包括清潔外管壁的生產(chǎn)鋼管的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)鋼管的方法，該方法包括:制造具有內(nèi)管壁、外管壁和由內(nèi)管壁封閉的無管橫截面的鋼管，其中在制造后，鋼管在外管壁上包括至少一種污染物；以及必需在制造鋼管后，清潔外管壁。
技術(shù)背景
[0002]為了生產(chǎn)高精度的金屬管，特別是由鋼制成的金屬管，完全冷卻狀態(tài)下的膨脹的空心圓柱形坯料通過壓縮或拉伸應(yīng)力經(jīng)受冷縮。在此過程中，坯料被形成為具有限定的縮小的外徑和限定的壁厚的管。
[0003]用于減小管的最通常使用的方法已知的是冷乳，其中坯料稱為空心管坯。在乳制期間，空心管坯被在校準(zhǔn)乳制芯棒(即具有成品管的內(nèi)徑的乳制芯棒)上推動(dòng)，并且在此過程中，空心管坯被兩個(gè)校準(zhǔn)乳輥(即限定成品管的外徑的乳輥)從外部夾持，并且在乳制芯棒上在縱向上被乳制。
[0004]在冷乳期間，空心管坯在乳制芯棒的方向上逐步進(jìn)給并且在乳制芯棒上進(jìn)給并經(jīng)過后者，同時(shí)乳輥隨著它們轉(zhuǎn)動(dòng)而在乳制芯棒上從而在空心管坯上被水平地前后移動(dòng)。在此過程中，乳輥的水平移動(dòng)由乳輥架預(yù)定，乳輥則可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在乳輥架上。在已知的冷乳管機(jī)中，在平行于乳制芯棒的方向上借助于曲柄驅(qū)動(dòng)裝置前后移動(dòng)乳輥架，同時(shí)乳輥本身由相對(duì)于乳輥架靜止的齒條而設(shè)定成轉(zhuǎn)動(dòng)，而被牢固地連接至乳輥軸的齒輪與該齒條接入口 ο
[0005]空心管坯在芯棒上的進(jìn)給借助于進(jìn)給夾緊架而進(jìn)行，該進(jìn)給夾緊架設(shè)定為在與乳制芯棒的軸平行的方向上平移運(yùn)動(dòng)。
[0006]在乳輥架中一個(gè)在另一個(gè)之上設(shè)置的錐形校準(zhǔn)乳輥相反于進(jìn)給夾緊架的進(jìn)給方向轉(zhuǎn)動(dòng)。所謂的皮爾格口(pilger mouth)(其由乳輥形成)夾持空心管坯，并且乳輥向外推下一小波材料，該一小波材料由乳輥的平滑過程和由乳制芯棒被拉伸至預(yù)期的壁厚，直至乳輥的空乳道次釋放出成品管。在乳制期間，附接有乳輥的乳輥架相反于空心管坯的進(jìn)給方向移動(dòng)。借助于進(jìn)給夾緊架，空心管坯通過另外的步驟被向前推動(dòng)到乳制芯棒上，在乳輥的空乳道次已經(jīng)完成后，而乳輥與乳輥架一起返回至它們的水平起始位置。同時(shí)，空心管坯圍繞其軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)均一的成品管形狀。由于每個(gè)管的橫截面的重復(fù)的乳制，實(shí)現(xiàn)了管的均一的壁厚和圓度以及均一的內(nèi)徑和外徑。
[0007]為了減小在形成期間在乳輥和空心管坯之間的摩擦，潤(rùn)滑劑被施加到乳輥上。在形成之后，該潤(rùn)滑劑至少部分地粘附到成品管的外管壁。盡管由殘留芯棒潤(rùn)滑劑構(gòu)成的外管壁的這種污染物對(duì)于成品管的一些應(yīng)用而言并不重要，但對(duì)于其它的應(yīng)用，外管壁必須被以高代價(jià)清潔。
[0008]然而，外管壁的類似污染物在替代形成技術(shù)例如管冷拔中也會(huì)出現(xiàn)。
[0009]在管拉拔中，預(yù)備好的管坯在拉床上在冷的狀態(tài)下形成，從而達(dá)到期望的尺寸。然而，拉拔不僅實(shí)現(xiàn)成品管的精確尺寸(其可隨意調(diào)節(jié))，而且冷成形還實(shí)現(xiàn)了材料的硬化，即增加了其屈服極限和強(qiáng)度，同時(shí)其伸長(zhǎng)率變小。對(duì)于許多應(yīng)用目的，例如，在高壓技術(shù)和醫(yī)療技術(shù)中、在飛機(jī)構(gòu)造中，還有一般的機(jī)器構(gòu)造中，這些材料性能的優(yōu)化是管拉拔的期望效果。
[0010]此處，施加0)2在本發(fā)明的意思上表示的是CO 2與外管壁或污染物接觸或相互作用。
