—
—《热轧无缝钢管实用技术》经过热轧或热处理之后的钢管，需经过精整并
经检(化)验合格之后才能交付给用户。钢管精整包
查、检验、涂层、喷印和包装等。钢管检(化)验包
及力学性能、工艺情况检验、无损探伤、液压试
验、成分检验和高低倍检验等。
1钢管冷却
钢管在链式或步进式冷床上冷却时，为提高冷
程中，应保持匀速转动。
1.1冷却时间的计算
冷却时间t的计算公式为：
t=GSt/F(1)
式中G----每米钢管质量，kg/m;
F—
—每米钢管的外表面面积，m%n;
A?——与钢管壁厚和空气流动速度有关的
系数,h-m2/kg o
碳素钢管的・取值见表1。合金钢管和耐蚀、
高温合金钢管在表1数值的基础上适当增加一定比
例(10%~30%)。
表1碳素钢管的冷却系数A
kawd-445钢管壁厚/
mm 空气流动速度/
(nrs-1)
冷却系数/(h-m2-kg-')
冷却到loo r冷却到50X.
2000.0120.018
2020.0070.010
5000.0130.021
地沟油检测方法
5020.0090.013
10000.0150.022
10020.0110.016
为保证钢管性能，需要进行强化冷却时，可采用轴流风机或水雾冷却等方式来改善冷却条件，提高冷却速度。
1.2冷床链条移动速度和冷床长度的计算
(1)链条移动速度的计算公式为：
V.=pK e/60(2)式中----链条移动速度，mm/min;
P一一每小时冷却的钢管支数，支/h；
K°----链条节距，mm。
(2)冷床长度的计算公式为：
L c=V c t=pK c t/60
式中Lc----冷床长度，mm;
t----冷却时间，min。
2钢管切断
钢管切断的方式有切管机切断和排管锯切断。目前，大多采用排管锯切断。
2.1排管锯锯切时间计算
排管锯锯切时间T的计算公式为：
T=T l+T2(3)式中八——纯锯切时间，s;
T2—
—辅助时间(包括下锯、抬锯、夹紧和
钢管输送的时间),So
2.2排管锯锯切能力计算
金属粘合剂
(1)锯切行程的计算
锯切行程是指从锯片开始接触钢管至锯断一排钢管为止的行程，计算公式为：
S=d_\/(2irg_)2_[(pT)D才+0+c(4) 2V222
式中S----锯切行程，mm;
D]----锯片直径，mm;
D----钢管直径，mm;
p r------排钢管的支数，支；
C----锯切行程余量，取30mm0
(2)锯切速度的计算公式为：
Vj=nZAS(5)式中Vj----锯切速度，mm/s;
n----锯片转速，r/min;
Z——锯片齿数，个；
△S——每齿锯切量，取0.08-0.10mm o
(3)纯锯切时间的计算公式为：
T}=S/Vj(6)
STEEL PIPE Feb.2021,Vol.50,No.1钢管2021年2月第50卷第1期
（4）锯切能力的计算公式为：
A=60r ）p/T
（7）式中A ----锯切能力，支/min;
r\----效率系数，取0.70~0.75。
3钢管矫直
钢管矫直的目的是消除钢管在轧制、输送、热
处理和冷却过程中所产生的弯曲和椭圆。常用的矫
直机有辗式矫直机和压力矫直机。
3.1矫直机的分类及特点
3.1.1压力矫直机
压力矫直机的结构十分简单.由一个压力缸和 两个支座组成。压力矫直机主要用于特大直径、特 厚管壁的钢管矫直和异形钢管的矫直；也可用于弯
曲度比较严重，不能在银式矫直机上矫直的钢管的 矫直。
矫直时，将钢管放在两个支座上，支座中间的 压力缸对准钢管弯曲面（弓面）压下一定的距离（根 据钢管的弯曲程度而定）。每矫直一支钢管，需要
