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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料方面专业第一章钢管及钢管生产工艺简介根据三辊轧管机组工艺技术改造的需要，本章着重讲述我国无缝钢管生产的状况及展望，尤其是中厚壁钢管的生产、使用情况，锥形穿孔技术发展状况，三辊轧管技术发展状况，微张力减径技术发展状况，超声探伤技术发展状况等相关内容及原三辊轧管机组的工艺特点与存在的主要问题。钢管钢管的用途钢管是一种用钢制作的具有中空截面、长度大于外径(或边长)的一种金属材料，作为多种用途的断面材料，在国民经济各部门中的应用愈来愈广泛。钢管作为输送管广泛地用于输送油、气、水等各种流体
2、，如石油及天然气的钻探开采与输送、锅炉的沸水与蒸汽管道、一般的水煤气管道，化工部门一般用管道化方式生产与运输各种化工产品，所以钢管被称为工业的“血管”；钢管作为结构管大量地应用于机械制造业和建筑工业，如用于制作房架、塔吊、各种车轴的构架等；钢管还作为中空的零件毛坯用于制造滚动轴承、液压支柱液压缸筒体、空心轴、花键套、螺母以及手表壳等，这既节约金属又节省加工工时；钢管又是国防工业中的重要材料，如用于制造枪管，炮筒及其它武器。108mm的三辊轧管机组产品为中厚壁钢管，广泛应用于机械加工、汽车、石油、塔机、煤机、锅炉、地质钻探、军工等行业。钢管的种类钢管按生产方法可分为:无缝钢管和焊接钢管。而无缝钢
3、管又可分为:热轧无缝管、冷拔管、冷轧管、冷旋压管和挤压管等;焊接按成型与焊接方法可分为：电焊管、炉焊管、气焊管、螺旋焊管、双面螺旋焊管、大直径UOE成型焊管、UOE成型双面焊管、焊双层或多层管等。三辊穿孔机、三辊轧管机国内外发展概况三辊轧管机组的轧机有阿塞尔轧管机和特朗斯瓦尔轧管机两种。最早的是阿塞尔轧管机，它是W.J.Assel于1932年发明的，1935年用于工业生产。特朗斯瓦尔轧管机是在阿塞尔轧管机基础上发展起来的，于1967年获法国专利，其本质还是阿塞尔轧管机，所不同的是可在轧制过程中实现变送进角、变轧制速度。我国的三辊轧管机组先有原衡阳钢管厂108mm三辊穿孔、三辊轧管中间试验项目，
4、分别于1968年和1974年列为国家中间试验项目。由原衡阳钢管厂、太原重型机器厂、包头钢铁设计院等单位联合进行工艺、设备等研究。三辊穿孔机1968年开始设计，1973年进行安装、试穿孔；三辊轧管机于1974年开始设计，1978年进行安装试轧。1979年进行三辊穿孔、三辊轧管联合试验，1980年该项目通过冶金部技术鉴定，并获国家重大科研成果三等奖。1984年，原衡阳钢管厂将这套中试机组进行了移地改造，同时，从西德曼内斯曼米尔厂引进十二架三辊微张力减径机，形成了独特的三辊斜轧穿孔三辊斜轧轧管三辊微张力减径的生产工艺，建成了国内首套108mm三辊轧管机组。由于108mm三辊轧管机组在生产中厚壁钢管方
5、面呈现明显的优势，我国先后投资建成了十几套三辊轧管机组。共有5套成品机组，除衡阳外，另有大冶特殊钢厂中170三辊轧管机组、天津钢管厂中114三辊轧管机组、无锡西姆莱斯。100三辊轧管机组和正在建设的安微天大集团中140三辊轧管机组及几套不完全机组，表1为我国已投产的三辊轧管机组基本情况。轧管技术发展状况锥形穿孔锥形穿孔机是菌式穿孔机的改进,随着双边支撑式锥形穿孔技术的成熟与发展，近10年来国内外新建的连轧管机几乎全部采用锥形穿孔机，其它热轧管机组(如顶管机组、accuRoll机组等)也开始大量采用锥形穿孔机。锥形穿孔机的优点主要表现在:轧辊直径向出口方向逐渐加大，与变形区内金属流动速度逐渐增大
