1 觀(guān)察

在斜軋穿孔機穿孔過(guò)程中，不銹鋼無(wú)縫鋼管容易出現壁厚偏心，而壁厚偏心是由穿孔頭的偏心位置引起的，所以將偏心度定義為偏差。兩個(gè)圓心，鉆孔塞的周長(cháng)和不銹鋼管的周長(cháng)相互錯位。偏心的定義見(jiàn)如圖1。

圖1所示的計算公式理論上是正確的，但實(shí)際測量中可能存在誤差，因此一般采用傅里葉分析進(jìn)行評價(jià)計算。

鉆孔后變形部分產(chǎn)生的偏心可以減少，但大部分并沒(méi)有完全消除，而是增加了。原因是：在縱向軋機機架中有不對稱(chēng)和非圓形的道次。應力壁厚分布比較均勻，不銹鋼無(wú)縫鋼管斷面溫度分布不均勻基本上不會(huì )造成壁厚分布不均勻，但拉應力較小時(shí)，干擾的影響截面上的溫度分布不均勻等因素與壁厚有關(guān)。這具有顯著(zhù)影響，有可能在張力減小器中形成偏心。

厚度偏差（包括偏心度）會(huì )降低不銹鋼無(wú)縫鋼管的成品率和質(zhì)量，因此必須將偏心度控制在最低值。

理論上，局部偏心的最小值可以達到2%-3%，但在實(shí)際生產(chǎn)中這個(gè)值通常為5%-10%。例如管坯受熱不均勻、軋管機與三輥導軌對中不良、軋制芯軸彎曲或穿孔頭磨損等都是主要的干擾因素。為了減少偏心，必須消除上述干擾因素，這些干擾因素是否已經(jīng)成功消除，可以通過(guò)測量不銹鋼軋管的偏心來(lái)確定。一般在空心坯兩端采用手工測量，在張力減縮器后采用在線(xiàn)熱壁厚測量，冷床區采用手工測量，最后在精整線(xiàn)上采用超聲波冷測。

圖2 顯示了典型空心坯壁厚測量的圖形結果。為了更清楚地解釋?zhuān)瑘D。圖2沒(méi)有考慮偏心以外的壁厚偏差因素，這種壁厚分布在下面的描述中是通用的。從圖2可以看出，沿空心坯長(cháng)度方向的截面不是固定的簡(jiǎn)單偏心，而是由不同“振動(dòng)”組成的重疊和扭曲。

接下來(lái)，我們分析復雜偏心結構的形成，找出偏心的組成和原因，最后找出如何減少偏心。主要目的是在生產(chǎn)過(guò)程中盡快找到當前的偏心，找出偏心增大的原因，并采取有效措施。

2 模型形成

塞軸的軌跡和相應的空心坯壁厚測量數據可視化。當穿刺塞與不銹鋼軋管軸線(xiàn)保持一定距離并沿不銹鋼軋管橫截面的固定方位旋轉時(shí)，就會(huì )發(fā)生偏心。在不銹鋼軋管的情況下，此時(shí)塞軸的位置是固定的，沿不銹鋼軋管縱軸的偏心是恒定的，在不銹鋼的橫截面中位置相同鋼軋管。例如，當在管坯的橫截面中沿縱軸出現恒定的溫度梯度時(shí)，就會(huì )出現這種偏心，此時(shí)射孔塞偏向管坯的較高溫度。

隨著(zhù)軋制時(shí)間沿空心坯縱軸改變沖頭軸線(xiàn)，沖頭的運動(dòng)及其相應的偏心變得更加復雜。不銹鋼管的軸心也根據生產(chǎn)工藝的不同而變化?？梢?。在這種情況下，扭轉應考慮在不銹鋼軋管變形時(shí)發(fā)生，其中穿孔塞相對于空心坯的固定位置可認為是“扭轉”的偏心。一般來(lái)說(shuō)，在鉆孔過(guò)程中，首先發(fā)生旋轉方向的扭曲，然后是相反方向的扭曲。發(fā)生的扭轉大多很小，扭轉的旋轉方向與滾動(dòng)參數有關(guān)。

圖2所示的壁厚分布可具有多種產(chǎn)生機制。根據一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，偏心度可以計算為穿孔尖端的偏心位置和尖端軸的圓周運動(dòng)的疊加，從模型計算出的壁厚測量數據見(jiàn)http://1287。 cn/3(f)。

與管坯相比，在插塞轉速范圍內，沖孔插塞軸的圓周運動(dòng)頻率較低。由于軋輥直徑較大，不銹鋼管直徑較小，因此高點(diǎn)附近的塞子轉速比管坯轉速快。變形的不銹鋼管因此在管坯的旋轉方向上扭曲。

圖3 中的模型可用于分析和解釋更大偏心的原因。該模型清楚地將偏心配置分為兩部分：管坯偏心和穿孔塞偏心。嵌套這兩個(gè)部分以創(chuàng )建局部最大值。

管坯偏心可能是管坯受熱不均造成的，部分穿孔塞可能是芯軸未對準或彎曲造成的?；诖朔治?，可以推斷出偏心的原因，并可以準確地發(fā)現和消除影響生產(chǎn)過(guò)程的錯誤?？梢愿鶕诤駵y量數據和振動(dòng)測量數據進(jìn)行偏心分析。

