畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）冷軋冷拔無縫鋼管車間設(shè)計(jì)

摘要本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，設(shè)計(jì)內(nèi)容為冷軋冷拔無縫鋼管車間，車間年產(chǎn)量18000噸，成品規(guī)格為125183565120003000MM。具體生產(chǎn)的產(chǎn)品類型有結(jié)構(gòu)用無縫鋼管，石油裂化用無縫鋼管。主要設(shè)計(jì)步驟有根據(jù)當(dāng)前市場對各種產(chǎn)品的需求，編制產(chǎn)品方案；具體內(nèi)容包括確定各種產(chǎn)品的年產(chǎn)量，材質(zhì)和鋼管種類；根據(jù)產(chǎn)品方案、產(chǎn)品質(zhì)量和車間生產(chǎn)率的要求制定生產(chǎn)工藝流程；根據(jù)產(chǎn)品產(chǎn)品尺寸規(guī)格選擇主要設(shè)備和輔助設(shè)備；然后進(jìn)行工藝計(jì)算和編制金屬平衡表及生產(chǎn)工藝流程定額卡；隨后進(jìn)行變形工具設(shè)計(jì)；計(jì)算設(shè)備負(fù)荷率；其后比較重要的一步是設(shè)計(jì)車間布局圖；最后計(jì)算車間勞動(dòng)組織及主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和投資概算。至此，本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容已全部完成。設(shè)計(jì)期間，采用了計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算機(jī)作圖。【關(guān)鍵詞】冷軋，冷拔，車間，設(shè)備，無縫鋼管ABSTRACTTHISISAPAPERABOATAWORKSHOPOFCOLDROLLINGANDCOLDDRAWINGSEAMLESSSTEELTUBETHEWORKSHOPANUALLYPRODUCE18THOUSANDSEAMLESSSTEELTUBEANDTHESPECIFICATIONRANGEIS12510MMTO3535MMTHEMAINLYDESIGNEDTHEPLANOFTHEPRODUCTSTHEBALANCEOFTHEMETALMATERIALTODETERMINETHESPECIFICATIONSOFTHETYPICALPRODUCTSANDDEVICETHEANUALLYPRODUCEAMOUNTOFEACHTYPICALPRODUCTSFOROTERSICALCULATEDTHECOSTOFTHEDEMOUNDOFTHEDESIGEIDEFINEDTHETECHNOLOGICALPROCESSANDBASICALLYDEFINEDTHEMAINLYEQUIPMENTSANDTHESUBSIDIARYEQUIPMENTSLOSTINTECHNOLOGYANDLABORANDDESIGNEDTHECHARTOFTHEWHOLEWORKSHOPANDSOON【KEYWORD】COLDROLLING,COLDDRAWING,WORKSHOP,EQUIPMENT,SEAMLESSSTELLTUBE目錄1綜述報(bào)告711前言712世界范圍內(nèi)的鋼管生產(chǎn)現(xiàn)狀713我國無縫鋼管生產(chǎn)現(xiàn)狀714無縫鋼管生產(chǎn)新技術(shù)815產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)要求8151鋼管生產(chǎn)的冷斜軋技術(shù)8152冷軋冷拔聯(lián)合工藝916交貨標(biāo)準(zhǔn)9161我國無縫鋼管聯(lián)軋?jiān)O(shè)備的發(fā)展9162我國周期式冷軋管機(jī)的發(fā)展1017總結(jié)102生產(chǎn)方案選擇1121產(chǎn)品方案的編制11211什么是產(chǎn)品方案11212編制產(chǎn)品方案的原則11213計(jì)算產(chǎn)品的選擇11214產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)要求1222生產(chǎn)方案的選擇12221生產(chǎn)方案選擇的原則12222鋼管生產(chǎn)方案133生產(chǎn)工藝流程1431制訂生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)1432生產(chǎn)工藝流程簡圖14321管料14322檢查、修模14323切斷15324酸洗、水洗、水沖16325磷化、烘干、皂化16326冷軋17327打頭、冷拔17328中間熱處理、成品熱處理18329矯直183210切斷、切頭183211無損探傷193212表面涂層193213包裝、入庫194主設(shè)備的選擇及分析論證2041主要設(shè)備選擇2042輔助設(shè)備選擇22421加熱及熱處理設(shè)備的選擇22422切斷設(shè)備的選擇23423矯直機(jī)的選擇23424酸洗錘頭設(shè)備的選擇24425烘干設(shè)備的選擇24426起重運(yùn)輸設(shè)備的選擇255工藝計(jì)算與金屬平衡2651工藝計(jì)算26511工藝規(guī)程的制定26512冷拔冷軋工藝計(jì)算2752編制生產(chǎn)工藝流程定額卡3553編制金屬平衡表356主要變形工具設(shè)計(jì)3761二輥式冷軋管機(jī)工具孔型設(shè)計(jì)37611芯棒尺寸及錐度的確定37612減徑段LJ的確定37613預(yù)精整段LZ的確定37614定徑段LZ的確定37615壓下段LY的確定37616壓下段工作錐各段壁厚SX的確定38617芯棒各斷面直徑DX的確定38618孔型高度（直徑）DX及DX的確定38619軋槽各段錐度RX的確定386110孔型寬度BX及圓角的確定386111靠模設(shè)計(jì)3962拉拔模的設(shè)計(jì)39621模子的結(jié)構(gòu)與尺寸39622固定短芯頭的設(shè)計(jì)417設(shè)備負(fù)荷率及設(shè)備生產(chǎn)能力校核4771工作制度和工作臺時(shí)的確定47711工作制度47712設(shè)備工作臺時(shí)的確定4772設(shè)備負(fù)荷能力計(jì)算47721設(shè)備小時(shí)生產(chǎn)定額47722年產(chǎn)量計(jì)算48723設(shè)備年產(chǎn)量的計(jì)算式48724設(shè)備完成年計(jì)劃產(chǎn)量所需的臺時(shí)48725設(shè)備負(fù)荷率的計(jì)算48726計(jì)算過程498車間平面布局5881車間平面布置的原則5882平面布置的內(nèi)容58821金屬流程線的布置58822生產(chǎn)設(shè)備的布置54823車間內(nèi)通路的布置54824車間內(nèi)倉庫設(shè)施的布置54825其他設(shè)施的布置5683車間工藝平面布局圖56831車間平面尺寸56832車間工藝平面布局圖的布置569勞動(dòng)組織及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)5891車間勞動(dòng)組織58911勞動(dòng)定額58912車間勞動(dòng)定員5892車間管理組織機(jī)構(gòu)及職責(zé)5910投資概算64101建設(shè)投資概算的費(fèi)用64102編制概算投資的必要依據(jù)64103流動(dòng)資金定額的概算64104產(chǎn)品成本概算65105折舊費(fèi)65106成本構(gòu)成6611全文總結(jié)6712致謝68附錄I計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)691計(jì)算軋機(jī)孔型和軋制力程序692計(jì)算拔制力的程序72附錄II產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)要求74結(jié)構(gòu)用無縫鋼管（816387）7411尺寸、外形及重量7412技術(shù)要求7513試驗(yàn)方法7614檢驗(yàn)規(guī)則7615包裝、裝訂及質(zhì)量說明書77附錄III金屬平衡表78附錄IV生產(chǎn)工藝流程定額卡79附錄V相關(guān)外文資料翻譯80參考文獻(xiàn)841綜述報(bào)告11前言我國的鋼管產(chǎn)業(yè)，自從新中國成立以來有了很大的發(fā)展，建國以前我國是不能生產(chǎn)鋼管的，建國后，作為首批重點(diǎn)工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目，鞍鋼無縫管廠于1953年10月27日建成投產(chǎn)，從此結(jié)束了我國不能生產(chǎn)無縫鋼管的歷史，到現(xiàn)在我國已經(jīng)一越成為世界第一大無縫鋼管生產(chǎn)國。