反复翻转、来回送进（回退）和压下。
压力矫直机中两个支座之间的距离是可调的，
半圆形的压模两端呈喇叭口状，压模直径略大于被 矫直钢管的外径。矫直机由人工操作，生产效率很 低；矫直后的钢管平直度靠人工目测判定，矫直的 质量不高。
3.1.2辐式矫直机
辘式矫直机的矫直辗是一个中间直径小、两端
直径大的双曲线凹面车昆，如图1所示。矫直银中心
线与钢管轴线呈一定角度，构成喂入角0。矫直
时，钢管作边旋转边前进的螺旋运动。在矫直辗的 作用下，钢管经过反复多次的纵向弯曲和压扁变
形，达到矫直和整圆的目的。
图1辐式矫直机矫直辐形状示意
棍式矫直机具有生产效率髙和矫直精度高的优
点。按矫直辗数目的不同，主要有五辐、六辐和七
棍等多种型式。上、下矫直辗既可错位配置（图2
中的a 、c 、d 、e ），也可对位配置（图2中的b ）。
(a) 2-1-2 型
(b) 2-2-2 型
—
—一3.2矫直辗的设计
对于矫直棍的设计，主要包括矫直辘的直径、 长度、棍面曲线以及端面与辘面相交的圆弧半径的 设计。
3.2.1矫直辗直径
矫直辐的直径计算公式为：
Dd=l ・5£U
（8）
式中Da ----矫直辐直径，mm;
美发剂
。唤----被矫直钢管的最大直径，mm 。
3.2.2矫直银长度
矫直辘的长度会影响银面与钢管的接触面积，
也会影响相邻矫直辗的中心距离。矫直辗越长，越 有利于提高钢管矫直精度，但会增加钢管管端“鹅
头弯”的长度和矫直机的矫直力。
矫直棍长度厶参考矫直辘直径U 取值，为：
L=（1.5~1.7）D d （9）
3.2.3矫直银端面圆弧半径
矫直银端面圆弧半径r （图1 ）一般取20-60
mm，大直径矫直银取大值。
3.2.4矫直辐辐面曲线
一般认为，矫直辐的辗面是由无数个球面组成 的。矫直银辐型曲线有多种设计方法，现介绍最简
单的双曲线设计法。
根据几何关系，沿矫直辗中心线各截面球的半 径乩可由公式（10）求得：
&=¥（驾2）2+（矗血0）「-牛 （10）
式中D ——钢管直径，取被矫直钢管的最大直
径，mm;
成海涛等：钢管精整T.艺和检（化）验技术一热轧无缝钢管实用技术》钢管2021年2月第50卷第1
期
x——矫直辗中心处横截面(最小直径横截
面)到所求X横截面的距离，mm。
无论采用哪种设计方法，一个矫直车昆要适应多个规格的钢管矫直。而设计时，大都选择该矫直辗矫直的最大钢管直径为设计目标直径。因此，在矫直除目标直径以外的其他直径的钢管时，矫直银辐面曲线会存在一定的偏差。双曲线矫直辐辗型虽不是特别精确，但基本能满足钢管矫直精度的要求，且设计十分简单。
3.3矫直机的调整与矫直缺陷预防
3.3.1矫直机的调整
(1)压力矫直机的调整。
压力矫直机的主要调整参数有中间压模的压下量和两个支承模的间距。根据钢管规格和弯曲程度来调整两个支承模的间距。间距越大，需要的矫直力越小，但钢管端头“鹅头弯”的长度会增加。矫直时，要遵循“矫枉过正”的原则，考虑钢管的弹性恢复程度来设定压下量。
(2)辐式矫直机的调整。
辐式矫直机的调整参数包括：喂入角、上下辘间距和矫直辐孔型中心与矫直中心线的偏差等。
在调整矫直辐喂入角时，要保证矫直银与钢管的接触区长度不小于辘身长度的3/4。若喂入角太大，会导致矫直辐与钢管的接触面积减小，影响矫直精度；若喂入角太小，矫直辗的边缘有可能压伤钢管表面。喂入角一般取24。~35。。
相邻矫直辐的孔型中心高度差(矫直中心线与孔型中心的偏差)，决定了钢管矫直时的弯曲变形程度和矫直力的大小。适当增加其高度差，加大矫直力，有利于提高钢管的矫直效果。
