１前言临钢曾在Φ１１４ｍｍ机组上用宽１４４．５±０．５ｍｍ、厚３．５ｍｍ的纵剪带钢，生产 Φ４０ｍｍ直缝电焊钢管。在生产中，即使压轮上下沿靠合到一起，也明显看出挤压力不足，以至 成型后的管坯边缘不能很好地焊合。但同样的原料在Φ６０ｍｍ机组上生产时，焊管的焊接质量和 外观质量都达到了国家标准。而且，此二机组挤压辊孔型的设计方法完全相同。为此，对此２套焊 管机组的孔型设计及生产参数进行了测量分析。经反复计算研究，初步认定其主要原因是所选用的 管坯宽度计算公式不能客观反映实际情况。而管坯宽度又是轧辊孔型设计的主要依据，若管坯宽度 选择不当，将直接影响焊管的质量。因此，有必要对管坯宽度计算公式以及孔型设计中的一些问题 进行研究和探讨。２原管坯宽度计算在设计和生产中存在的问题２．１管坯宽度计算管坯宽度的计 算公式很多，临钢选用了以下公式〔１〕：Ｂ＝（Ｄ－ｔ）π＋Δ１Ｂ＋Δ２Ｂ＋Δ３Ｂ（１）式 中Ｂ＿＿管坯宽度／ｍｍ；Ｄ＿＿焊管直径／ｍｍ；ｔ＿＿管坯厚度／ｍｍ；Δ１Ｂ＿＿成型余量 ／ｍｍ，Ｄ／ｔ＝８～１５时，Δ１Ｂ＝ｔ／２；Ｄ／ｔ＝１６～２５时，Δ１Ｂ＝（２／３）ｔ ；Δ２Ｂ＿＿焊接余量／ｍｍ，ｔ－１．１～４．０时，Δ２Ｂ＝（２／３）ｔ；Δ３Ｂ＿＿定径 余量／ｍｍ，Ｄ＝３６～４８时，Δ３Ｂ＝１．３ｍｍ；Ｄ＝９６～１２０时，Δ３Ｂ＝２．６ｍ ｍ。现将Φ４０ｍｍ和Φ１００ｍｍ焊管的相关参数代入式（１），计算出的各项值列于表１。表 １Φ４０、Φ１００ｍｍ焊管有关参数计算值焊管规格成型余量焊管余量定径余量管坯宽度ｍｍΔ Ｂ１／ｍｍΔＢ２／ｍｍΔＢ３／ｍｍＢ／ｍｍΦ４０１．７５２．３３１．３０１４５．２０Φ １００３．００２．６７２．６０３５３．８０因此，Φ４０ｍｍ和Φ１００ｍｍ焊管用带钢的宽 度分别为１４５．０±０．５ｍｍ和３５３．８±１．０ｍｍ。但由于纵剪机组的 原因，Φ４０ｍ ｍ焊管用带钢的宽度实际剪切为１４４．５±０．５ｍｍ。２．２带钢变形分析横断面为矩形的带 钢，经过成型区一系列成型轧辊作用后，在焊接挤压辊处，横断面变形为大致圆筒状，其形状如图 １。图１待焊合管坯的横断面形状如将管坯边缘处待接合的面称为焊边，由图１可知，焊边在相遇 时不平行，资料〔２〕介绍，管子外径为Φ２８～Φ４８ｍｍ时，焊边斜度β≤１２°；管子外径 为Φ１１４～Φ１２７ｍｍ时，焊边斜度β≤１０°。当然，随成型方式、成型辊的使用、调整状 况及带钢材质的不同，焊边斜度的
大小有一定差别。实测了管坯在挤压辊处的几何尺寸，并通过计 算后得知，Φ４０ｍｍ焊管的焊边斜度为１０°～１４°，Φ１００ｍｍ焊边斜度为６°～１０° ，并且焊边斜度在上述范围的下限部分居多。实测的部分参数见表２。表２Φ４０ｍｍ、Φ１００ ｍｍ焊管部分参数实测值焊管规变形方法带钢宽带钢厚焊边斜外周长格／ｍｍ度／ｍｍ度／ｍｍ度 ／（°）度／ｍｍΦ４０双半径１４４．５３．５１２１５５Φ１００“Ｗ”３５３．８４．０８ ３６５带钢在冷弯为圆筒形的变形过程中，带钢外侧产生拉应力，内侧产生压应力，中性层无内应 力，即带钢在冷弯成型过程中，中性层的长度不发生变化。