6、相一致，减少了管坯的周向切应力，减少了毛管内外表面缺陷和金属扭曲。采用大的咬入角和辗轧角，增大了变形程度，可使延伸系数高达6，穿孔速度达/s，穿孔效率达90%，扩径率达40%。穿孔变形大，可减少后部轧管工序的轧件变形量。正是由于锥形穿孔机有上述突出优点，尽管其设备重量及装机容量较常规二辊穿孔机高20%30%，仍得到大多数新建机组的应用，并促使少机架限动芯棒连轧管机(MINI-MPM)得到大力发展，也使Assel轧管机、AccuRoll管机生产更薄、更长的钢管成为可能。表1我国三棍扎管机组的基本情况三辊轧管自于1932年发明阿塞尔轧管机以来，阿塞尔轧制工艺历经七十多年的发展，其主要产品品种由于当
7、初的轴承管和枪炮管等高精度厚壁管，扩展到油管、高压锅炉管、液压支柱管，汽车半轴套管、机械加工用管等十多个品种，D/S值由最先的12提高到目前的40。最初的阿塞尔轧管机只能轧制D/S12的钢管。当轧制更薄的管子时，钢管会出现尾三角轧卡。对这一问题的解决，使在阿塞尔轧管机基础上发展起来的特朗斯瓦尔轧机于1967年获得法国专利。我国三辊轧管机组建设起步晚、起点高。在衡钢之后，洪都、大冶、天津等厂陆续建成三辊轧管机组，这些机组有国内设计制造的，也有从国外引进的，在上世纪八十年代中后期，我国三辊轧管技术发展进一步加速。国内三辊轧管机起步于特朗斯瓦尔轧机，国内首先立项的衡钢中108mm三辊轧管机作为试制机
8、组。微张力减径国外从十九世纪末开始钢管减径尝试，1899年获得专利，1920年建成第一台减径机。张力减径是从美国国家钢管公司于1932年获得专利开始的。钢管定、减径是一个空心体不带芯棒的连轧过程。定径的任务是在较小的总减径率和小的单机架减径率条件下将钢管轧成具有要求的尺寸精度和真圆度的成品管。减径除起定径作用外，尚要通过采用较大的总减径率，实现用大坯生产小口径钢管的目的。张力减径则还可实现减壁的目的。总之，定减径的任务主要有:一、使钢管外形尺寸精确化，二、变化成各种钢管规格，实现用一种规格管坯生产多种(外径和壁厚)规格的钢管。我国从衡钢集团于1987年从德国曼内斯曼米尔公司引进12架微张力减径
9、机开始进行微张力减径。此后，国内天津、安阳等地陆续引进或国内生产了数套十二架微张力减径机。由于与其配套的前部轧制工艺的不同，国内各企业及院校研究的方向各异，侧重点不同。衡钢集团的微张力减径机与三辊轧管机配套，其主要产品为中厚壁钢管。因此，衡钢集团的主要研究方向为减轻中厚壁钢管的内孔不规圆现象。目前，衡钢集团微张力减径壁厚系数S/D值已达。原三辊轧管机组的工艺特点及存在的主要问题工艺流程坯料酸洗坯料检验坯料修磨坯料验收下料称重环形炉加热液压热定心三辊穿孔插芯棒三辊轧管中检取样步进炉再加热高压水除鳞三辊微张力减径减后取样冷却矫直液压切管人工检验无损探伤包装称重叭库。主要工艺参数产品规格:(5112
10、7)925mm管坯规格:(9140)l5003200mm荒管规格:(95145)l225x25005500mm轧管规格:(76133)925450010500mmm步进炉允许加热毛管长度:450010500mm微张力减径机允许减径参数AM系列:毛管外径76mm，成品外径:5168mmBO系列:毛管外径100mm，成品外径:7089mmCM系列:毛管外径133mm，成品外径:90127mm三辊穿孔变形特点(1)管坯中心无内折形成条件三辊穿孔时，顶头前管坯中心部位受力情况见图1。从图1中可看出，管坯中心仅受到压缩应力作用，而且合力Rl、R2、R3不平行，不会产生剪切应力。因此，三辊穿孔具有良好的应
