冷拔過(guò)程中無(wú)縫鋼管殘余應(yīng)力的形成

在附加應(yīng)力冷拉結(jié)果無(wú)縫鋼管的不均勻變形，成為冷拉拔后的殘余應(yīng)力。精密無(wú)縫鋼管用途很廣泛。一般用途的無(wú)縫鋼管由普通的碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼軋制，產(chǎn)量最多，主要用作輸送流體的管道或結(jié)構(gòu)零件。無(wú)縫鋼管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。鋼管與圓鋼等實(shí)心鋼材相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同時(shí)，重量較輕，是一種經(jīng)濟(jì)截面鋼材。

無(wú)縫鋼管廠家的生產(chǎn)工藝可以分為冷拔與熱軋兩種，冷軋無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)流程一般要比熱軋要復(fù)雜，管坯首先要進(jìn)行三輥連軋，擠壓后要進(jìn)行定徑測(cè)試，如果表面沒(méi)有響應(yīng)裂紋后圓管要經(jīng)過(guò)割機(jī)進(jìn)行切割，切割成長(zhǎng)度約一米的坯料。無(wú)縫鋼管的非均勻變形程度決定了殘余應(yīng)力的大小和分布。無(wú)縫鋼管的冷拔變形是由其變形特性決定的。因?yàn)橛性诶�拔過(guò)程中無(wú)芯棒，與管壁厚度變化不多后變形，變形條件和無(wú)縫鋼管的內(nèi)、外兩層變形狀態(tài)有很大的不同，產(chǎn)生不均勻變形。在變形過(guò)程中，在無(wú)縫鋼管內(nèi)表面的金屬首先進(jìn)入塑性變形狀態(tài)，并沿軸向金屬流動(dòng)不受摩擦，所以沿壁厚方向發(fā)生軸向變形不均勻，造成在無(wú)縫鋼管外層的自然延伸率明顯低于內(nèi)層。這樣，附加軸向和切向拉伸變形和附加應(yīng)力的產(chǎn)生在無(wú)縫鋼管外層達(dá)到最大值;相反，額外的壓縮變形和壓縮應(yīng)力層內(nèi)產(chǎn)生的無(wú)縫鋼管也達(dá)到最大值，附加應(yīng)力變成殘余應(yīng)力變形后，留在管中。總之，無(wú)縫鋼管拉拔后的不均勻變形導(dǎo)致無(wú)縫鋼管的殘余應(yīng)力較大。因此，有必要尋求減少在拔管，殘余應(yīng)力降低縱向裂縫損傷的一種有效方法。