带钢在经成型区的轧辊变形后，出导向 辊后的形状如图２所示。设带钢中性层半径为Ｒ中，则有Ｒ中＝ｒ＋ｋｔ（２）式中ｒ＿＿内圆半 径／ｍｍ；ｋ＿＿马洛夫数据，或称中性层系数，对Φ４０ｍｍ焊管，ｋ＝０．４５５；对Φ１０ ０ｍｍ焊管，ｋ＝０．４９５。ｔ＿＿管坯厚度／ｍｍ。图２带钢成型后出导向辊的形状假设带钢 在成型过程中成型余量为０，即带钢的中性层长度不发生变化。
由图２可知，带钢的外圆周长度Ｌ 为：Ｌ＝（２π－α）［Ｂ／（２π－α）＋（１－ｋ）ｔ］－２（１－ｋ）ｔβ＝Ｂ＋ｔ［（１ －ｋ）（２π－α）－２β］（３）式中α＿＿角度／ｒａｄ，对Φ４０ｍｍ焊管，α＝０．４７ ｒａｄ；对Φ１００ｍｍ焊管，α＝０．２８ｒａｄ；β——焊边斜度／ｒａｄ；Ｂ＿＿实测管坯 宽度／ｍｍ；ｋ＿＿中性层系数；ｔ＿＿管坯厚度／ｍｍ。将有关数据代入式（３），则有Φ４０ ｍｍ焊管：Ｌ＝１５４．８（ｍｍ）；Φ１００ｍｍ焊管：Ｌ＝３６５．４（ｍｍ）。将上述计算 结果同表２中实际生产时测得的管坯外圆周长比较，相差甚微。如考虑测量中的误差，则可认为其 基本相等，即成型余量为零，并非式（１）中所表述的Δ１Ｂ。因此，可以认为带钢在成型过程中 ，沿圆周方向没有成型余量，或者说其值很微小，以致于可认为其值为零。而由式（１）得出的带 钢在成型过程中宽度要减小，与事实不符，这样很容易对生产中的轧辊调整产生误导。在成型轧辊 中，能有效减小带钢宽度的只有部分立辊和闭口孔型，要实现带钢宽度的减小，则往往对闭口孔的 轧辊施以过大的压下量，很容易造成焊边缺肉、压坑，使焊接时焊接温度极不稳定，并容易造成翻 车，损坏设备。所以，如果轧辊的孔型完全按式（１）的思想进行设计，则生产很难顺利进行，这 就是造成在Φ１１４ｍｍ机组无法生产Φ４０ｍｍ焊管的原因。３
管坯宽度计算方法及对成型过程 的影响３．１管坯宽度计算方法通过对焊管生产过程的综合分析，建议按下式计算管坯宽度：Ｂ＝ （Ｄ－２ｔ＋２ｋｔ）π＋Δ１Ｂ＋Δ２Ｂ（４）式中Ｄ——焊管直径／ｍｍ；ｔ——带钢厚度／ ｍｍ；Δ１Ｂ——焊接余量／ｍｍ，建议为０．３５ｔ；Δ２Ｂ——定径余
量／ｍｍ，按机组能力 确定；ｋ——马洛夫数据，或称中性层系数，见表３。３．１．１焊接余量的确定表３马洛夫数据 Ｄ／ｔ８１０１２１４１６２０２４２８≥３２ｋ０．４１０．４３０．４４０．４５０．４６０ ．４７０．４８０．４９０．５０由资料〔１，２〕可知，当带钢厚度ｔ＝１．１～４．０ｍｍ时 ，焊接余量Δ１Ｂ＝（２／３）ｔ。而据资料〔３〕介绍，在使用４．５ｍｍ厚的带钢生产Φ１０ ０ｍｍ焊管时，Δ２Ｂ＝１．４～１．８ｍｍ为最佳。综合其它各规格的实验结果，当Δ１Ｂ＝（ ０．３０～０．４５）ｔ时焊缝质量最好，此时相应的挤压力为４０～５０ｋＮ。针对各文献的不 同观点，就焊接余量等工艺参数与焊缝质量之间的关系，进行了大量实验。其结果为，当ｔ＝２． ７５～４．５０ｍｍ时，Δ１Ｂ＝１．０～１．８ｍｍ时焊接质量最佳。以０．