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對于空拔厚壁管而言。迄今，還沒有一個算式和算圖能準(zhǔn)確、可靠地確定其壁厚變化的性質(zhì)和變化量。通常.確定空拔厚壁鋼管壁厚變化的性質(zhì)和變化量的方法是;①憑著生產(chǎn)經(jīng)驗，即先根據(jù)空拔前厚壁鋼管的原始壁厚與直徑的比值.確定出空拔管壁厚變化的性質(zhì).然后再將單位減徑量的增減壁值乘以空拔減徑量，其積就是空拔后壁厚變化量;②用理論公式計算.如根據(jù)空拔時應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系導(dǎo)出壁厚變化式.或引用平均形狀變化系數(shù)的三維軋制理論導(dǎo)出空拔管壁厚變化式，或利用連續(xù)速度場分析空拔過程.建立空拔管壁厚變化的上限解分析或用二元回歸分析等理論公式計算。在這兩種方法中.前者簡單可靠.現(xiàn)場應(yīng)用較多.后者使用不方便;現(xiàn)場應(yīng)用較少。

    根據(jù)筆者多年的研究，無論采用理論公式或經(jīng)驗、半經(jīng)驗公式都難于準(zhǔn)確確定厚壁管空拔時的壁厚變化量，因為它們都忽視了以下三個問題;

    (1)空拔前同一支管料上各橫截面的平均壁厚并不相等，存在“同管壁厚差”，并且管壁越厚，同管壁厚差越大;

    (2)同一架管料的平均壁厚不相等.存在“同架壁厚差”;

    (3)帶芯棒拔制后，管料的實際壁厚大于名義壁厚，即管壁出現(xiàn)“上浮”(偏厚)的情況。

    管料的同架壁厚差、同管壁厚差以及定壁道次管壁厚上浮現(xiàn)象的存在，降低了用算式和算圖計算空拔管壁厚變化量的準(zhǔn)確性.

1同管壁厚差破壞了壁厚變化規(guī)律

    在同一支管料上，各橫截面的平均壁厚不相等，我們把該支管料的最大平均壁厚與最小平均壁厚的差值定義為同管壁厚差。實測資料表明,薄壁管和厚壁管的同管壁厚差相差很大。薄壁管各橫截面的平均壁厚幾乎相等，同管壁厚差很小.厚壁管各橫截面的平均壁厚在縱向的波動很大，同管壁厚差大。實際生產(chǎn)也證明.空拔時薄壁管的壁厚變化規(guī)律性很明顯，用算式確定壁厚變化規(guī)律和變化量的準(zhǔn)確性高。然而。厚壁管的壁厚變化規(guī)律不明顯。用算式計算的準(zhǔn)確性很差.

    顯然，同管壁厚差的存在給掌握空拔厚壁鋼管壁厚變化規(guī)律和控制變化量增加了困難.當(dāng)空拔厚壁管的原始壁厚與直徑比So/D。較大時，由于拔前管料存在較大的同管壁厚差，雖然同一支管料各橫截面的So/D。差值很小，然而空拔后的壁厚變化量較小，并且當(dāng)同管璧厚差較大時，本來應(yīng)該減壁者卻出現(xiàn)了增壁.本來減徑量大者應(yīng)該壁厚增加多一點(diǎn).但卻出現(xiàn)比減徑量小的增壁還小的現(xiàn)象，從而擾亂了壁厚變化的規(guī)律性。

    現(xiàn)已查明，同管壁厚差與熱軋供料方式、帶芯棒拔制的變形量及退火質(zhì)量有關(guān)。穿孔機(jī)供料時，毛管的同管壁厚差較大，波動范圍為0.3-0.5mm;自動軋管機(jī)供料時，荒管的同管壁厚差波動范圍為0.12-0.25mm。同時。二輥斜軋穿孔過程的差別(穩(wěn)定和不穩(wěn)定)越大，或穿孔延伸系數(shù)越大.則同管壁厚差越大;采用自動軋管工藝的減壁量越大，荒管同管壁厚差越小，并且隨后帶芯棒拔制(其他條件不變)的同管壁厚差隨減壁量或延伸系數(shù)的增大而減小。

2同架壁厚差給提高管壁精度增添了困難

    在同一架管料上。每支管料的平均壁厚不相等。存在差異，我們把該架管料的最大平均壁厚與最小平均壁厚差值定義為同架壁厚差。管料的同架壁厚差始終存在，即使是同管壁厚差接近于零的冷軋冷拔薄壁管，也不同程度地存在同架壁厚差。因厚璧管的同管壁厚差大。確定同架壁厚差比較困難。鑒于同一支薄壁管上各橫截面的平均壁厚幾乎相等，在忽略同管壁厚差影響的條件下，測定了經(jīng)定壁道次后5個規(guī)格厚壁鋼管的同架壁厚差。實測結(jié)果表明。5架厚壁鋼管都存在同架壁厚差。且平均壁厚差為0.08mm，最大值0.13mm。

    在實際生產(chǎn)中，常常將空拔后隨機(jī)抽測的一支管料某橫斷面的壁厚值作為整架管料的壁厚值.當(dāng)同架壁厚差較大時，有可能誤把增壁當(dāng)作減壁，多增當(dāng)作小增，這給正確掌握壁厚變化規(guī)律和控制壁厚變化量帶來困難。

    初步查明，同架壁厚差與穿孔和軋管工序的調(diào)整參數(shù)、管坯加熱溫度和軋管溫度密切相關(guān)，還與帶芯棒拔制的變形量，尤其是減壁最、同架管料同一道次中更換模具的個數(shù)以及模具公差、材質(zhì)和熱處理質(zhì)量有關(guān)。

3帶芯棒拔制后管壁上浮

    生產(chǎn)現(xiàn)場通常根據(jù)冷拔成品管的外徑、壁厚和定壁道次的直徑來確定定壁道次的壁厚，以上幾何尺寸都是名義尺寸。管料在定壁道次帶芯棒拔制后的實際壁厚都大于名義壁厚.甚至部分管料的實際璧厚超過了公差上限值。

    空拔過程中，外模和芯棒在強(qiáng)大的正壓力作用下，將或大或小地產(chǎn)生彈性變形，使拔制后厚壁鋼管的直徑和壁厚增大.此外，管料在塑性變形過程中伴隨有彈性變形，彈性變形有正反彈性后效。管料脫離變形區(qū)后將因反彈性后效而增大壁厚和外徑�？紤]到冷拔模具加工制造的困難，模具各尺寸都規(guī)定有一定公差，冷拔工藝的實施是按模具名義尺寸選配的，如果不考慮模具在使用過程中的磨損對壁厚上浮的影響.

    此外，壁厚上俘量還與管料材質(zhì)的強(qiáng)度特性、拔制變形量、模具類型和芯棒位籃有關(guān)一般說來，在冷拔模具的材質(zhì)、熱處理制度和尺寸偏差一定時，冷拔管的壁厚上浮量隨拔制變形量和管料材質(zhì)特性的增大而增大;隨芯棒向出口的前伸量的增大而減小。通常用中式模具帶芯棒拔管較普式模具拔管壁厚上浮量大.

4結(jié)語

    冷拔管料同管壁厚差和同架璧厚差的存在以及定壁道次的管壁上浮是導(dǎo)致厚壁鋼管空拔時增減璧算式精度差的重要原因.