還需要指出的是，有時(shí)會(huì )測出三階偏心，而這種偏心在實(shí)際生產(chǎn)中非常小且無(wú)意義。

3 根據壁厚測量數據查找頭部移動(dòng)。

由于鉆頭的運動(dòng)與空心坯的壁厚分布有直接關(guān)系，因此可以利用各種壁厚測量數據來(lái)識別上述不同偏心的零件。這可以通過(guò)圖形方式完成，例如如圖4，其中不同頻率的“波形”被分離，然后根據它們的幅度和分布進(jìn)行估計。

您還可以使用傅立葉分析在數學(xué)上分離不同頻率的聲音。大多。使用在線(xiàn)壁厚儀沿不銹鋼管的縱向和圓周方向測量壁厚并詳細記錄數據。這類(lèi)測量機通常安裝在分機后面，因此測量數據較晚到達，并且由于張力減速器孔形誤差，偏心值可能不準確。要手動(dòng)詳細測量壁厚數據，只能使用抽樣測試，這是非常昂貴的。所以?？紤]直接在橫軋穿孔機上檢測偏心是有意義的。

4 根據振動(dòng)測量發(fā)現頭部運動(dòng)

當頂頭與頂桿固定連接時(shí)，頂頭的運動(dòng)方式由頂桿的離心旋轉決定。這種運動(dòng)模式可以進(jìn)一步與頂出桿的彎曲和自振蕩重疊。但是，通過(guò)測量頂桿的運動(dòng)并比較壁厚測量數據，可以看出，從測得的最大值可以清楚地計算出沿空心坯縱軸偏心的大小和分布。距離壁厚儀。例如，頂桿的偏心運動(dòng)（截面方向）可以用測距儀記錄，而激光三角測量可以完成測量任務(wù)，設備價(jià)格合理。作者建議在兩個(gè)相互垂直且相對的平面上進(jìn)行測量，以便準確記錄頂針的運動(dòng)。

在測量柱塞的運動(dòng)（即柱塞的運動(dòng)）時(shí)，當然要考慮第2節（圖3）中描述的情況，即柱塞相對于不銹鋼管的運動(dòng)。疊加在絕對坐標中的旋轉上。然而，這些旋轉運動(dòng)原則上對于偏心的形成是沒(méi)有意義的。頭部的運動(dòng)，其中偏心意味著(zhù)很多，實(shí)際上是在一個(gè)相對坐標系中，隨著(zhù)空心坯旋轉。根據記錄的距離測量數據，可以通過(guò)頻率分析分離不同的偏心部分。簡(jiǎn)單的偏心輪根據空心坯的旋轉頻率旋轉，而嵌套偏心輪的旋轉速度更快。當然，也可以通過(guò)比較振動(dòng)測量結果和偏心率值之間的相關(guān)性來(lái)評估生產(chǎn)操作的狀態(tài)。

5 影響頭部運動(dòng)

在穿孔過(guò)程中測量偏心對生產(chǎn)具有明顯的優(yōu)勢。這是因為它可以立即對此時(shí)的偏心增加做出反應。該評估不僅提供了有關(guān)偏心率大小的信息，而且還提出了偏心率： 的可能原因。偏心表明它更有可能來(lái)自預鉆孔爐或穿孔機。一種從根本上防止偏心變化的方法更有意義。

我們現在介紹一種經(jīng)過(guò)成功測試的方法——偏心高頻旋轉技術(shù)。本文前面介紹的頂出軸的自轉，可以用外加高頻旋轉運動(dòng)代替，實(shí)際中，頂出桿與頂出頭之間裝有偏心軸承（滑動(dòng)軸承），頂出桿充當回轉驅動(dòng)器。這是可能的。旋轉驅動(dòng)器是一種現有的技術(shù)產(chǎn)品，用于在打開(kāi)孔之前將塞子送入管坯中進(jìn)行旋轉，以減少塞子的磨損。

如圖5 介紹了常規技術(shù)與偏心高頻旋轉技術(shù)在鉆井中的偏心度對比。如圖5所示，可以看出：采用了偏心高頻旋轉技術(shù)，改變了偏心的特性，最大值和最小值的差異很小，局部偏心也大大降低。

使用偏心高頻旋轉技術(shù)：可以達到兩種效果。 低頻偏心，即頭軸的旋轉被有益的高頻旋轉所代替，從而減小和使偏心的幅度變小。它用于后續的轉換步驟。偏移更好。 由于頭軸的高頻旋轉，不銹鋼無(wú)縫鋼管產(chǎn)生了圓周方向的金屬流動(dòng)，可以平衡產(chǎn)生的壁厚偏差。和抵消。

可見(jiàn)，上述方法可以減少頂桿和沖床對偏心的影響，而且這種方法可以長(cháng)期穩定使用，從而達到降低偏心的目的。

六，結論

不銹鋼無(wú)縫鋼管的壁厚偏心占壁厚偏差的70%，造成產(chǎn)品質(zhì)量變差和市場(chǎng)競爭力變差。本文介紹的解決不銹鋼無(wú)縫鋼管壁厚偏心問(wèn)題的方法已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗驗證，只需在生產(chǎn)中應用即可。