数大、抗弯抗扭强度大，所以也成为各种机械和建筑结构上的重要材料。用钢管制成的结构和部件，在重量相等的情况下，比实心零部件具有更大的截面模数。所以，钢管本身就是一种节约金属的经济断面钢材，它是高效钢材的一个重要组成部分，尤其在石油钻采、冶炼和输送等行业需求较大，其次地质钻探、化工、建筑工业、机械工业、飞机和汽车制造以及锅炉、医疗器械、家具和自行车制造等方面也都需要大量的各种钢管。近年来，随着原子能、火箭、导弹和航天工业等新技术的发展，钢管在国防工业、科学技术和经济建设中的地位愈加重要。钢管的种类繁多，用途不同，其技术要求各异，生产方法亦有所不同。目前生产的钢管外径范围0.1～4500mm、壁厚范围0.01～250mm。为了区分其特点，通常按如下的方法对钢管进行分类。1.1.1按生产方式分类钢管按生产方式分为无缝管和焊管两大类，无缝钢管又可分为热轧管，冷轧管、冷拔管和挤压管等，冷拔、冷轧是钢管的二次加工；焊管分为直缝焊管和螺旋焊管等。1.1.2按钢管的断面形状分类钢管按横断面形状可分为圆管和异形管。异形管有矩形管、菱形管、椭圆管、六方管、八方管以及各种断面不对称管等。异形管广泛用于各种结构件、工具和机械零部件。与圆管相比，异形管一般都有较大的惯性矩和截面模数，有较大的抗弯、抗扭能力，可以大大减轻结构重量，节约钢材。钢管按纵断面形状可分为等断面管和变断面管。变断面管有锥形管、阶梯形管和周期断面管等，1.1.3按钢管的材质分类钢管按材质分为普通碳素钢管、优质碳素结构钢管、合金结构管、合金钢管、轴承钢管、不锈钢管以及为节省贵重金属和满足特殊要求的双金属复合管、镀层和涂层管等。1.1.4按管端形状分类钢管根据管端状态可分为光管和车丝管(带螺纹钢管)。车丝管又可分为普通车丝管(输送水、煤气等低压用管，采用普通圆柱或圆锥管螺纹连接)和特殊螺纹管（石油、地质钻探用管，对于重要的车丝管，采用特殊螺纹连接），对一些特殊用管，为弥补螺纹对管端强度的影响，通常在车丝前先进行管端加厚（内加厚、外加厚或内外加厚）。1.1.5按外径D和壁厚S之比（D/S）分类按外径D和壁厚S之比的不同将钢管分为特厚管（D/S≤10）、厚壁管（D/S=10～20）、薄壁管（D/S=20～40）和极薄壁管（D/S≥40）。1.1.6按用途分类按用途可分为油井管（套管、油管及钻杆等）、管线管、锅炉管、机械结构管、液压支柱管、气瓶管、地质管、化工用管（高压化肥管、石油裂化管）和船舶用管等。1.2钢管的技术要求1.2.1钢管生产的技术依据钢管的产品标准是现场组织钢管生产的技术依据，是钢管产品的考核标准，也是供需双方在现有生产水平下所能达到的一种技术协议。一般国家和行业标准规定的内容如下:1、品种，即钢管产品的规格标准，规定了各种钢管产品应具有的断画形状、单重、几何尺寸及其允许偏差等；2、技术条件，即钢管产品的质量标准(或性能标准)，规定了钢管产品的化学成分、机械性能、工艺性能、表面质量以及其他特殊要求；3、验收规则和试验方法，即钢管产品的检验标准，规定了检查验收的规则和做试验时的取样部位，同时还规定了试样的形状尺寸、试验条件及试验方法；4、包装、标志和质量证明书，即钢管产品的交货标准，规定了成品管交货验收时的包装要求、标志方法及填写质量证明书等。有些专用钢管需要按照国际或国外先进标准组织生产，如石油专用管（套管、油管、钻杆和管线管等)按照API标准、锅炉管按照ASME标准等。1.2.2对钢管尺寸偏差的要求根据国标GB/T17395—2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》对尺寸偏差的要求，可分为标准化和非标准化两种，四个等级，其具体参数要求如下表：外径允许偏差表1—1壁厚允许偏差表1—2标准化壁厚允许偏差偏差等级壁厚允许偏差S/DS/D＞0.10.05＜S/D≤0.10.025＜S/D≤0.05S/D≤0.025S1±15%S或最小±0.6mm，取其中较大值S2A±12.5%S或最小±0.4mm，取其中较大值B-12.5%S3A±10%S或最小±0.2mm，取其中较大值B±10%S或±0.4mm，取其中较大值±12.5%S或±0.4mm，取其中较大值±15%S或±0.4mm，取其中较大值C+正偏差取决于重量要求-10%标准化外经允许偏差非标准化外经允许偏差偏差等级外经允许偏差偏差等级外径允许偏差%D1±1.5%,最小±0.75mmND1-1.5～+1.25D2±1.0%,最小±0.5mmND2±1.25D3±0.75%,最小±0.3mmND3-1.0～+1.25D4±0.5%,最小±0.1mmND4±0.8注：S是钢管公称壁厚；D是钢管外径。1.2.3对钢管的长度要求根据国标GB/T17395—2003《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》对钢管的长度要求，可分为通常长度、定尺长度和倍尺长度。1、通常长度钢管一般长度以通常长度交货。通常长度为3000～12500mm。2、定尺长度和倍尺长度定尺长度和倍尺长度应在通常长度范围内，全长允许偏差分为四级（如下表），每个倍尺长度按以下规定留出切口余量；⑴外径≤159mm，5mm～10mm⑵外径＞159mm，10mm～15m全长允许偏差表1—3偏差等级全长允许偏差mmL1+200L2+150L3+100L4+501.2.4对钢管外形的要求根据国标GB