1 觀察

在斜軋穿孔機(jī)穿孔過程中，不銹鋼無縫鋼管容易出現(xiàn)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，鉆孔塞的周長和不銹鋼管的周長相互錯位。偏心的定義見如圖1。

圖1所示的計(jì)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(jì)算。

鉆孔后變形部分產(chǎn)生的偏心可以減少，但大部分并沒有完全消除，而是增加了。原因是：在縱向軋機(jī)機(jī)架中有不對稱和非圓形的道次。應(yīng)力壁厚分布比較均勻，不銹鋼無縫鋼管斷面溫度分布不均勻基本上不會造成壁厚分布不均勻，但拉應(yīng)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）會降低不銹鋼無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(dá)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(jī)與三輥導(dǎo)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，可以通過測量不銹鋼軋管的偏心來確定。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熱壁厚測量，冷床區(qū)采用手工測量，最后在精整線上采用超聲波冷測。

圖2 顯示了典型空心坯壁厚測量的圖形結(jié)果。為了更清楚地解釋，圖。圖2沒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，沿空心坯長度方向的截面不是固定的簡單偏心，而是由不同“振動”組成的重疊和扭曲。

接下來，我們分析復(fù)雜偏心結(jié)構(gòu)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)過程中盡快找到當(dāng)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(yīng)的空心坯壁厚測量數(shù)據(jù)可視化。當(dāng)穿刺塞與不銹鋼軋管軸線保持一定距離并沿不銹鋼軋管橫截面的固定方位旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會發(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(dāng)在管坯的橫截面中沿縱軸出現(xiàn)恒定的溫度梯度時(shí)，就會出現(xiàn)這種偏心，此時(shí)射孔塞偏向管坯的較高溫度。

隨著軋制時(shí)間沿空心坯縱軸改變沖頭軸線，沖頭的運(yùn)動及其相應(yīng)的偏心變得更加復(fù)雜。不銹鋼管的軸心也根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同而變化。可以。在這種情況下，扭轉(zhuǎn)應(yīng)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(rèn)為是“扭轉(zhuǎn)”的偏心。一般來說，在鉆孔過程中，首先發(fā)生旋轉(zhuǎn)方向的扭曲，然后是相反方向的扭曲。發(fā)生的扭轉(zhuǎn)大多很小，扭轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)方向與滾動參數(shù)有關(guān)。

圖2所示的壁厚分布可具有多種產(chǎn)生機(jī)制。根據(jù)一個(gè)簡單的模型，偏心度可以計(jì)算為穿孔尖端的偏心位置和尖端軸的圓周運(yùn)動的疊加，從模型計(jì)算出的壁厚測量數(shù)據(jù)見http://1287。 cn/3(f)。

與管坯相比，在插塞轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，沖孔插塞軸的圓周運(yùn)動頻率較低。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(zhuǎn)速比管坯轉(zhuǎn)速快。變形的不銹鋼管因此在管坯的旋轉(zhuǎn)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(zhǔn)或彎曲造成的。基于此分析，可以推斷出偏心的原因，并可以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)和消除影響生產(chǎn)過程的錯誤。可以根據(jù)壁厚測量數(shù)據(jù)和振動測量數(shù)據(jù)進(jìn)行偏心分析。

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

3 根據(jù)壁厚測量數(shù)據(jù)查找頭部移動。

由于鉆頭的運(yùn)動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(shù)據(jù)來識別上述不同偏心的零件。這可以通過圖形方式完成，例如如圖4，其中不同頻率的“波形”被分離，然后根據(jù)它們的幅度和分布進(jìn)行估計(jì)。

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

4 根據(jù)振動測量發(fā)現(xiàn)頭部運(yùn)動

當(dāng)頂頭與頂桿固定連接時(shí)，頂頭的運(yùn)動方式由頂桿的離心旋轉(zhuǎn)決定。這種運(yùn)動模式可以進(jìn)一步與頂出桿的彎曲和自振蕩重疊。但是，通過測量頂桿的運(yùn)動并比較壁厚測量數(shù)據(jù)，可以看出，從測得的最大值可以清楚地計(jì)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(yùn)動（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(shè)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(zhǔn)確記錄頂針的運(yùn)動。

在測量柱塞的運(yùn)動（即柱塞的運(yùn)動）時(shí)，當(dāng)然要考慮第2節(jié)（圖3）中描述的情況，即柱塞相對于不銹鋼管的運(yùn)動。疊加在絕對坐標(biāo)中的旋轉(zhuǎn)上。然而，這些旋轉(zhuǎn)運(yùn)動原則上對于偏心的形成是沒有意義的。頭部的運(yùn)動，其中偏心意味著很多，實(shí)際上是在一個(gè)相對坐標(biāo)系中，隨著空心坯旋轉(zhuǎn)。根據(jù)記錄的距離測量數(shù)據(jù)，可以通過頻率分析分離不同的偏心部分。簡單的偏心輪根據(jù)空心坯的旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)，而嵌套偏心輪的旋轉(zhuǎn)速度更快。當(dāng)然，也可以通過比較振動測量結(jié)果和偏心率值之間的相關(guān)性來評估生產(chǎn)操作的狀態(tài)。

5 影響頭部運(yùn)動

在穿孔過程中測量偏心對生產(chǎn)具有明顯的優(yōu)勢。這是因?yàn)樗梢粤⒓磳Υ藭r(shí)的偏心增加做出反應(yīng)。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自預(yù)鉆孔爐或穿孔機(jī)。一種從根本上防止偏心變化的方法更有意義。

我們現(xiàn)在介紹一種經(jīng)過成功測試的方法——偏心高頻旋轉(zhuǎn)技術(shù)。本文前面介紹的頂出軸的自轉(zhuǎn)，可以用外加高頻旋轉(zhuǎn)運(yùn)動代替，實(shí)際中，頂出桿與頂出頭之間裝有偏心軸承（滑動軸承），頂出桿充當(dāng)回轉(zhuǎn)驅(qū)動器。這是可能的。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器是一種現(xiàn)有的技術(shù)產(chǎn)品，用于在打開孔之前將塞子送入管坯中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以減少塞子的磨損。

如圖5 介紹了常規(guī)技術(shù)與偏心高頻旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)技術(shù)：可以達(dá)到兩種效果。 低頻偏心，即頭軸的旋轉(zhuǎn)被有益的高頻旋轉(zhuǎn)所代替，從而減小和使偏心的幅度變小。它用于后續(xù)的轉(zhuǎn)換步驟。偏移更好。 由于頭軸的高頻旋轉(zhuǎn)，不銹鋼無縫鋼管產(chǎn)生了圓周方向的金屬流動，可以平衡產(chǎn)生的壁厚偏差。和抵消。

可見，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期穩(wěn)定使用，從而達(dá)到降低偏心的目的。

六，結(jié)論

不銹鋼無縫鋼管的壁厚偏心占壁厚偏差的70%，造成產(chǎn)品質(zhì)量變差和市場競爭力變差。本文介紹的解決不銹鋼無縫鋼管壁厚偏心問題的方法已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，只需在生產(chǎn)中應(yīng)用即可。