３５ｔ为焊接余量 控制目标值时，焊管的冷弯和压扁试验合格率稳定提高，其试验结果与资料介绍基本相同，只是当 管径大时焊接余量取值较小，管径小时取值较大。３．１．２定径量的分配以Φ１００ｍｍ焊管为 例，式（１）中的定径余量Δ３Ｂ＝２．６ｍｍ，减径量ΔＤ＝０．８３ｍｍ。按平均分配定径余 量的办法，则各道次的减径量为０．２０７ｍｍ。但实际生产中没有成型余量，且焊接余量也与式 （１）不同。要保证成型和焊接质量，则此二余量多余的余量为Δ１Ｂ＋Δ２Ｂ－０．３５ｔ）＝ ４．２７ｍｍ。因此，定径第一道轧辊的定径量将达到０．２０７＋４．２７０／π＝１．５７ｍ ｍ，远大于全部预设的定径量。这将造成定径负荷分配严重不均，且易造成设备损坏。在生产中为 保证管外径尺寸，一般将成型余量和焊接余量多余部分转到定径中，这样实际的定径余量远大于式 （１）给定的值。式（４）的定径余量Δ２Ｂ根据机组能力和减径量确定。３．２挤压辊孔型半径 的
确定由资料〔１〕知，根据式（１）设计时挤压辊孔型半径为ＲＪ＝ＲＴ－ΔＤ／２（５）式中 ＲＴ＿＿成品管半径／ｍｍ；ΔＤ＿＿定径量／ｍｍ，ΔＤ＝Δ３Ｂ／π。由此计算出Φ４０、Φ １００ｍｍ焊管的挤压辊半径分别为２４．２ｍｍ和５７．４ｍｍ，管坯在经过挤压辊时，
如有足 够大的高频电流，则焊接余量（Ｌ－２πＲＪ）分别为２．９５ｍｍ和４．３４ｍｍ，其值远大于 生产中所需的挤压量。如按此生产，则很难保证焊缝质量。为此，只有加大辊沿间隙。所以，在此 建议采用下式计算挤压辊孔型半径：ＲＪ＝（Ｂｍｉｎ－Δ１Ｂ）／２π＋（１－ｋ）ｔｍｉｎ（ ６）式中Ｂｍｉｎ＿＿管坯宽度允许的最小值／ｍｍ；ｔｍｉｎ＿＿带钢厚度允许的最小值／ｍｍ ；管坯为最小实体尺寸时，按（６）式计算所得的挤压辊半径，可获得最佳焊接质量。在生产过程 中，可根据原料的实际情况适当调整焊接挤压辊之间的距离，使焊管坯以平椭圆状进行焊接，还可 适当减少焊边斜度，有益于焊缝质量的提高。３．３设计与应用在计算焊管用带钢宽度时，Δ１Ｂ 、Δ２Ｂ、ｋ为确定值，将焊管直径及带钢厚度所允许的最大值及最小值代入（４）式，则得到一 个带钢宽度值的允许变化范围，再依据带钢生产方式确定带钢的宽度和公差。现将Φ４０ｍｍ和Φ １００ｍｍ焊管的相关参数代入式（４），计算出的各项值列于表４，以便与表１比较（Δ２Ｂ根 据机组能力确定）。表４Φ４０、Φ１００ｍｍ焊管有关系数计算值焊管规格焊接余量定径余量管 坯宽度减径量ｍｍΔ１Ｂ／ｍｍΔ２Ｂ／ｍｍΔＢ／ｍｍｍｍΦ４０１．４０３．１０１４５．０ ０１．００Φ１００１．６０４．７０３５３．００１．５０在进行孔型设计时，可按如下原则进 行：在挤压辊前的成型