雖然我國在管材生產(chǎn)技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家還有一定差距，但還是出現(xiàn)了許多卓有成效的工藝和高效率設(shè)備，以下從各方面綜合論述一下鋼管生產(chǎn)的技術(shù)發(fā)展。12世界范圍內(nèi)的鋼管生產(chǎn)現(xiàn)狀世界上目前擁有300多臺（套）無縫鋼管機(jī)組，生產(chǎn)能力約3500萬T/A，消耗僅有20002400萬T/A,而其中13501600萬T/A為自產(chǎn)自消。700800萬T/A的世界貿(mào)易量，已形成了七大集團(tuán)進(jìn)行競爭。1）以意大利DALMINE、墨西哥TAMSA和阿根廷SIDCA公司的連軋機(jī)組為中心，以生產(chǎn)石油油井管為競爭目標(biāo)的集團(tuán)在1999內(nèi)組成。2）以德國曼內(nèi)斯曼公司與法國瓦魯來克公司為核心的集團(tuán)，主要是以歐洲擁有的多種傳統(tǒng)軋管機(jī)組的綜合生產(chǎn)能力，在世界各類無縫鋼管市場進(jìn)行競爭。3）以日本住友、川崎、新日鐵三大公司組建的新集團(tuán)，主要以自動(dòng)軋管機(jī)組與連軋機(jī)組為中心，形成了200萬T/A的無縫鋼管市場與銷售能力，企圖控制無縫鋼管世界貿(mào)易市場中的較大份額。4）日本上述三公司以外的日本鋼管又與墨西哥其他非TAMSA集團(tuán)也將組建聯(lián)合集團(tuán)，參與世界無縫鋼管競爭。5）美國LTV公司，再美國境內(nèi)收購法國IMETAL公司所屬的科偉爾德公司機(jī)械結(jié)構(gòu)管廠和澳大利亞的斯莫貢公司中的焊管廠，成為美國最大的擁有150萬T/A鋼管生產(chǎn)和銷售公司。6）日本住友與神戶公司成立的專門生產(chǎn)，銷售原子能發(fā)電站特殊管公司。7）俄羅斯伏爾加鋼管廠擁有426MPM連軋機(jī)組及250MM三輥軋管機(jī)組及焊接管線管專用機(jī)組，總能力150萬T/A，而烏克蘭南方鋼管廠擁有年產(chǎn)量最高機(jī)組102MMMM連軋機(jī)組（72萬T/A）、140MM和400MM自動(dòng)軋管機(jī)組以及多臺擠壓機(jī)組超過100萬T/A的生產(chǎn)能力。13我國無縫鋼管生產(chǎn)現(xiàn)狀我國現(xiàn)階段已經(jīng)成為世界第一大無縫鋼管生產(chǎn)國，在國內(nèi)現(xiàn)有的141套（臺）機(jī)組中，工藝設(shè)備比較完整配套，可直接生產(chǎn)89MM以上熱軋成品管的軋管機(jī)組約35套。其綜合生產(chǎn)能力約372萬T，約占總生產(chǎn)能力的83（其中有7套新建軋機(jī)，設(shè)計(jì)能力為1335萬T，現(xiàn)只達(dá)到設(shè)計(jì)能力的52，即70萬T）。這其中，相對比較先進(jìn)、的無縫鋼管機(jī)組僅有15套，設(shè)計(jì)能力為24105萬T，約占總能力的54。其余的都屬于不完整機(jī)組，即其熱軋?jiān)O(shè)備僅有穿孔機(jī)，或還配有自動(dòng)軋管機(jī)，二輥、三輥斜軋延伸機(jī)等，但都無定徑機(jī)。因此，只能生產(chǎn)熱軋毛管或荒管作為冷（軋）拔管料，靠冷（軋）拔生產(chǎn)冷拔成品管。這些軋管機(jī)多達(dá)106臺（套），約占總數(shù)的75，但其綜合綜合生產(chǎn)能力只占總量的17。14無縫鋼管的主要生產(chǎn)方法無縫鋼管的生產(chǎn)方法有熱加工（熱軋）和冷加工（冷軋、冷拔）兩大類，冷加工是對鋼管的二次加工，利用熱軋鋼管作原料在冷態(tài)下進(jìn)一步加工，使之具有一定的特定性能。熱軋無縫鋼管的整個(gè)生產(chǎn)過程有兩個(gè)主要變形程序1）穿孔將實(shí)心鋼坯或鋼錠穿孔成空心毛管；2）軋管將毛管軋成一定形狀規(guī)格的鋼管，在生產(chǎn)，按產(chǎn)品的品種規(guī)格和數(shù)量等不同要求而選用不同類型的軋管機(jī)，目前常見的有自動(dòng)軋管機(jī)組，皮爾格軋管機(jī)組，狄塞爾軋管機(jī)組，ACCUROLL軋管機(jī)組，頂管機(jī)組，和擠壓機(jī)組等，機(jī)組具體名稱以該機(jī)組產(chǎn)品規(guī)格和軋管機(jī)類型命名。無縫鋼管冷加工方法有冷軋冷拔冷旋壓三種，冷旋壓本質(zhì)上也是冷軋，冷軋機(jī)和冷旋壓機(jī)的規(guī)格用其產(chǎn)品規(guī)格和軋機(jī)形式表示，冷拔機(jī)規(guī)格用其額定拔制力表示。15無縫鋼管生產(chǎn)新技術(shù)151鋼管的冷斜軋技術(shù)1）金屬的變形狀態(tài)在熱斜軋過程中，軋輥被認(rèn)為是鋼性體，軋件為鋼塑性體，因而接觸變形區(qū)內(nèi)的金屬均處于塑性狀態(tài)，由于處于高溫狀態(tài)的金屬難以承受較大的軸向咬入力，所以需要較長的咬入?yún)^(qū)來提供足夠的送進(jìn)力，而在冷斜軋過程中，減徑量和減壁量比熱軋要小的多，金屬的軸向流動(dòng)阻力也比較小，而處于冷軋狀態(tài)下的鋼管可以承受較大的軸向咬入力，在這種情況下，接觸變形區(qū)的咬入段可以為彈性區(qū)，該區(qū)的主要作用是為軋件提供前進(jìn)的動(dòng)力，使軋件能夠順利咬入。2）接觸的摩擦狀態(tài)與滑移冷斜軋時(shí)軋輥和軋件表面光滑，軋輥和軋件之間易于形成油膜，潤滑狀態(tài)良好，并且軋件的壁厚較小，所以接觸表面均勻滑動(dòng)摩擦，粘著現(xiàn)象不存在，這樣，斜軋中必然存在的切向滑移只是在接觸表面產(chǎn)生，不會(huì)使鋼管產(chǎn)生嚴(yán)重的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，從而能夠保證軋件的表面質(zhì)量。3）金屬的橫向流動(dòng)和管尾三角在冷軋過程中，由于變形程度比熱軋低，金屬橫向流動(dòng)量小，并且在冷狀態(tài)下鋼管的橫向流動(dòng)抗力大，不會(huì)發(fā)生塑性失穩(wěn)現(xiàn)象，因而管尾三角不產(chǎn)生較大的影響。4）較大的道次變形量在冷斜軋時(shí)，軋輥處于主動(dòng)狀態(tài)，所以變形量即不受輥型限制，亦不受軋件強(qiáng)度限制，另外，由于變形區(qū)被限定在較小的范圍內(nèi)，從而使軋制力顯著降低，因而增加變形量成為可能，故與冷軋、冷拔相比，可以實(shí)現(xiàn)較大道次變形量。5）潤滑條件的改善由于現(xiàn)有工藝上的限制，冷軋冷拔工藝難以實(shí)現(xiàn)較理想的潤滑，而在斜軋工藝中，軋輥與軋件有較高的相對速度，容易在接觸表面形成油膜，因而使?jié)櫥瑮l件得到改善的同時(shí)，變形抗力降低，軋件成型質(zhì)量高。6）冷斜軋技術(shù)的問題鋼管軋件工藝是否可行，關(guān)鍵在于以下三題A正確合理的輥型設(shè)計(jì)；B采用高精度的冷斜軋機(jī)；C選取合理的工藝參數(shù)?？傊?，鋼管冷斜軋優(yōu)點(diǎn)是明顯地，它可以克服現(xiàn)有的冷軋冷拔工藝不足，從根本上改善冷軋冷拔生產(chǎn)的落后狀態(tài)，提高生產(chǎn)效率，節(jié)省材料，且冷斜軋機(jī)還可以生產(chǎn)常規(guī)方法不能生產(chǎn)的特種鋼管。152冷軋冷拔聯(lián)合工藝目前，冷加工鋼管趨向于采用以冷軋為主，冷拔為輔的聯(lián)合生產(chǎn)工藝。現(xiàn)代冷軋機(jī)可實(shí)現(xiàn)大減徑量和大減壁量，軋制變形量80以上在冷軋機(jī)上完成。采用冷軋定壁，輔以冷拔改變規(guī)格和控制外徑，滿足不同品種和規(guī)格的要求。