[0011 ] 取決于所使用的材料，在所謂的空心拉拔、帶芯拉拔及棒材拉拔之間有所區(qū)別。其中在空心拉拔的情形中，在稱為壓邊圈(drawing ring)或拉深模具的工具中，只有管的外徑被減小，在帶芯拉拔和棒材拉拔的情形中，被拉拔的管的內(nèi)徑和壁厚也被限定。
[0012]在管的冷拉拔期間，不期望的效果是所謂的咯咯聲。此處，由于工具和被拉拔管之間的高摩擦，出現(xiàn)了不規(guī)則的拉拔速度。在最不利的情形中，管相對(duì)于工具斷斷續(xù)續(xù)地移動(dòng)或根本不動(dòng)或者以很高的速度移動(dòng)。由于咯咯聲，特別是在拉拔管的內(nèi)表面上形成了溝槽。
[0013]為了實(shí)現(xiàn)均一的拉拔速度并防止咯咯聲，因而需要使用拉拔油，以降低被拉拔的管和工具之間的滑動(dòng)摩擦。
[0014]在現(xiàn)有技術(shù)中，已知有不同的方法用于清潔鋼管的外管壁。因而，例如，整個(gè)管被浸潤(rùn)到溶劑內(nèi)，然后溶劑溶解外管壁上的污染物。在現(xiàn)有技術(shù)的替代的實(shí)施例中，使用布和毛租機(jī)械地清潔管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]與該現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的目的是提供一種清潔鋼管的方法，其能夠有效地清潔具有很長(zhǎng)長(zhǎng)度的管，從而使得外管壁沒有污染物。
[0016]上述目的通過一種生產(chǎn)鋼管的方法實(shí)現(xiàn)，該鋼管具有內(nèi)管壁、外管壁和由內(nèi)管壁封閉的無管橫截面，其中在制造后，鋼管在外管壁上包括至少一種污染物，并且其中，在制造鋼管后，通過施加液態(tài)或固態(tài)(302至外管壁上以從外管壁去除污染物來清潔外管壁。
[0017]驚訝地發(fā)現(xiàn)，施加液態(tài)或固態(tài)CO2至外管壁上非常適合于從所述外管壁去除污染物，并且因此用于清潔管的外管壁。
[0018]盡管原則上能夠替代地使用液態(tài)或固態(tài)CO2清潔內(nèi)管壁，但液態(tài)CO 2會(huì)有缺點(diǎn):在液態(tài)0)2和將被清潔的壁接觸時(shí)，壁和液態(tài)CO 2之間形成氣體膜，這降低了清潔作用。
[0019]相比較，固態(tài)CO2不僅展現(xiàn)了從固態(tài)CO2至被清潔的管壁或污染物的有利的熱傳遞，并且從而展現(xiàn)改善的清潔作用，而且固態(tài)CO2還具有研磨效果，從而當(dāng)使用固態(tài)CO 2時(shí)，該方法是噴砂清潔方法。
[0020]當(dāng)使用固態(tài)CO2清潔外管壁時(shí)，在一方面稱為CO2雪噴砂和另一方面稱為干冰噴砂之間區(qū)分。兩種方法之間的不同是，在0)2雪噴砂的情況下，固態(tài)CO2在該過程本身中產(chǎn)生。在此過程中，載氣或驅(qū)動(dòng)噴射流在壓力下經(jīng)過噴射流管線至噴嘴，液態(tài)0)2通過進(jìn)給管線供給，通過減壓轉(zhuǎn)變成干雪，并進(jìn)給到噴射流管線中，其中來自進(jìn)給管線的CO2通過具有變寬的橫截面的減壓空間被弓I入到噴射流管線中。例如，這種方法從W02004/033154A1中獲知。另一方面，例如，在干冰噴砂的情形中，已經(jīng)是固態(tài)的CO2供給到該過程并被在其中加速至被清潔的表面(在此情形中為外管壁)上。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，液態(tài)或固態(tài)CO2借助于加壓流體優(yōu)選地加壓空氣而被加速至鋼管的外壁上。
[0022]另外，對(duì)于清潔外管壁，有利的是液態(tài)或固態(tài)0)2以噴射流的方式施加到外管壁上，其中CO2的噴射流方向優(yōu)選地基本垂直于外管壁。
[0023]在鋼管外管壁的這種噴砂中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果在鋼管后方在噴射流方向上測(cè)量噴射流的溫度是有利的。在清潔過程中已經(jīng)使用的CO2(即與鋼管相互作用后)的溫度是清潔過程的效果的指標(biāo)。