轧辊孔型，以原料的最大实体尺寸进行设计；定径辊的孔型则以原料为最大 实体时焊接后的管坯尺寸为初始值，产品的负偏差之半为目标值进行定径负荷的平均分配。４结论 （１）带钢在成型过程中宽度变化甚微，在设计中计算管坯宽度时可不考虑这一变化。（２）新管 坯宽度计算公式客观地反映了带钢在成型、焊接和定径过程的实际情况，对轧辊设计和成型调整具 有一定的指导意义。直缝焊管用带钢宽度的计算及相关问题@刘庚申@樊启法$山西省临汾钢铁公 司焊管厂直缝焊管，成型余量，焊接余量，管坯宽度通过对带钢在成型过程中的实测数据进行分析 、计算，并依据对生产工艺参数与焊接质量之间关系所进行的实验结果，指出了原带钢宽度计算公式中的不足，并分析了此公式对生产所造成的影响。通过综合分析，提出了新的管坯宽度计算公式，以及在孔型设计中应注意的问题。１杜维臣．高频直缝电焊管生产．北京：冶金工业出版社，１９８５．２吴凤悟．国外高频直缝焊管生产．北京：冶金工业出版社，１９８７．３吴凤悟等译． 电能量采集终端
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组的调整及常见生产故障的分析(一)
焊管机组是焊管生产线的龙头设备 ，机组的正常运行对于提高生产效率 ，增长经济效益 ，保障产品质量等 ，都起到了至关重要的作用。所以焊管机组的调整 ，以及故障的准确判断和及时处理就显得尤为重要。下面我们着重从以上两个方面加以探讨。高频直缝焊管机组的调整及常见生产故障分析(三)
4 定径机常见故障相比之下，定径机的故障率最低，而且处理起来也较简单 ，定径机常见的生产事故有以下几种类型。
4.1 划伤 定径的划伤主要发生在管子断面的横向和纵向轴线两侧，多由平辊和立辊孔型的边缘造成。特别是孔型边缘R圆角磨锐后，一旦出现下列问题都可能引起划伤。
( 1 )轧辊位移 轧辊轴向位移后，使孔型错位不能吻合。但有时轧辊轴向位移后，没有定位锁紧，可以自由式正，在生产中通过管子的作用自行吻合后，也不会造成管壁划伤。有时因某种原因，轧辊位移后并被自行锁定在一个位置上，使孔型不能吻合，就会造成管壁划伤，特别是立辊，这种现象尤为突出。
( 2 )轴承损坏 轴承损坏后就容易出现两个孔型不吻合的现象，在轴承轻度损坏时管壁划伤比较严重, 而轴承损坏严重时，一般就不会再发生划伤的问题，而是其它的事故，例如钻管，压扁管子等更严重的问题。离子风机aryang
(3)调偏 调偏完全是一种人为现象，如同成型上平辊压力不均匀一样。在成型中通过对上辊两侧的不同压力作用，可以解决因某些特殊原因而造成的管坯跑偏问题。在定径机上辊轻微调偏后，可以解决一些转缝和管子不圆的问题，但是调偏力度太大时，就会使两孔型不吻合，而使管壁产生划伤 。立辊的上下端受力也应该均匀，如果立辊出现上下仰角时，同样也会破坏孔型的吻合效果，使管 壁出现划
伤。特别是在孔型的R圆角磨锐后，调偏程度严重时，管壁划伤会更加严重。同时调偏的做法，也会使孔型的弧面磨损更加不均匀，产生不良循环。
4.2 钻管 钻管问题是不多见的，一般薄壁管生产时发生的几率比较多，这主要是因为薄壁管的刚性较差，且因管壁较薄容易被轧辊咬入。所以在生产中出现下列问题都会造成钻管的事故。
( 1 )轴承损坏 下平辊轴承损坏后，在上平辊的压力作用下，管子的轧制线高度就会下降，这时管子就很容易钻入立辊孔型的下辊缘。如果是立辊轴承损坏后，上下辊缘的间隙加大，管子也同样会随时钻入缝隙中。