冷軋冷拔聯(lián)合工藝生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)鋼管質(zhì)量好，冷軋鋼管質(zhì)量較高，鋼管壁厚精度高和表面質(zhì)量較好，冷拔確保了鋼管外徑精度；冷加工周期短，節(jié)省了中間脫脂，熱處理，縮口，矯直等工序，節(jié)省能源，減少了金屬消耗；可采用大規(guī)格荒管生產(chǎn)小直徑的鋼管，簡化了原料規(guī)格的種類。目前，世界上冷軋冷拔工藝技術(shù)和裝備水平有了很大發(fā)展。冷軋冷拔機(jī)正向高速，長行程，環(huán)孔型，高精度方向發(fā)展。這種軋機(jī)的特點(diǎn)是1）采用慣性力和慣性扭矩垂直平衡機(jī)構(gòu)，軋機(jī)往返次數(shù)提高。2采用環(huán)形孔型，軋制變形區(qū)長度比短行程軋機(jī)長70，軋制變形的均勻性提高，送進(jìn)量增加。3采用長管坯，荒管原料長度可以增加到1215M，可以生產(chǎn)長鋼管，提高軋機(jī)利用率，軋制有效利用系數(shù)高達(dá)80以上。4采用曲線型芯棒和最佳拋物面孔型，金屬變形合理，模具壽命長。16我國無縫鋼管設(shè)備發(fā)展情況161我國無縫鋼管連軋?jiān)O(shè)備的發(fā)展目前我國共有4套連軋軋管機(jī)組寶剛股份有限責(zé)任公司的140八機(jī)架全浮動(dòng)芯棒連軋機(jī)組，天津鋼管有限責(zé)任公司的250MFM六機(jī)架半浮動(dòng)芯棒連軋機(jī)組，衡陽鋼管有限責(zé)任公司89MM六機(jī)架半浮動(dòng)芯棒連軋機(jī)組，包鋼鋼聯(lián)股份有限公司的180MMMINIMPM五機(jī)架限動(dòng)芯棒連軋機(jī)組。從國內(nèi)擁有的連軋管機(jī)組的類型和水平看，我國連軋管技術(shù)的發(fā)展與世界連軋管技術(shù)的發(fā)展步伐幾乎同步，從小規(guī)格到大規(guī)格，從多機(jī)架到小機(jī)架，從全浮動(dòng)芯棒軋制工藝到半浮動(dòng)芯棒，限動(dòng)芯棒軋制工藝，幾乎覆蓋了國外所有連軋工藝和設(shè)備機(jī)型。其中包鋼鋼聯(lián)股份公司的180MAXMINIMPM限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組代表了當(dāng)今世界連軋管技術(shù)的最先進(jìn)技術(shù)。該套機(jī)組配有錐形輥穿孔機(jī)、五機(jī)架連軋管機(jī)、24機(jī)架混合張力傳動(dòng)減徑機(jī)，這些設(shè)備均采用了當(dāng)今最新的軋管技術(shù)。引進(jìn)技術(shù)合作制造的方式為我國連軋管技術(shù)的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)?！熬盼濉逼陂g，原機(jī)械部將“無縫鋼管連軋成套設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究”課題列為國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，旨在立足國內(nèi)開發(fā)研制連軋管機(jī)成套設(shè)備。得到了一定的研究成果。162我國周期式冷扎管機(jī)的發(fā)展我國在周期式冷扎管機(jī)的研究始于20世紀(jì)60年代初，主要吸收消化了XT類型的冷扎管機(jī)，并先后制定了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前，主要研究和生產(chǎn)單位有1）洛陽礦山機(jī)械廠該廠于1964年生產(chǎn)了第一臺冷扎管機(jī)后又生產(chǎn)了近10種型號的冷扎管機(jī)，30多年來一共生產(chǎn)了近100臺冷扎管機(jī)。80年代后研制了GHL型冷扎管機(jī)。2）西安重型機(jī)械研究所該所于1961年開始研制冷扎管機(jī)，重點(diǎn)在多輥式的LG型冷扎管機(jī)。并于1994年投產(chǎn)了LG60HL型冷扎管機(jī)。3）寧波永得利機(jī)械設(shè)備制造有限公司該公司從1997年開始生產(chǎn)LG60H型雙線長行程冷扎管機(jī)，1998年生產(chǎn)出第一臺樣機(jī)。該機(jī)型生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本底，特別適合生產(chǎn)不銹鋼。17總結(jié)隨著鋼鐵研究的不斷深入和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)在管材生產(chǎn)方面的不斷應(yīng)用，各類新型軋機(jī)、拔機(jī)層出不窮。與此同時(shí)新的鋼管生產(chǎn)工藝技術(shù)使無縫鋼管的生產(chǎn)向高產(chǎn)量、高質(zhì)量、高精度方向又邁出了一大步，諸如鋼管的冷斜軋技術(shù)冷軋冷拔聯(lián)合工藝等在冷加工無縫鋼管中的應(yīng)用，很大程度上改善了冷加工無縫鋼管的現(xiàn)有工藝技術(shù)。雖然我國在無縫鋼管生產(chǎn)上，設(shè)備和技術(shù)都相對落后。但國家在“九五”期間將之列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，也取得了很大的成果。國內(nèi)的一些廠家擁有一批相對先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備。從國內(nèi)擁有的連軋管機(jī)組的類型和水平看，我國連軋管技術(shù)的發(fā)展與世界連軋管技術(shù)的發(fā)展步伐幾乎同步，從小規(guī)格到大規(guī)格，從多機(jī)架到小機(jī)架，從全浮動(dòng)芯棒軋制工藝到半浮動(dòng)芯棒，限動(dòng)芯棒軋制工藝，幾乎覆蓋了國外所有連軋工藝和設(shè)備機(jī)型。但技術(shù)就相對比較落后，不能生產(chǎn)高精度，高質(zhì)量的無縫鋼管，因此，就目前我國無縫鋼管生產(chǎn)現(xiàn)狀來看，我國無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備性能都有待于進(jìn)一步改進(jìn)和提高。這也是本次設(shè)計(jì)的目的所在。2生產(chǎn)方案選擇21產(chǎn)品方案的編制211什么是產(chǎn)品方案產(chǎn)品方案是指所設(shè)計(jì)的工廠或車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格、狀態(tài)及年計(jì)劃產(chǎn)量。產(chǎn)品方案是在深入實(shí)際調(diào)查統(tǒng)計(jì)后提出的方案，是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品方案可以選擇設(shè)備和確定生產(chǎn)工藝。212編制產(chǎn)品方案的原則1國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對產(chǎn)品的要求根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)各部門對產(chǎn)品數(shù)量，質(zhì)量和品種等各方面的需求情況，既考慮當(dāng)前的急需，又要考慮將來發(fā)展的需要，因此，在設(shè)計(jì)之前必須對所要生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行市場調(diào)研。2產(chǎn)品平衡考慮全國各地生產(chǎn)的布局和配套加以平衡。3建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等的可能性。在進(jìn)行產(chǎn)品方案編制時(shí)，以上三點(diǎn)要全面考慮，不可偏廢。對于各類產(chǎn)品方案的分類、編組、牌號、化學(xué)成份、品種、規(guī)格尺寸及公差、交貨狀態(tài)、生產(chǎn)技術(shù)條件、機(jī)械性能要求、驗(yàn)收規(guī)程、試驗(yàn)及包裝方法等，均按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。