11、力状态，在顶头前管坯中心不会形成孔腔，消除了形成内折的条件，毛管内表面质量好。同时，三辊穿孔以三个主动轧辊和顶头构成“封闭”环形孔型，它有三个主动轧辊并取消了导板，避免了毛管外表面的刮伤。此外，在减径或等径穿孔过程中，由于附加变形小，三辊穿孔毛管具有较高的几何尺寸精度。三角变形特征的制约三辊穿孔的横断面变形过程是由圆到圆三角形再规圆的过程，在变形区中，三辊穿孔的管坯自咬入开始，横断面上开始出现圆三角形，随着压缩量的增加，圆三角形趋势增大，顺着顶头均整段向出口方向，圆三角形逐渐被规圆。这种三角形变形特征，使毛管尾部容易出现三角形。一般情况下，钢管外径与壁厚之比D/S9时，就会出现尾三角形，随着D
12、/S值愈大，则尾三角形也就愈大。由于尾三角的形成，限制了在三辊穿孔机上穿制薄壁管，这是三辊穿孔机的缺点之一。(3)三辊扩径穿孔对钢管表面质量的影响中厚壁钢管品(钢)种、规格多，由于受坯料资源的制约，在实际生产中，生产规格与坯料不匹配现象十分普遍，扩径穿孔习以为常，而三辊斜轧扩径穿孔不利于金属在穿孔区的变形和流动。相反，三辊扩径穿孔加剧扭转变形、纵向剪切和横向剪切变形，这些附加变形叠加的结果使钢管表面产生裂纹、发纹金属材料工程专业方向一、专业简介及培养目标金属材料工程是国家经济建设的支柱，在航空航天、能源化工、国防军工、冶金机电等各行业均发挥着至关重要的作用，也是西安交通大学优势学科之一，在国内
13、外享有较高的知名度。金属材料工程主要研究金属材料性能优化的基本理论，探索提高材料使用性能的有效途径，了解金属材料的性能特点及其工程应用。学生通过院级课程的学习已经具备了材料科学与工程方面的基础理论和一定的实验技能，本专业重点向学生介绍金属材料合金理论、常见工程构件的失效分析、材料内部缺陷的检测技术、金属功能材料、复合材料等相关知识，使学生掌握金属材料合金化基础理论知识，熟悉几种重要的金属材料及其力学性能与应用。培养学生选择材料和使用材料的科学思路。使学生能从事工程零构件的失效分析工作，提出预防零件失效的具体措施，使学生掌握金属材料内部缺陷无损检测技术，提出预防零件失效的具体的措施，了解复合材料
14、、生物材料及功能材料的基本理论及要求，培养学生完整的金属材料知识体系。本专业的培养目标是使学生具备现代化建设所要求的系统材料知识、基础理论知识及工程技术知识，具有新材料、新产品、新工艺研究开发能力。金属材料工程专业具有学士、硕士、博士授予权，设有博士后流动站，是211工程建设学科的二级学科。金属材料工程专业的科学研究紧密结合国家科技发展的重大需求，瞄准国际前沿，开拓研究思路，不断提高研究水平，保持本学科在国内外的特点和优势。二、课程设置根据培养目标，金属材料工程专业方向的课程设置主要以金属材料为核心，课程体系包括合金与强化理论、材料选择与应用、零件失效分析、组织缺陷检测等主要内容。主要课程有：
15、金属材料及热处理，失效分析与防止，金属功能材料，复合材料，材料无损检测技术，生物材料。表1金属材料工程专业课程三、就业方向本专业注重学生综合能力的培养，通过课程的学习和大型综合实验的锻炼，使学生理论知识与实践技能并重，注重学生科学思维方式和发现问题解决问题能力的培养。学生毕业后科研单位从事工程材料、新型材料及其加工技术的基础研究、应用研究和开发研究，也可在机械、冶金、化工、能源、电子、交通、轻纺、军工等企业从事材料制备、材料选择与应用、材料质量与性能检测工作。也可到高等学校从事教学工作。国家需求量大，学生就业情况良好。工作后适应性强，深受用人单位欣赏。四、师资力量本专业方向有教师11名，教授5名，副教授6名,讲师1名。其中1名，讲座教授1名，973首席科学家1名，教师的研究项目和承担的课题如表2所示。本专业的教师学术修养高，敬业奉献，目前承担国家级的科研项目20余项，研究经费4000余表2师资力量万元。在培养学生方面坚持厚基础、宽口径、高素质的培养宗旨，注重学生科学思维方式和发现问题、分析问题和解决问题能力的培养。表3是XX届毕业设计选题和指
