热轧无缝钢管内折缺陷分析

赵华清

摘要：在当前热轧无缝钢生产中，内折缺陷一直是影响钢管质量的重要因素，其缺陷贯穿于整个穿孔过程中，与连铸管坯质量、穿孔工艺之间存在密切关系。本文重点研究了热轧无缝钢管内折缺陷的相关问题，先讨论了内折形貌及其产生原因，再提出几点预防措施，希望能对相关学者工作有所帮助。

关键词：热轧无缝钢管；内折缺陷；穿孔方法

前言：热轧无缝钢管内置是指在钢管内表面出现螺旋形、半螺旋形或者无规则分布的锯齿状折叠，内折主要存在于钢管的头部位置，或者有规律分布，或者无规律分布。部分热轧无缝钢管出现内折缺陷后，通过简单的修磨即可使用，严重者需要直接报废。在当前社会生产中，内折缺陷一直是影响热轧无缝钢管使用性能的重要因素，如何有效避免热轧无缝钢管内折缺陷产生，一直是相关学者关注的重点问题。

1.热轧无缝钢内折形貌及产生的原因

1.1热轧无缝管内折形貌

热轧无缝钢管内折形貌是不固定的，常见的形貌为细微小片状，也有大片状、直线型、鱼鳞状形貌。

1.2热轧无缝钢管产生内折的原因

当钢管做斜扎穿孔运动时，其连铸管坯芯部在受拉应力作用的影响下，出现金属中心破裂问题，生成孔腔。由于孔腔生成自身具有不确定性，因此其内部金属表面粗糙，会被顶头冷却水与空气氧化，进而在随后的辗轧中形成折叠，并依附在钢管内部。因此在内折处理中，为了达到有效避免内折发生的目的，就必须要避免形成孔腔，这也是整个研究的重点问题。

2.连铸管坯质量与内折缺陷问题研究

目前在生产连铸管坯中，如果想要得到无内折、无内外表面裂纹的毛管，就能生产出符合相关标准的成品管。在这一思想影响下，冶炼工艺水平，就成为整个生产的关键。根据当前连铸管坯冶炼研究结果来看，为了保证冶炼工艺水平能达到预期，相关人员应该按照表1的相关内容进行质量控制。

3.穿孔工艺与内折缺陷

3.1穿孔温度与内折缺陷

在整个无缝钢管生产中，穿孔工艺是影响内折的重要因素，在实施连铸管坯穿孔加热中，若温度过高或者加热时间长，会导致穿孔温度快速上升，进而出现内折问题，此时连铸管坯内部会出现鱼鳞状内折。若温度过低，会影响加热时间，不利于保证钢管的金属塑性。该结果说明，必须要正确认识到穿孔温度与内折缺陷之间的关系，避免内折发生。

3.2穿孔辊转速与内折缺陷

相关人员在设计穿孔辊转速时，必须要充分考虑连铸管坯材料性能、辊径大小等诸多因素的影响，不同规格的连铸管坯，其转速也存在明显差异。从当前实际情况来看那，常见的转速主要分为两种，包括高于标准转速与低于标准转速，在不同生产条件下，这两种转速所产生的内折量比值情况也存在明显差异，相关研究表明，与低转速相比，高转速更容易出现内折问题，考虑出现这一现象的原因为：在高水平钻速下，增大轧辊转速会导致钢管所产生的滑移量增加，导致轴向效率降低，进而提高了内折风险。同时在该结果的支持下可以认为，为了有效避免内折发生，需要及时调整穿孔机方向，并采用最大咬入角进行生产。在咬入角增大的情况下，连铸管坯的滑移情况得到改善，就有助于降低连铸管坯在咬入过程中所产生的旋转次数。

3.3顶头与内折缺陷

众所周知，在顶头磨损严重的情况下，其表面凹凸不平，这就会在穿孔过程中擦伤内壁，导致管内出现螺旋形内折。同时，钢头形状对钢管质量也具有一定的影响：（1）若顶头为锥形，会导致顶头从尖部到孔型部位的压下量提高，这种现象不利于保证荒管质量；（2）在使用球形顶头时，有助于保证荒管沿着既定方向送进，并相应的降低压下量，保证荒管质量。当然，当前生产中公认最好的顶头形状，是保证沿变形区长度方向下压量不变的形状，在顶头螺旋作用下，连铸管坯的咬入性能得到保证，内折控制效果达到预期。

4.预防措施研究

为了有效避免内折缺陷发生，相关人员必须要重点做好以下工作：

（1）严格控制连铸管坯性能，按照相关生产要求，扩大连铸管坯中等轴晶比率，或者相应的缩短柱状晶长度，降低出现内折的概率。

（2）按照生产要求，制定严格的连铸管坯加热制度。根据坯料直径、长度、制材等情况，确定相应连铸管坯加入温度，并執行待轧停轧降温制度，在温度控制中，连铸管坯加热温度为=穿出温度-穿孔温度+出炉温度。

（3）使用高质量穿孔、轧制工具。高质量的穿孔、轧制工具在预防内折缺陷中发挥着重要作用，因此必须要使用高质量的轧制与穿孔设备。例如，需要积极更换热定心冲头，在常规检查定心孔后，及时矫正，避免影响生产质量。对于新的穿孔辊，采用较大的顶头前伸量与咬入角参数，并按照低轧辊转速情况进行质量控制。

结论：本文主要研究了热轧无缝钢管内折缺陷的相关问题，并对其内折缺陷控制方法进行分析。从本次研究结果来看，为了有效避免热轧无缝钢管内折缺陷发生，相关人员必须要材料质量控制、加热温度、使用高质量器具等方面入手，做好控制，确保能有效避免内折发生，保证热轧无缝钢管使用性能。