孔型中心偏离矫直中心线的差值与被矫直钢管的材质和直径以及矫直辗支座间距有关。理论偏移量E可用公式(11)计算：
式中s——钢管的屈服强度，MPa;
K----矫直银支座间距，mm;
E—
—钢管的弹性模量，MPa o
上矫直辗和下矫直辐组成矫直孔型，孔型直径(在两辗轴线相交处的孔型高度)决定了钢管的压扁程度。钢管的压扁量为钢管直径D的1%~ 3%o为实现顺利咬入，第一对矫直辐压下量较小，取1%D左右；中间矫直银的压下量最大，取(2%~3%)/)；最后一对矫直辐的压下量取(1%~2%)D O 3.3.2钢管矫直缺陷及其预防
钢管矫直的主要缺陷有：矫不直和矫不圆、表面压伤、残余应力太大或矫裂等。
(1)压力矫直机产生的矫直缺陷及其预防
压力矫直机的压模和支承模的圆弧半径太大或太小，容易对薄壁钢管造成压扁。如果压模和支承模两端的喇叭口形状不合理，会将钢管表面压伤。压下量太大或太小，钢管都矫不直。此外，压力太大时，会增加钢管的残余应力，可能导致钢管表面产生矫直裂纹。
通过目测钢管的弯曲情况，采用反复多次小压下的矫直方法，有利于提高矫直质量。在矫直机能力允许和不造成钢管压扁的前提下，适当减小两个支座的间距，可以减小钢管端头“鹅头弯”的长度。
(2)辐式矫直机产生的矫直缺陷及其预防。
棍式矫直机同压力矫直机一样，当压扁量太小或孔型中心偏离矫直中心线的距离太小，钢管受到的压扁应力和弯曲应力不足以达到使钢管发生压扁和弯曲塑性变形的程度，钢管会矫不直。但压扁应力和
弯曲应力太大时，又会导致钢管的残余应力增大，严重时钢管会产生矫直裂纹。
在矫直大直径钢管时，应特别注意喂入角的调整，以保证矫直辗和钢管之间的接触面积。既要防止因角度太小，而致辘缘压伤钢管表面产生螺旋状压痕，又要避免因角度太大，而降低矫直质量，甚至将钢管矫成多边形。
为提高钢管矫直质量，应严格按要求调整矫直辐辗距、相邻矫直棍的孔型中心高度差和喂入角的大小。若钢管的原始弯曲度太大，最好采取多次反复矫直。为了减小矫直后钢管的残余应力，可采取保持钢管400-500七的带温矫直。
当矫直机进、出口导筒的内表面不光滑或内径太小，可能会擦伤钢管的外表面：导筒中心线严重偏离矫直中心线，也会造成钢管外表面擦伤、矫凹或不能正常咬入。一般情况下，导筒的内径应比钢管的外径大30-50mm，导筒中心线应与矫直中心线一致。
矫直辗的表面严重磨损导致辘面曲线出现很大偏差时，会影响钢管矫直精度。应及时更换磨损严重的矫直槻。
在钢管头部还没进入孔型时，适当增加上、下配对的两个矫直辐辐距，当钢管头部进入孔型之
STEEL PIPE Feb.2021,Vol.50,No.1
后，再将矫直辗辐距调整到设计值的“快开”矫直法，可避免钢管头部撞击矫直辗辘面，防止钢管头部矫凹。
据有关资料介绍，采用一凸一凹的两个矫直辗组成矫直孔型，矫直后的钢管直度可达到1/4000，其对钢管管端也有很好的矫直效果。不过，这种矫直机目前只用于实心棒材的矫直。
4钢管端面加工和表面缺陷清理
4.1端面加工
平端交货的钢管，其端面必须平齐、无毛刺，钢管端面与钢管轴线应垂直，误差不得超过相关标准规定。端口需要倒棱的钢管，采用切管机上的专用刀头，对端口管壁进行倒棱和钝边加工。有时，也采用专用的倒棱设备进行离线加工。管端加工时.管端坡口的加工精度受到钢管椭圆度、弯曲程度、壁厚精度、加工设备运行的稳定性和刀具精度的影响。
4.2表面缺陷清理
(1)表面氧化铁皮去除。