( 2 )孔型中心不正 无论是平辊还是立辊，当孔型中心不正时都会导致钻管现象。立辊不正时，在其错误导向下，会使管子钻入平辊的辊缘缝隙中。平辊不正时同样也会使管子钻入平辊辊缘的缝隙中。 这种钻管现象一般不会发生在厚
仿真软驱壁管生产中，除非孔型中心偏离太大时。只有生产小直径的薄壁管 时才比较容易发生钻管。人造板热压机
4.3 管子不圆不圆的管子形态一般有椭圆、棱圆形和葫芦形三种。
4 .3.1 椭圆 椭圆管完全是因定径孔型调整不当造成的，特别是在定径孔型出现一定的磨损后，不合理的调整就更容易使管子出现椭圆。一般情况下，发生在管子断面横向和纵向轴线上的椭圆管(图29) ，
是因为平辊和立辊之间的压力大小匹配不合理造成的，可适当将椭圆管的长轴方向增大压力，短轴方向减小压力。如果椭圆管的轴线具有倾斜角时(图30 ) ，就要根据实际情况进行调整。例如在平辊和立辊所造成的椭圆管为同一方向时，可采用转向调整法 ，通过对平辊的一侧压下，使管子旋转一定方位后，再进行增减力和立辊的压力调整。这种椭圆管 是比较难调的一种典例，如果采用转向法也解决不了问题时，还可进行孔型换位的方法。也就是把两个立辊取下来换个位置，这样就和平辊孔型所出来的椭圆管形成了一个相反方向，然后再进行增减力的调整。或者是将上平辊孔型换个方向也可以，使平辊磨损的孔型得到重新的组合，上辊孔型 的长轴方向所对下辊孔型的短轴方向，上辊孔型的短轴方向所对下辊孔型的长轴方向。当然，这是在其它方法都无法解决椭圆管时才使用的一种处理方法。 图29 椭圆管示意图图30 斜角椭圆管示意图
4.3.2 棱圆形管 棱圆形管是指在管圆面上的某一部位，有一突起的棱状(图31 ) ，我们称之为棱圆管。一般这种管的产生主要有以下方面原因。 图31 棱圆管示意图
( 1 )成型变形不良 在孔型使用初期这种情况是不宜发生的，到中后期之后，孔型有时在不合理的使用 下，孔型弧面出现了不规则的畸形磨损时，才会产生这种不良的变形，生产出棱形管。停机检查时 ，我们可用手掌去逐道触摸变形后的管坯外弧面，就可以感觉到管坯有无异样变形，如果有异样的突起变形时，就应及时更换这道孔型。
( 2 )定径孔型磨损 因为定径孔型磨损而造成棱圆形管是最主要原因之一，特别是经常生产一些轻微的桃形管时，而又得不到及时的处理解决，就会使定径孔型的某一部位受到特别的磨损，使这一部位形成一个凹陷的弧面，从而造成棱圆形管的出现。这就需要我们及早地处理解决一些不良的成型变形问题以及桃形管的生产，并经常检查定径孔型的磨损情况，发现孔型弧面有不规则的磨损时，要及时更换。
( 3 )矫直辊受力不匀 矫直辊结构基本有两种形式，一种是四辊式结构(图32 ) ，一种是八辊式结构(图33)。造成棱圆形管的原因，一般是由八辊式结构的矫直辊引起。在管子矫直时，应该按照调整工艺要求进行整体调整,
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