 大口径厚壁无缝钢管优势功能在我国的重要性
大口径厚壁无缝钢管是关系我国能源安全的重要产品。在斜轧穿孔过程中，由于轧辊和顶头的挤压及摩擦作用，其金属内部的变形程度和速度都极为复杂。在复合变形的条件卜，孔隙性缺陷的焊合极为困难。通过圆柱形试样压缩实验，深入研究金属材料的孔隙性缺陷在复杂应力应变情况卜的变化与发展规律，确定了复杂应力应变条件卜孔隙性缺陷的消除判据；通过理论分析和数值模拟，大口径厚壁无缝钢管斜轧穿孔过程中的变形机理，得到影响无缝钢管中孔隙性缺陷焊合的因素及规律；建立了以消除大口径厚壁无缝钢管的孔隙性缺陷为目标的斜轧穿孔参数的制定原则和方法。
大口径厚壁无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔先制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拔制成。在制造过程中，钢铁的冶金质量和凝固特性不可避免的会给钢锭带来许多夹杂、疏松、裂纹等原始缺陷。金属如果在塑性加工过程中应力状态不良，给孔隙性缺陷的形成和扩展提供了条件。由于大口径厚壁无缝钢管制造技术的特殊性和复杂性，就更容易产生孔隙性缺陷。而且钢管的直径和管壁越大，管材内部金属变形的不均匀性越严重，更易形成“夹层”缺陷。
大口径厚壁无缝钢管孔隙性缺陷的焊合问题：
1、通过焊合实验和数值模拟发现，对于不锈钢TP321孔隙性缺陷的焊合效果受到变形工具表而与缺陷所成角度和金属的变形量的影响。但当试件轴向应变大于0.65时，变形工具表而与缺陷所成角度小于45。的孔隙性缺陷均能实现完全焊合。
2、对比分析不锈钢TP321X400管坯斜轧穿孔过程中3个工艺参数对钢管各层金属径向应变的影响。结果显示，内外表而的径向应变大于中间层，因此高频焊直缝钢管的孔隙性缺陷多出现在管壁的中间位置。无缝钢管孔隙性缺陷的消除应采用增大顶头尺寸和增加顶头前伸量，而轧辊间距对该尺寸管坯的孔隙性缺陷的消除作用不明显。
高强度合金钢、不锈钢等特殊金属的大口径厚壁无缝钢管是火电、核电设备使用的关键基础结构件，其规格和制造精度对电站设备的性能有直接的影响。目前，世界上生产大口径厚壁无缝钢管的工艺主要有4种：热轧、扩管工艺叫；冲孔、顶管拔伸工艺。气锻造原坯、内膛外扒工艺，热挤压工艺。20世纪20年代后，大型挤压技术有了长足发展。第2次世界大战以来，由于火箭、导弹、航空、船舶、空间技术和核工业的发展，出现了黑色金属、高强度合金钢、不锈钢等特殊金属的挤压管材和型材，最大产品的单重达到十余吨。这些材料由于强度高、变形抗力大、塑性低，因此必须采用热挤压法用。
大口径厚壁无缝钢管在不同挤压比条件下，等效应力、等效应变以及载荷曲线的变化趋势是一致的，说明在模拟挤压过程中，各挤压过程比较稳定，且随着挤压比的增大，等效应力、等效应变及载荷都随之增大，这一变化趋势与理论分析一致。故该数值模拟对于实际应用可以起到一定的指导和借鉴作用。
1、在对埋弧焊直缝钢管的数值模拟挤压过程中，金属填充凹模型腔的过程时，管件所受的等效应力、等效应变急剧上升且达到峰值，当金属流出工作带一定距离后，管件所受的等效应力、等效应变趋于稳定。
2、在其他条件不变的情况下，随着凹模锥角的不同，管件所受的等效应力、等效应变也随之发生变化。随着凹模锥角的增大，等效应力增大，但是等效应变减小。随着模锥角的增大，凸模载荷逐渐减小。
3、在对大口径厚壁无缝钢管的垂直挤压数值模拟过程中，凸模载荷变化可分为3个阶段，填充挤压阶段、稳定挤压阶段和终了挤压阶段。当坯料未填满凹模型腔时，随着挤压的进行载荷逐渐增大并达到峰值；当金属流出工作带一定距离后载荷趋于稳定，当挤压到一定长度以后，随着挤压的继续进行载荷逐渐下降，结束挤压过程。
4、在其他条件相同的情况下，随着挤压比的增大，等效应力及等效应变随之增大，凸模所受的载荷也随之增大。当挤压比为6，凹模锥角为3U`时，最有利于管件的成形。模拟结果与理论分析结果吻合良好，可以减少实际生产中试验件的损耗，大大降低了生产成本，
大口径厚壁无缝钢管主要用于石油裂化、核电、火电、煤制油等各种能源工程部门。由于在这些能源工程领域的应用中，对其装置要求的特殊性，所以对它们所用管件质量的要求也相当的高。特别是在有些装置中要求管件具有耐高温性、耐高压性、耐腐蚀性和物料输送量大的特点，这也就对大口径中厚壁不锈钢、合金钢无缝管提出了更高的要求。但是，就目前我国的生产能力来看，国内只有少部分企业能够生产此类产品，国家急需的、技术含量高、质量过硬的高端产品主要还依赖进口。这有利于降低我国电力和石化行业的生产成本，有利于提高我国装备制造业的国际竞争力。
沧州志发管道装备有限公司（http://www.czzfpipe.com）专业生产大口径厚壁螺旋钢管、大口径无缝钢管、大口径厚壁无缝钢管等产品。公司以“至诚至信，双力双赢”为根本宗旨，坚持科技兴企的发展战略，恪守商规，创新进取，赢得了声誉，赢得了市场，得到了社会各阶层的认可。 |
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