如沒有標(biāo)準(zhǔn)，可由生產(chǎn)單位與用戶共同訂立協(xié)議。213計(jì)算產(chǎn)品的選擇車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及狀態(tài)組織合起來可能有數(shù)十種、數(shù)百種以上。但是，在設(shè)計(jì)中不可能有那么多時(shí)間對所有產(chǎn)品進(jìn)行逐一計(jì)算。為了減少設(shè)計(jì)工作量，加快進(jìn)度，同時(shí)又不影響整個(gè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，可以將各類產(chǎn)品進(jìn)行分類編組，從中選擇典型產(chǎn)品作為計(jì)算產(chǎn)品。如何選擇計(jì)算產(chǎn)品1有代表性將所有的各類產(chǎn)品進(jìn)行分類編組。從每組中找出一至幾種產(chǎn)量較大，產(chǎn)品品種、規(guī)格狀態(tài)、工藝特點(diǎn)等有代表性。因此，可以從擬生產(chǎn)的所有碳素鋼和合金鋼中選出十幾種有代表性的產(chǎn)品。這些計(jì)算產(chǎn)品從全車間總體來說，在品種、規(guī)格、狀態(tài)、產(chǎn)量和工藝特點(diǎn)等方面都有代表性。2通過所有工序指所選的所有計(jì)算產(chǎn)品要通過各工序，但不是說每一種計(jì)算產(chǎn)品都要通過各工序，而是對所有計(jì)算產(chǎn)品綜合來說的。若從擬生產(chǎn)的所有產(chǎn)品中應(yīng)有某工序，而計(jì)算產(chǎn)品不通過此工序，在這種情況下，就要重新選擇計(jì)算產(chǎn)品。在這里特別指出所選典型產(chǎn)品的產(chǎn)量之和為總產(chǎn)量。3所選的計(jì)算產(chǎn)品要與實(shí)際相接近。4計(jì)算產(chǎn)品要留一定的調(diào)整余量。從整個(gè)設(shè)計(jì)看，以后所進(jìn)行的工藝計(jì)算、設(shè)備選擇、工藝確定、車間人力與物力的消耗及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)都是根據(jù)產(chǎn)品方案來確定的。所得結(jié)果應(yīng)該與按所有產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)所得結(jié)果相一致或相接近。因此，編制產(chǎn)品方案，確定計(jì)算產(chǎn)品及其產(chǎn)量分配是工藝設(shè)計(jì)的主導(dǎo)。根據(jù)本次設(shè)計(jì)任務(wù)以及設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過本人在市場上的細(xì)心調(diào)驗(yàn)，綜合考慮市場需求和我國的實(shí)際情況，現(xiàn)將所確定的產(chǎn)品方案和計(jì)算產(chǎn)品列表如下。表21產(chǎn)品方案序號制品名稱合金牌號規(guī)格范圍MM產(chǎn)品年產(chǎn)量T比例110183545002522070501800103結(jié)構(gòu)用無縫鋼管（GB816287）12CRMO12565540030412CRMO3235900552060503600206石油裂化用無縫鋼管（GB994888）15CRMO11460180010表22計(jì)算產(chǎn)品序號合金牌號計(jì)算產(chǎn)品規(guī)格MM狀態(tài)年產(chǎn)量T比例1101835熱處理狀態(tài)4500252206050熱處理狀態(tài)360020312CRMO12565熱處理狀態(tài)540030214產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)要求通常把產(chǎn)品的牌號、規(guī)格、表面質(zhì)量以及組織性能等方面的要求統(tǒng)稱為產(chǎn)品的技術(shù)要求。由于產(chǎn)品的使用條件不同，用戶對對產(chǎn)品的技術(shù)條件要求也就不同。作為生產(chǎn)者應(yīng)該按照技術(shù)要求組織生產(chǎn)。因此作為設(shè)計(jì)工作，應(yīng)該考慮相應(yīng)產(chǎn)品的技術(shù)要求及交貨要求的有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定產(chǎn)品的牌號、形狀、尺寸及表面質(zhì)量。2）性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定產(chǎn)品的化學(xué)成分、物理機(jī)械性能、熱處理性能、化學(xué)性能、工藝性能及其他特殊用途要求等。3）試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定做實(shí)驗(yàn)時(shí)的取樣部位、試樣形狀和尺寸、實(shí)驗(yàn)條件以及方法等。4交貨標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定交貨、驗(yàn)收時(shí)的包裝、標(biāo)志方法及部位等。由于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的高低，反映了企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的高低和科學(xué)管理狀況，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該慎重考慮，對比參照國內(nèi)外先進(jìn)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)來制定。本人經(jīng)過認(rèn)真分析德國美國等一些發(fā)達(dá)國家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，參照我國國家標(biāo)準(zhǔn)制定了本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)。產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的具體內(nèi)容詳見附錄1。22生產(chǎn)方案的選擇所謂生產(chǎn)方案是指為完成設(shè)計(jì)任務(wù)書中所規(guī)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)而采取的生產(chǎn)方法。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)模，產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的要求，考慮當(dāng)?shù)氐木唧w條件，找出合理的生產(chǎn)方案。221生產(chǎn)方案選擇的依據(jù)生產(chǎn)方案的選擇與設(shè)備的選擇密切相關(guān)，二者應(yīng)同時(shí)加以考慮，確定生產(chǎn)方案是主要考慮以下幾點(diǎn)1金屬及合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質(zhì)量要求品種及規(guī)格不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么設(shè)計(jì)的車間就有很大的差別，例如熱軋無縫鋼管車間和冷軋無縫鋼管車間就有根本的差別。若產(chǎn)品質(zhì)量要求不同就是同一種合金品種與規(guī)格也可以采用不同的生產(chǎn)方案。2年產(chǎn)量的大小產(chǎn)量不僅決定工藝過程的特點(diǎn)，同時(shí)也對設(shè)備選擇、鑄錠尺寸、產(chǎn)品規(guī)格有著直接的影響。3投資、建設(shè)速度、機(jī)械化程度、勞動(dòng)條件、工人與管理人員的數(shù)量以及將來的發(fā)展。主要考慮經(jīng)濟(jì)效果，采用那種方案合理，適合建廠原則，在設(shè)計(jì)時(shí)可以比照一個(gè)現(xiàn)有企業(yè)，特別是比較成熟的技術(shù)工藝。