喷丸是清理钢管表面氧化铁皮的有效办法。它是将大小适中的铁丸或石英砂丸以一定的角度和速度.高
速喷射钢管表面，将钢管表面的氧化铁皮击落，达到提高钢管表面质量的效果。钢管表面的氧化铁皮被清除干净之后，一些肉眼不易发现的表面缺陷，也会暴露出来而便于清理。
丸粒的大小、硬度、喷射角度、喷射速度和喷射时间是影响氧化铁皮清除效果的重要因素。若丸粒太大、硬度太高且喷射速度太快、喷射角度太大、喷射时间太长，很容易将钢管表面的氧化铁皮击落，但也有可能将钢管表面击成大小不一的凹坑，增加钢管表面硬度。反之，氧化铁皮可能去除不干净。
酸洗是去除钢管表面氧化铁皮最常用的方法。根据不同的材质，选用不同的酸液.碳钢管采用硫酸或盐酸酸洗，不锈钢管采用酸洗。
(2)表面缺陷清理。
水垢过滤器相关标准规定，必须将钢管表面的缺陷修磨干净。修磨的方法包括：人工砂轮机修磨、机械砂轮机修磨、砂带修磨和内镇、外拔机加工车削。表面质量要求高的钢管.还需进行电抛光表面处理。
钢管表面修磨有以下要求：
(1)修磨处的钢管壁厚不得小于钢管公称壁厚的负偏差，修磨处的钢管外径应符合标准规定的钢管外径的要求；
(2)点修磨时，钢管修磨处呈光滑曲面，修磨的深度、宽度、长度之比应符合1：6：8的规定；
(3)修磨处不得有过烧和明显的多边形痕迹。
采用浮动式砂带机或砂轮机整体修磨钢管表面时，因沿径向的修磨量比较均匀，对钢管壁厚偏差的影响并不明显。但磨削量太小时.会修磨不干净而出现黑皮；磨削量太大时，可能会造成钢管壁厚超负偏差。通过控制砂带或砂轮上的砂粒大小、磨削速度和磨削压力，可防止钢管表面出现灼伤和深度磨痕。如果钢管转动不均匀或砂轮压力不稳定，会产生磨削凹坑。
机械加工钢管内、外表面时，容易产生加工偏壁，造成壁厚不均，严重的壁厚不均可能会导致钢管报废。因机械加工带来的壁厚不均与钢管的原始弯曲度、椭圆度、壁厚偏差、机加工基准面和车削加工量等有关。
5钢管质量检查与检(化)验
5.1表面质量检查
钢管表面质量常采用人工裸眼检查.凭经验判断。钢管全长无损探伤是检查钢管表面缺陷的有效方法，它具有连续、高效、自动化程度高的优点。5.2几何尺寸检查
钢管几何尺寸检查基本上都是靠人工来完成的。用卡规、环规、游标卡尺检查钢管的外径和椭圆度；用千分尺或超声波测厚装置检查钢管壁厚；用水平尺、塞尺、鱼线测量钢管的弯曲度；用角尺检查钢
管的端面直度；用钢卷尺或自动测长装置测量钢管的长度。
5.3化学成分检验
采用化学分析法或仪器分析法对钢中的C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ni、Cu、Al、W、V、Ti、As、Sn、B、Nb等元素的含量进行分析，判定是否满足产品标准要求。
5.3.1试样要求
熔炼试样：用于直读光谱仪检测的熔炼试样是直径10-100mm、高度5-100mm的圆柱形试样，并要求无气孔、无裂纹、无夹杂，成分均匀，导电良好，光洁度适中。用于X射线荧光光谱仪检测的熔炼试样是直径35-40mm、高度10-20mm的圆柱形试样，并要求无气孔、无裂纹、无夹杂，光
成海涛等：钢管精整工艺和检(化)验技术—
—《热轧无缝钢管实用技术》钢管2021年2月第50卷第1期
洁度高°
管材试样：对壁厚SV30mm的钢管.试样长度为80-100mm，宽度为30-50mm；对壁厚SM 30mm钢管，试样长度和宽度均为20-40mm
5.3.2分析误差的规定
在检验钢管的化学成分时，不可避免地存在分析误差，各化学成分允许的误差值应符合GBAT 222《钢的成品化学成分允许偏差》规定。
5.4力学性能检验