[0024]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用溫度測(cè)量值以確定管是否被有效地清潔。如果測(cè)量的溫度高于某一溫度閾值，即:如果管后方的噴射流過熱，那么，在一個(gè)實(shí)施例中，認(rèn)為沒有有效地清潔，并且重復(fù)清潔過程或改變清潔參數(shù)。
[0025]在另一個(gè)實(shí)施例中，如果測(cè)量的溫度低于某一溫度閾值，即:如果管后方的噴射流過冷，則認(rèn)為清潔無效，并且重復(fù)清潔過程或改變清潔參數(shù)。在此情形中，必須認(rèn)為在0)2和被清潔的鋼管之間沒有發(fā)生足夠的相互作用，或者管已經(jīng)凍結(jié)。
[0026]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如果測(cè)量的溫度低于某一第一溫度閾值且高于某一第二溫度閾值，則認(rèn)為清潔是有效的。
[0027]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，作為在鋼管后方的在液態(tài)或固態(tài)CO2的噴射流方向上的噴射流的溫度的函數(shù)，調(diào)節(jié)當(dāng)液態(tài)或固態(tài)0)2從進(jìn)給管線離開時(shí)液態(tài)或固態(tài)CO2的速度。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，如果溫度下降到低于預(yù)定的溫度閾值，則增加噴射流速度。
[0028]對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的方法，在管的制造(即成形過程)和管的清潔之間的時(shí)間延遲并不重要。特別地，根據(jù)本發(fā)明的方法可被用于生產(chǎn)管線制造中，其中制造和清潔在時(shí)間上一個(gè)緊接著另一個(gè)地進(jìn)行。替代地，在制造和清潔之間插入很長(zhǎng)的時(shí)間段(大約數(shù)天、數(shù)個(gè)星期或數(shù)月的量級(jí))也是可能的。
[0029]在該方法的實(shí)施例中，在施加液態(tài)或固態(tài)0)2期間，測(cè)量鋼管的溫度，并且如果鋼管的溫度降低至低于預(yù)定的溫度閾值，則中斷清潔。
[0030]已經(jīng)顯示出，使用液態(tài)或固態(tài)CO2清潔的管的溫度是已經(jīng)發(fā)生的管的清潔的量度，即管的清潔度的量度。從而，如果被清潔的管的溫度降低至低于某一溫度閾值，則可認(rèn)為管已經(jīng)達(dá)到期望的清潔度，并且可中斷使用液態(tài)或固態(tài)0)2的清潔。
[0031]當(dāng)清潔外管壁時(shí)，認(rèn)為首先發(fā)生從污染物至液態(tài)或固態(tài)0)2的熱傳遞，從而，只要管仍然被污染，則管本身維持在基本恒定的溫度，或者另一方面其僅經(jīng)受稍微的冷卻。僅當(dāng)污染物已經(jīng)被從外管壁大量地去除時(shí)，從管本身至液態(tài)或固態(tài)0)2的熱傳遞發(fā)生，從而管經(jīng)受進(jìn)一步的冷卻。
[0032]此處，在一個(gè)實(shí)施例中，特別地通過將空心管坯成形(優(yōu)選冷成形)為成品尺寸鋼管的形式，來進(jìn)行鋼管的制造。根據(jù)本發(fā)明，可以通過將空心管坯冷乳為成品鋼管的形式或通過將空心管坯冷拉拔為成品鋼管的形式，來進(jìn)行該成形。
[0033]如果通過將空心管坯冷乳為成品鋼管的形式，則在一個(gè)實(shí)施例中，在冷乳期間，潤(rùn)滑劑從冷乳管機(jī)的乳輥傳輸至外管壁，然后通過施加液態(tài)或固態(tài)CO2又從外管壁被去除。
[0034]另一方面，如果通過將空心管坯冷拉拔為成品鋼管的形式，則在一個(gè)實(shí)施例中，在冷拉拔期間，拉拔油從模具傳輸?shù)酵夤鼙?，然后通過施加液態(tài)或固態(tài)0)2又從外管壁被去除。
[0035]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，鋼管是不銹鋼管，優(yōu)選是由不銹鋼制成的圓形管。
【附圖說明】
[0036]本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)、特征