222鋼管生產(chǎn)方案鋼管生產(chǎn)的主要方法有熱軋，熱擠壓，焊接和冷加工四大類。1）熱軋熱軋無縫鋼管生產(chǎn)過程是將實(shí)心管坯（或鋼錠）穿孔并軋成具有要求形狀、尺寸、性能的鋼管，熱軋無縫管的生產(chǎn)方法是以機(jī)組類型來分類的。2）擠壓法采用圓錠坯，在壓力穿孔機(jī)上穿孔或鉆孔后壓力穿孔機(jī)擴(kuò)孔，然后進(jìn)行熱擠壓。可以得到比軋制法制管更薄，質(zhì)量更好的管材，也可以生產(chǎn)異型管。3焊管焊管生產(chǎn)過程是將管坯即板帶材用各種成型方法彎卷的要求的橫斷面形狀，然后用不同的焊接方法將焊縫焊合爾獲得鋼管的過程。成型與焊接是他的基本工序。4）冷加工鋼管冷加工方法有冷軋，冷拔，冷旋壓三種方法，冷加工是鋼管生產(chǎn)的二次加工，產(chǎn)品機(jī)械性能良好，表面質(zhì)量高。綜合考慮各種因素以及本次設(shè)計(jì)的任務(wù)和技術(shù)要求，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過程中各種生產(chǎn)方案的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)效益，本設(shè)計(jì)采用冷軋和冷拔聯(lián)合加工的生產(chǎn)方案。3生產(chǎn)工藝流程31制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)所謂生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品的生產(chǎn)工序按次序排列起來。確定車間生產(chǎn)工藝流程是設(shè)計(jì)工作的重要組成部分，它直接關(guān)系到這個(gè)設(shè)計(jì)能否滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。合理的生產(chǎn)工藝流程應(yīng)該是在保證完成設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，具有最低的消耗、最少的設(shè)備、最小的車間面積、最低的產(chǎn)品成本，并且有利于產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高和將來的發(fā)展，具有最好的經(jīng)濟(jì)效果和較好的勞動(dòng)條件。制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)有以下幾點(diǎn)1）根據(jù)生產(chǎn)方案的要求由于產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格及質(zhì)量不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么主要工序就有很大區(qū)別。因此生產(chǎn)方案是編制生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)。2）根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求為了滿足產(chǎn)品的技術(shù)條件要求，就要有相應(yīng)的工序給以保證。因此，滿足產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求是設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流的基礎(chǔ)。3）根據(jù)車間生產(chǎn)率的要求由于車間的生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過程復(fù)雜程度也不同。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品的情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車間，其工藝過程也越復(fù)雜。因此，設(shè)計(jì)時(shí)生產(chǎn)率的要求是設(shè)計(jì)工藝過程的出發(fā)點(diǎn)。32生產(chǎn)工藝流程簡圖管料管坯檢查切斷熱處理矯直涂皂烘干磷化水洗水沖酸洗打捆打頭冷拔切頭尾矯直（冷軋）退火成品熱處理涂油包裝入庫321管料選用熱軋無縫鋼管。與其它坯料相比它有如下優(yōu)點(diǎn)1可以大量生產(chǎn)；2管坯形狀和尺寸較為精確；3表面比較光潔，內(nèi)部組織與性能也較為均勻。322檢查、修模坯料的檢查是對進(jìn)行質(zhì)量檢查，看是否符合質(zhì)量要求，是否有重大缺陷。檢查合格后，由于坯料缺陷需要對其進(jìn)行修磨處理。鋼管的表面缺陷有很多如結(jié)疤、裂紋、皮下氣泡等，必須在軋制前清除，不然會(huì)嚴(yán)重影響金屬軋制時(shí)的塑性和成型，造成廢品。局部的缺陷用火焰清理器或風(fēng)鏟進(jìn)行清理，風(fēng)鏟清理的勞動(dòng)強(qiáng)度大，因此用其他有效方法代替，應(yīng)用廣泛的是火焰清理器，清理的時(shí)候，它可以在管坯表面燒去寬850MM的一條，清理速度為08100M/MIN，局部清理可以減少金屬消耗，但不能實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化操作，所以當(dāng)表面缺陷較多時(shí)要用全面清理的方法，火焰清理機(jī)和剝皮車床應(yīng)用較為廣泛?；鹧媲謇頇C(jī)可以在0305M/S的速度下將冷管坯的整個(gè)圓周表面燒掉15MM厚的一層皮，剝皮車床按照管坯材質(zhì)的不同，切削速度在120M/MIN范圍之內(nèi)，進(jìn)刀量為04276MM/轉(zhuǎn)，對于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼來說，因選用的是熱軋管坯故不須預(yù)熱，采用火焰清理。當(dāng)管坯存在較深缺陷時(shí)，就要報(bào)廢。如果缺陷在管坯的頂部或底部，那么就可以將缺陷的一端切掉。不過，此時(shí)應(yīng)留下的部分足以生產(chǎn)出尺寸合乎要求的成品管。對于本設(shè)計(jì)的鋼種無須進(jìn)行預(yù)先熱處理，只有軋制高合金鋼時(shí)才采用。323切斷管坯清理完畢以后要切斷成軋制成品鋼管所要求的長度。管坯切斷的長度L可以按下式計(jì)算L4LTDT（DTTT）TTA/D32（31）式中LT成品管的長度，M；D3管坯直徑，MM；DT成品管直徑，MM；TT成品管壁厚，MM；A鋼管生產(chǎn)中的金屬消耗系數(shù)。按照軋制最長鋼管的要求將管坯切斷成不定尺的長度，有時(shí)是不可能做到的。因此為了保證切斷后不余料頭，采用L3MAX和L3MIN作為切斷的極限，它們由所得到的成品管長度和機(jī)組設(shè)備允許的長度來確定。無料頭切斷的條件由下列關(guān)系來決定LMTN3L3MINN3L3MIN/（L3MAXL3MIN）（32）式中LMT切斷前管坯長度，M；N3切斷的根數(shù)。在切斷時(shí)要力爭最小長度與最大長度相差得少一點(diǎn)。因?yàn)楣芘鏖L度的減小意味著機(jī)組產(chǎn)量的降低。所以在此情況下，將管坯都切成最大長度而只留下一兩根較短的倒是經(jīng)濟(jì)合理的，這一兩根短管坯可以用來生產(chǎn)其他規(guī)格的鋼管。管坯的切斷方法主要有冷鋸鋸斷、摩擦鋸鋸斷、剪斷機(jī)剪斷、折斷機(jī)折斷以及火焰切斷等，各種切斷方法所適用的范圍和條件不同，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。選用哪一種方法主要考慮其切斷管坯的尺寸和材質(zhì)。同時(shí)也要考慮設(shè)備的費(fèi)用和能源條件。冷鋸鋸切的管坯，端面平齊，便于定心，可以避免壁厚不均現(xiàn)象。各種鋼號的管坯均可采用冷鋸鋸切，但冷鋸的生產(chǎn)率較低，鋸片消耗較大，金屬損失要比剪斷和折斷多，所以一般適用產(chǎn)量較低的機(jī)組。剪斷機(jī)的生產(chǎn)率高，沒有金屬消耗，但是斷口處有壓扁現(xiàn)象，而容易切斜。在切高合金鋼時(shí)容易切裂，所以一般適用產(chǎn)量高，產(chǎn)品以低合金和碳鋼為主的小型機(jī)組上，管坯直徑在120MM以下。