钢管的力学性能包括：强度、硬度、塑性、缺口敏感性等。力学性能检验项目包括：拉伸试验、冲击试验、硬度试验等。测定力学性能的指标有：强度指标（屈服强度、抗拉强度）、塑性指标（断后伸长率、断面收缩率）、韧性指标（冲击吸收功）等。 拉伸试验执行GB/T228《金属材料室温拉伸试验方法》。冲击试验执行GB/T229《金属夏比缺口冲击试验方法》。硬度试验包括：布氏硬度试验HB、洛氏硬度试验HRC和维氏硬度试验HV等，分别执行GB/T231《金属材料布氏硬度试验》、GB/T230《金属材料洛氏硬度试验》、GB/T4340《金属材料维氏硬度试验》等标准。
5.5水压试验
钢管水压试验按GB/T241《金属管液压试验方法》进行。要求在规定的试验压力下和稳压时间内，钢管不发生泄漏。试验压力P的计算公式为：P=2Sa/D（12）式中S——钢管的公称壁厚，mm;
—
—钢管的许用应力值，MPa，根据不同
的标准或协议规定取值。
5.6工艺性能试验
钢管的工艺性能试验包括：压扁试验、管环拉伸试验、扩口试验、卷边试验和弯曲试验等。
5.6.1压扁试验
压扁试验按GB/T246《金属管压扁试验方法》进行。试验时，将长度为40-100mm的管环置于两个平板之间，将管环压下到标准规定的平板间距。试验完成后，试样表面无人工肉眼可见的裂纹，评定为合格。
压扁的平板间距H按公式（13）计算：新型盘扣式脚手架
(1+a)SD
aD+S
(13)式中a——单位长度变形系数，由产品标准确
定，一般为0.07或0.08。5.6.2管环拉伸试验
管环拉伸试验按GBAT17104《金属管管环拉伸试验方法》进行。将长度为15mm左右的管环套在两根圆柱形柱销上，通过两根圆柱形柱销的相对分离移动，使管环受到拉伸变形，直至断裂。试验完成后，试样表面无人工肉眼可见的裂纹，评定为合格。
5.6.3扩口试验
扩口试验按GB/T242《金属管扩口试验方法》进行。取管段试样，用圆锥形顶芯扩制管段试样的一端，直至扩大端的最大外径达到标准规定值。试验完成后，试样表面无人工肉眼可见的裂纹，评定为合格。扩口试验的顶芯分30。、40。和60。三种锥度。
5.6.4卷边试验
卷边试验按GB/T245《金属管卷边试验方法》进行。取管段试样，先用圆锥形顶芯进行预扩口，再用卷边顶芯压住其扩口部分，使试样形成卷边，至卷边垂直于试样轴线。卷边宽度不得小于公称内径的12%，亦不得小于公称壁厚的1.5倍，卷边角为90。。试验完成后，试样表面无人工肉眼可见的裂纹，评定为合格。
5.6.5弯曲试验
弯曲试验按GB/T232《金属材料弯曲试验方法》进行。将试样放在两个支撑辐上，使用规定直径的弯曲压头，在两个支撑辐的中间对试样进行弯曲，直至达到规定的弯曲角度和弯曲半径，弯曲角度为90°，弯曲半径为试验钢管外径的6倍。试验完成后，试样的弯曲表面无人工肉眼可见的裂纹，评定为合格。
5.7无损探伤检验
用于钢管无损探伤的方法主要有：超声波探伤、涡流探伤、磁粉探伤、漏磁探伤和电磁超声波探伤等。由于每种探伤方法的物理基础不同，因此对不同类型钢管缺陷的探伤敏感度不一样.各种方法之间是互补的关系。
5.7.1超声波探伤
超声波探伤是基于超声波到达声阻抗不同的两种介质界面上，产生反射、折射和透射的特性来检测钢管是否存在缺陷及缺陷大小的一种无损探伤方法，它对钢管表面裂纹和内部裂纹比较敏感。超声波探伤标准为GB/T5777（无缝钢管超声波探伤检验方法》O
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