折斷機(jī)的生產(chǎn)率也比較高，也沒有金屬消耗，適用于大直徑的中碳鋼管坯的切斷。但是，折斷后的端面坑坑洼洼，不整齊，軋管時(shí)鋼管端部容易裂開。同時(shí)，對于含碳量低于03的碳鋼和合金鋼來說，折斷比較困難?；鹧媲懈畹墓芘骶哂衅烬R的端面，設(shè)備費(fèi)用低，不論管坯直徑大小，切口都是67MM，火焰切割適用于高產(chǎn)量軋機(jī)和大直徑管坯。這種切割方法可以用大部分鋼號的管坯，但當(dāng)含碳量超過04或045的碳鋼和一些合金鋼不宜用火焰切割。本管坯切斷采用冷鋸鋸切，便于定心。324酸洗、水洗、水沖經(jīng)切斷后的管坯打捆后即可進(jìn)行酸洗，這樣的方法生產(chǎn)率高，酸洗效果好。按照鋼管材質(zhì)和幾何尺寸的不同，可以采用不同的酸洗方法酸洗、堿洗及堿酸復(fù)合洗。在酸洗碳鋼和低合金鋼鋼管時(shí)，一般多使用硫酸，但也有許多國家采用鹽酸，在酸洗前先將鋼管在90左右的熱水槽中浸泡510分鐘或者先在堿溶液中脫脂，然后在進(jìn)行酸洗。這樣可以洗去鋼管表面上的污物并將鋼管加熱，從而減少對酸洗溶液溫度的影響，提高酸洗質(zhì)量。酸洗的時(shí)間長短與鋼管的鋼種、酸洗的濃度和鐵皮的厚度有關(guān)。對于同一鐘鋼種在一定濃度的酸液中的酸洗時(shí)間，主要取決于溶液的循環(huán)程度。對于所有酸洗溶液來說，提高工作溫度10大體上可以使酸洗速度加倍，溫度提高對于堿溶液中的脫脂量影響大。通常，隨著溶液濃度的不斷降低，需要逐漸提高溶液的溫度，就是為了保持所要求的酸洗質(zhì)量。在酸洗過程中使溶液流動(dòng)，進(jìn)行循環(huán)，可提高酸洗的速度。特別是成捆的管坯，如果靜止在溶液中進(jìn)行化學(xué)處理，不僅僅處理時(shí)間長而且不均勻，降低了處理的質(zhì)量。這是因?yàn)榫o靠在一起不能使其與溶液充分接觸。同時(shí)，管捆中不同位置的鋼管加熱溫度也不一致。經(jīng)過酸洗的鋼管通過水洗、水沖去除表面殘留的液體。325磷化、烘干、皂化經(jīng)水洗后的管坯在冷拔冷軋以前，鋼管表面要涂以工藝潤滑層，以便減小摩擦、保證鋼管表面質(zhì)量，也可以防止鋼管生銹。通常采用的工藝潤滑有鍍銅、磷酸鹽處理和草酸鹽處理。對于低碳鋼可選擇鍍銅。鍍層厚度應(yīng)為00040006MM。碳鋼在鍍銅前必須經(jīng)過酸洗碳鋼鋼管鍍銅所用溶液的成分是1510H2SO4，530G/LCUSO45H2O，4以下的NACL，0210動(dòng)物膠（AB）。在溶液溫度為3050時(shí)，鍍銅時(shí)間為15分鐘。由于鍍銅成本比較高，現(xiàn)在軋拔廠一般不采用，因此本次設(shè)計(jì)不采用。鋼管在鍍銅、磷酸鹽處理或草酸鹽處理后，進(jìn)行烘干處理后還要涂以工藝潤滑劑，這可以在冷軋機(jī)上進(jìn)行，也可以在槽子里成捆鋼管進(jìn)行涂敷。一般來說，是進(jìn)行涂皂處理。326冷軋從工藝設(shè)計(jì)角度看，確定軋制工藝參數(shù)主要在與正確制定變形規(guī)程、速度規(guī)程和溫度規(guī)程。1變形規(guī)程在既定的軋制條件下（工藝、設(shè)備條件），變形規(guī)程的主要內(nèi)容主要是確定變形量和道次變形量。變形量越大，從坯料到成品的變形過程越快，軋制總的延續(xù)時(shí)間越短，軋機(jī)產(chǎn)量越高。對產(chǎn)品的組織與性能也更為有利。但變形量不宜過大，否則對產(chǎn)品，軋輥都有不良影響。2速度規(guī)程選擇軋制速度或確定各道次的軋制速度是速度制度的主要內(nèi)容。軋制速度高，軋機(jī)產(chǎn)量增大。每道次的速度變化由傳動(dòng)軋機(jī)的主電機(jī)速度確定。3溫度規(guī)程溫度規(guī)程規(guī)定了軋制時(shí)的溫度區(qū)間，即主要決定軋制時(shí)軋件的開軋溫度和終軋溫度。本設(shè)計(jì)采用冷軋。冷軋的主要優(yōu)點(diǎn)是幾乎沒有金屬損耗；當(dāng)使用錐形芯棒（周期式冷軋）時(shí)可以得到很大的管壁壓下量（到7585）和減徑量（到65），從而可以縮短生產(chǎn)周期；由于壓下量大，所以管壁的壁厚不均和公差可以顯著減?。挥蒙贁?shù)幾種壁厚的管坯就可以得到很多規(guī)格的成品管；可生產(chǎn)外表面質(zhì)量好的鋼管，鋼管表面不會(huì)產(chǎn)生冷拔時(shí)所出現(xiàn)的縱向裂紋。327打頭、冷拔為了便于拉拔機(jī)挾持，鋼坯一端必須打?qū)嵎Q為打頭。冷拔管在拔制前需要將管料前端加熱并鍛打至小于拔模?？椎闹睆?，以便拔管時(shí)打頭部分先伸過模孔，讓小車鉗口夾緊管頭以實(shí)現(xiàn)拔制。為減少打頭次數(shù)，管體直徑和打頭部分直徑尺寸差值應(yīng)盡量大些，這樣打頭以拔制打23道次，打頭形狀多為S形成W形，現(xiàn)代的拔管生產(chǎn)以開始采用強(qiáng)迫喂入新技術(shù)，省掉了專門的管打頭工序。打頭的長度一般為100250MM。冷拔包括實(shí)心材拉拔與空心材拉拔，鋼管屬于空心材拉拔，空心材拉拔又可分空拉、長芯棒拉拔、游動(dòng)芯頭拉拔、頂管法、擴(kuò)徑拉拔等。拉拔的優(yōu)缺點(diǎn)1拔制制品的尺寸精確，表面光潔；2拉拔生產(chǎn)的工具與設(shè)備簡單，維護(hù)方便，在一臺設(shè)備上可以生產(chǎn)多種品種與規(guī)格的制品；3拉拔道次變形量和兩次退火間的總變形量受到拉拔應(yīng)力的限制；4最適合于連續(xù)高速生產(chǎn)斷面非常小的長制品。本次設(shè)計(jì)中采用的是浮動(dòng)芯頭軋制。328中間熱處理、成品熱處理在鋼管生產(chǎn)中廣泛使用熱處理來提高鋼管的塑性和機(jī)械性能，消除冷加工時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。去應(yīng)力退火的熱處理曲線如下780810720加熱240360分600240360分常溫空冷熱處理所用的爐子可以是直式和室式的，也可以用電爐加熱，也可以用天然氣加熱。爐內(nèi)的氛圍是可以控制的，合金鋼用真空熱處理，以防止氧化損耗。成品熱處理的目的是使產(chǎn)品達(dá)到所要求的性能要求。329矯直在冷軋冷拔后鋼管有一定的彎曲度，需進(jìn)行矯直。本設(shè)計(jì)所用的矯直機(jī)為多輥矯直機(jī)。多滾矯直機(jī)矯直速度快、效率高、效果好。3210切斷、切頭鋼管矯直以后需要進(jìn)行切斷、切頭或倒棱。在鋼管以倍尺長度矯直或者鋼管要求定尺交貨的情況下，需要將鋼管切斷，否則就只要切頭。在鋼管已經(jīng)用冷鋸鋸過的情況下，比如在張力減徑機(jī)后面鋼管已在冷狀態(tài)下鋸切成多段的情況下，鋼管精度時(shí)就只要進(jìn)行倒棱或銑頭倒棱而無需切頭。對于冷軋管來說可以用摩擦鋸或砂輪鋸鋸斷。3211無損探傷考慮到鋼管生產(chǎn)所產(chǎn)生的缺陷是多種多樣的，同時(shí)，不同品種的鋼管對質(zhì)量要求也不一樣，所以要采用適當(dāng)?shù)姆椒▉磉M(jìn)行無損探傷。對于冷軋管一般用超聲波、渦流、磁力等探傷方法進(jìn)行產(chǎn)品檢查，其主要特點(diǎn)和適用范圍見表31。表31冷軋管缺陷探傷方法適用的無探傷方法生產(chǎn)方法缺陷名稱特征射線超聲波磁力磁粉渦流重皮鋼管內(nèi)外表面上呈折疊狀及條狀缺陷直道由軋管機(jī)、均整機(jī)造成的筋狀缺陷斜軋穿孔無縫管折疊由減徑機(jī)引起的粗糙表面延伸形成的折疊無損探傷具有以下優(yōu)點(diǎn)1可以做到不損壞鋼材的完整性，可以100地檢驗(yàn)其表面與內(nèi)部的質(zhì)量，不會(huì)出現(xiàn)取樣或抽查漏檢的危險(xiǎn)性。2無損探傷的準(zhǔn)確性高。3無損探傷可實(shí)現(xiàn)在線檢查，效率高，且便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化檢驗(yàn)與自動(dòng)化檢驗(yàn)。4人們可以根據(jù)探傷后得知鋼材缺陷情況，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，使鋼質(zhì)3212表面涂層為了保護(hù)用于鍋爐等工業(yè)部門所用的鋼管不受腐蝕，延長使用壽命，同時(shí)為了減小流體的壓力損失需要在鋼管表面涂敷各種涂層。3213包裝、入庫經(jīng)過檢驗(yàn)合格后，按需方要求，包裝入庫。4設(shè)備選擇及分析論證設(shè)備選擇的主要內(nèi)容是確定出車間設(shè)備的種類、形式、結(jié)構(gòu)、規(guī)格、數(shù)量及能力。金屬壓力加工車間的生產(chǎn)設(shè)備可以分為主要設(shè)備與輔助設(shè)備，對主要設(shè)備應(yīng)該在預(yù)選的基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的設(shè)備負(fù)荷計(jì)算，以及零部件強(qiáng)度校核計(jì)算。對于輔助設(shè)備，一般不進(jìn)行驗(yàn)算，可在主設(shè)備確定后，再確定與之配套的輔助設(shè)備。設(shè)備選擇一般考慮如下原則1要滿足產(chǎn)品方案主要指規(guī)格、質(zhì)量、年產(chǎn)量等的要求，保證獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。2要滿足產(chǎn)品方案及工藝流程的要求每種產(chǎn)品方案都要求有與之相適應(yīng)的設(shè)備。例如采用冷軋冷拔的方法生產(chǎn)鋼管時(shí)，就必須選擇二輥或多輥的冷軋管機(jī)和鏈?zhǔn)交蛞簤菏嚼浒螜C(jī)，以及相應(yīng)的輔助設(shè)備。生產(chǎn)工藝流程中的每一個(gè)工序必選該工藝要求選擇設(shè)備。比如，在冷拔管材時(shí)，鋼管的退火要選用與熱處理工藝相適應(yīng)的退火爐，才能達(dá)到相對應(yīng)的熱處理工藝。1要注意設(shè)備的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)上的合理性在可能的條件下，盡可能選用機(jī)械化，自動(dòng)化程度高的設(shè)備，以利于提高生產(chǎn)效率和設(shè)備利用系數(shù)。此外還應(yīng)注意選擇標(biāo)注設(shè)備，力求投資少，而有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。2要考慮設(shè)備之間的合理配置與平衡設(shè)備選擇時(shí)要注意主設(shè)備之間以及主設(shè)備與輔助設(shè)備之間的合理配置與平衡。41主要設(shè)備選擇根據(jù)生產(chǎn)方案和工藝流程的要求，結(jié)合國內(nèi)外軋機(jī)拔機(jī)設(shè)備的先進(jìn)技術(shù)并考慮到設(shè)備生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，本設(shè)計(jì)冷軋機(jī)選擇二輥式周期冷軋管機(jī),冷拔機(jī)選擇鏈?zhǔn)嚼浒螜C(jī)。二輥式周期冷軋管機(jī)可以用來生產(chǎn)圓管和異形管，坯料由擠壓或其他方法提供，冷軋后的管材再經(jīng)拉拔，可以生產(chǎn)較高質(zhì)量的小型管材。鏈?zhǔn)嚼螜C(jī)通常以最大拉拔力表示它的能力大小，常用的鏈?zhǔn)嚼螜C(jī)的拉力為30750KN，最大可達(dá)1500KN。而且正向多線，高速和自動(dòng)化方向發(fā)展。根據(jù)生產(chǎn)方案和工藝要求本設(shè)計(jì)選擇二輥式周期冷軋管機(jī)作為粗加工設(shè)備，鏈?zhǔn)嚼浒螜C(jī)作為精加工設(shè)備。所選用的二輥式周期冷軋管機(jī)機(jī)型如表41所示，鏈?zhǔn)嚼浒螜C(jī)機(jī)型如表42所示。表41LG120軋機(jī)參數(shù)表主要參數(shù)軋機(jī)型號主要參數(shù)軋機(jī)型號LG120LG120直徑MM89146工作機(jī)架行程長度MM802壁MM26機(jī)架雙行程次數(shù)/MIN60100管坯尺寸長度MM25006000管子回轉(zhuǎn)角度度，分40直徑MM80120管坯送進(jìn)量MM220壁厚MM1416連桿長度MM3200成品管尺寸長度MM400010000碳鋼80管坯卡盤快速返回速度M/S0557斷面減縮率合金鋼70芯桿卡盤移動(dòng)速度M/S07碳鋼70最大軋制力KN3432壁厚減縮率合金鋼4060最大軋制力矩NM17652外經(jīng)最大減徑量MM50主電機(jī)功率KW320軋輥與孔型塊直徑MM550主電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)/MIN500/1000主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑MM462軋機(jī)外形尺寸M579846曲柄半徑MM400軋機(jī)總重T304軋輥回轉(zhuǎn)角度度，分19859生產(chǎn)率M/H90表42鏈?zhǔn)嚼浒螜C(jī)主要技術(shù)性能冷拔機(jī)拉力KN項(xiàng)目50020080拉拔速度M/MIN42418625坯料長度M7075165拉出成品最大長度M85920坯料最大外徑MM2509745拉出制品最小外經(jīng)MM205一次拉拔根數(shù)個(gè)111拉伸小車形式夾鉗夾鉗牙條拉拔小車咬料時(shí)速度M/MIN04拉拔小車返回速度M/MIN906090裝料形式機(jī)械人工人工卸料形式機(jī)械人工機(jī)械主傳動(dòng)電機(jī)功率KW1506540主傳動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)RPM主電機(jī)電流種類直交直本設(shè)計(jì)之所以選擇二輥式周期冷軋管機(jī)是因?yàn)橹芷诶滠埞軝C(jī)在現(xiàn)代鋼管生產(chǎn)中要比其它冷軋管機(jī)應(yīng)用廣泛且技術(shù)成熟。周期式冷軋管機(jī)有著其他冷軋管機(jī)無可比擬的優(yōu)點(diǎn)1由于冷軋變形區(qū)的金屬受力狀態(tài)為三向壓應(yīng)力狀態(tài)，這對金屬塑性變形有利，所以可以實(shí)施大變形量軋制，其延伸系數(shù)可達(dá)47，斷面壓縮率可達(dá)7585。2由于采用了錐形芯棒，管子在冷軋過程中可以獲得高達(dá)2526的減徑率。3管子壁厚偏差減小，其減小程度取決于管坯的原始壁厚偏差值。4管子的顯微組織得到改善。5由于采用精加工的軋輥和芯棒，因而所軋得的管子內(nèi)外表面質(zhì)量好，尺寸精度高，內(nèi)外徑的公差可達(dá)到01MM，甚至可達(dá)到0008MM。6可以減少打頭、酸洗、脫脂、退火的一部分中間工序，從而減少了一部分操作人員和生產(chǎn)占地面積，各種消耗和相應(yīng)減小。7冷軋過程中沒有金屬損耗，因而成材率有所提高。8可以有條件的加大錠坯的重量與管坯長度，從而大幅度提高了成材率和生產(chǎn)效率。9由于采用計(jì)算機(jī)控制，操作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，由此減少了操作人員和勞動(dòng)強(qiáng)度。由于以上優(yōu)點(diǎn)故此本設(shè)計(jì)選取周期冷軋管機(jī)。由于多輥式要比二輥式的費(fèi)用大，投資高。綜合考慮各種因素以及經(jīng)濟(jì)效益設(shè)計(jì)中選取了二輥式周期冷軋管機(jī)。在冷拔機(jī)的選取上本設(shè)計(jì)參照國內(nèi)外有關(guān)廠家的經(jīng)驗(yàn)，并考慮到設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用成熟情況，選取了鏈?zhǔn)嚼浒螜C(jī)。這是因?yàn)楝F(xiàn)在用于無縫鋼管的生產(chǎn)的冷拔機(jī)仍以鏈?zhǔn)嚼螜C(jī)為主，只有少數(shù)液壓冷拔機(jī)。而且，鏈?zhǔn)嚼浒螜C(jī)正在向多線、高速、全自動(dòng)的方向發(fā)展。故選取鏈?zhǔn)嚼浒螜C(jī)對于車間設(shè)備的改造，留下了余地。42輔助設(shè)備的選擇根據(jù)輔助設(shè)備在壓力加工車間中的不同作用和用途，可分為加熱設(shè)備、切斷設(shè)備、矯直設(shè)備、冷卻設(shè)備、酸洗銑面設(shè)備、起重運(yùn)輸設(shè)備、機(jī)修等其它設(shè)備。輔助設(shè)備的選擇對產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量有十分重要的影響。一般來說，選擇輔助設(shè)備應(yīng)遵循以下原則1）必須滿足生產(chǎn)工藝流程的要求；2必須保證有較高的生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮主要設(shè)備的生產(chǎn)能力。通常輔助設(shè)備能力可按大于主要設(shè)備能力的1020來考慮；3盡量選擇重量輕、體積小的輔助設(shè)備，以節(jié)約車間投資。421加熱及熱處理設(shè)備的選擇加熱及熱處理設(shè)備按工藝用途可分為三種爐子鑄錠的加熱及均熱爐、半成品和成品退火爐和成品熱處理爐。由于本設(shè)計(jì)是冷加工工藝，故不需要對來料進(jìn)行加熱，因此不需要加熱設(shè)備。來料管坯由于存在殘余應(yīng)力故需對來料進(jìn)行熱處理，因此只需選擇熱處理設(shè)備即可。退火爐的種類很多，有罩式退火爐、井式退火爐、輥底式退火爐、鏈?zhǔn)酵嘶馉t、水封式退火爐、氣墊式連續(xù)熱處理爐、接觸式退火爐等。輥底式退火爐結(jié)構(gòu)呈長方形，爐內(nèi)全長裝有滾動(dòng)的輥?zhàn)?，熱處理是不需要底盤。國內(nèi)外生產(chǎn)管材一般均采用輥底式退火爐，通有保護(hù)性氣體，經(jīng)退火后的管材內(nèi)外表面光潔，無氧化，油斑等缺陷。產(chǎn)品性能均勻，耐蝕性好。根據(jù)本設(shè)計(jì)要求選取連續(xù)輥底式退火爐，設(shè)備有關(guān)參數(shù)見表43所示。表43連續(xù)輥底式退火爐的技術(shù)參數(shù)用途管坯熱處理、中間熱處理、成品熱處理爐底有效面積131121456M管坯尺寸（外徑壁厚長度）181253565300012000MM爐膛溫度C1000燃料最大消耗M3/H650管坯加熱溫度C700950空氣最大消耗M3/H6600小時(shí)產(chǎn)量T/H75廢氣消耗M3/H1272冷卻水耗量T/H50輥道速度M/MIN042爐子臺數(shù)臺1負(fù)荷率40422切斷設(shè)備的選擇金屬壓力加工車間用于切斷的設(shè)備主要有三類鋸機(jī)、剪機(jī)和折斷機(jī)。鋸機(jī)主要用于棒材和型材的切斷，剪機(jī)用于各類鋼材的生產(chǎn)，而折斷機(jī)主要用于管坯直徑大于140MM或高強(qiáng)度（B600MPA）的管坯的切斷。根據(jù)本設(shè)計(jì)要求選取切斷設(shè)備為線切割機(jī)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和Q115切管機(jī)。設(shè)備有關(guān)參數(shù)見表44所示。表44切斷設(shè)備有關(guān)技術(shù)參數(shù)線切割機(jī)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備臺數(shù)2用途切頭尾，取樣Q115切管機(jī)臺數(shù)1切管范圍MM30150主軸中心高度MM1100主軸套內(nèi)孔直徑MM180主軸轉(zhuǎn)速RPM465324變速范圍10級前后刀架進(jìn)刀量MM/MIN15929前后卡最大開放量MM16主電機(jī)功率KW10主電機(jī)轉(zhuǎn)速RPM960423矯直機(jī)的選擇矯直機(jī)的種類有輥式矯直機(jī)、壓力矯直機(jī)和張力矯直機(jī)。輥式矯直機(jī)的工作是連續(xù)進(jìn)行的，生產(chǎn)率高，因而被廣泛應(yīng)用；壓力矯直機(jī)是靠沖頭的往返運(yùn)動(dòng)進(jìn)行矯直的，生產(chǎn)率低；張力矯直機(jī)多用于有色金屬材料的矯直。本車間的矯直設(shè)備采用雙曲線輥式矯直機(jī)。雙曲線輥式矯直機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如表45所示。表45立式雙曲線輥式矯直機(jī)的技術(shù)參數(shù)管材最小外徑MM38輥喉直徑MM360管材最大外徑MM240矯直輥尺寸輥身長度MM600管材最大壁厚MM13矯直速度M/S2472電機(jī)功率KW432被矯制品規(guī)格性能管材最大屈服極限MPA設(shè)備重量KG84017輥距MM1200424酸洗錘頭設(shè)備的選擇酸洗設(shè)備由酸洗機(jī)和酸洗槽，酸洗機(jī)有搖動(dòng)式酸洗機(jī)，適合型鋼和鋼板的酸洗；另一種是連續(xù)式酸洗機(jī)，有浸入式和噴射式，適合帶材酸洗，生產(chǎn)率高。酸洗槽的規(guī)格主要根據(jù)酸洗材料的規(guī)格和一次酸洗的數(shù)量加以確定。根據(jù)工藝流程的要求以及工藝的特點(diǎn)本設(shè)計(jì)選擇酸洗槽和150KG空氣錘。選取的酸洗設(shè)備錘頭設(shè)備有關(guān)參數(shù)見表46和表47。表46酸洗設(shè)備的技術(shù)參數(shù)長M15長M142寬M237寬M22高M(jìn)275高M(jìn)232內(nèi)壁材料耐酸材料、青石、木材、鉛板內(nèi)壁材料鉛板或木材硫酸水溶液槽加熱裝置用材鉛板或不銹鋼冷熱水洗槽加熱裝置用材表47錘頭設(shè)備的技術(shù)參數(shù)名稱150KG空氣錘型號C41150臺數(shù)1用途打頭落下部分重量KG150捶擊能量KGM250次數(shù)次/MIN180所錘鋼管外徑MM30127所錘鋼管長度MM30009000所錘鋼管壁厚MM18電機(jī)功率KW17電機(jī)轉(zhuǎn)速RPM1400名稱250KG空氣錘型號C41150臺數(shù)1用途打頭落下部分重量KG250捶擊能量KGM530次數(shù)次/MIN180所錘鋼管外徑MM60250所錘鋼管長度MM300012000所錘鋼管壁厚MM616電機(jī)功率KW21電機(jī)轉(zhuǎn)速RPM1600425烘干設(shè)備的選取由于在鋼管生產(chǎn)中酸洗皂化等工藝過程，這些工藝過程都將會(huì)使管坯內(nèi)外表面產(chǎn)生潮濕現(xiàn)象，如果不烘干在軋制或拔制的過程中會(huì)使管坯表面產(chǎn)生一些局部缺陷，故在酸洗皂化結(jié)束以后，必須對管坯進(jìn)行烘干。參照國內(nèi)有關(guān)廠家設(shè)備選取的情況以及本設(shè)計(jì)工藝流程的要求，對烘干設(shè)備的選取參數(shù)如表48。表48烘干設(shè)備技術(shù)參數(shù)用途烘干潮濕的管子爐底有效面積155153M2鋼管尺寸181253565300012000MM爐膛溫度500C管坯加熱溫度200300C燃料天然氣426起重運(yùn)輸設(shè)備的選擇起重運(yùn)輸設(shè)備包括起重機(jī)、輥道、運(yùn)輸小車以及各種運(yùn)輸設(shè)備。起重機(jī)（天車、吊車）主要用于車間原材料、成品、設(shè)備或部件的起重和運(yùn)輸。1）起重機(jī)的類型有橋式起重機(jī)、龍門式起重機(jī)、鉗式起重機(jī)、磁力起重機(jī)及電葫蘆等。在加工車間主要是橋式起重機(jī)，它有三種類型雙梁橋式起重機(jī)的起重量大，運(yùn)動(dòng)速度快；單梁橋式起重機(jī)起重量小，速度慢，通常在機(jī)修車間使用；但主梁式起重機(jī)結(jié)構(gòu)新、重量輕、造價(jià)低。本車間采用雙梁橋式起重機(jī)。2）起重機(jī)的主要參數(shù)（1）起吊重量主要由起吊最重物件的重量來決定，還應(yīng)考慮由于車間產(chǎn)量提高而起重量增大的可能性，在確定起重量大小時(shí)還應(yīng)考慮吊運(yùn)工具的重量。（2）運(yùn)行速度決定于其用途。檢修換輥用的速度較低，而在成品倉庫和原料倉庫吊料用的起重機(jī)采用較高的速度。（3）工作制度按起重量、運(yùn)行速度和使用頻繁程度分為輕、中、重型三種。主電室的提升和運(yùn)行速度要求較慢，宜選用輕型；相應(yīng)的用于安裝、維修用的采用中型；車間內(nèi)各工序之間，成品庫之間的起重機(jī)應(yīng)選用重型工作制度。（4）臺數(shù)的確定主要依據(jù)起重機(jī)實(shí)際工作負(fù)荷及作業(yè)率的大小來確定。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)確定，車間內(nèi)每70100米有一臺起重機(jī)，即安車間總長度就可確定起重機(jī)的臺數(shù)。由于在管材生產(chǎn)過程中，管材的