為了計(jì)算坯料管管壁的周向拉應(yīng)力σT,利用截面法,在變形區(qū)中用相距一個(gè)單位長(zhǎng)度的兩個(gè)橫截面,與一個(gè)通過(guò)坯料管軸線的徑向縱截面的單元體作為研究對(duì)象(圖5-32c)。假設(shè)作用在該單元體上的總壓力為P,則:
由此可見(jiàn),導(dǎo)致單元體管壁發(fā)生塑性變形的單位壓應(yīng)力Q與單元體的管壁厚度和變形金屬的屈服強(qiáng)度成正比,與單元體管壁的內(nèi)徑成反比。也就是說(shuō)當(dāng)坯料管的外徑一定時(shí),其管壁越薄,擴(kuò)徑變形所需要的拔制力就越小。
若金屬的屈服強(qiáng)度越大,產(chǎn)生擴(kuò)徑變形所需要的拔制力就越大。坯料管在最薄或屈服強(qiáng)度最小的管壁處,發(fā)生塑性變形所需要的拔制力是最小的。根據(jù)最小阻力定律,坯料管在此處會(huì)最先產(chǎn)生塑性變形。
一般來(lái)講,無(wú)縫鋼管的坯料管都存在著沿橫向的壁厚不均。從上述分析可知.縱軋擴(kuò)管時(shí),坯料管最小處的管壁會(huì)先發(fā)生擴(kuò)徑變形,管壁減薄。其結(jié)果是本身就最薄處的坯料管管壁變得更薄,而相對(duì)較厚處的管壁減壁量較小,擴(kuò)制后的荒管,其壁厚不均程度在坯料管壁厚不均的基礎(chǔ)上會(huì)進(jìn)一步加大。
同樣,當(dāng)坯料管的加熱溢度不均勻時(shí),會(huì)帶來(lái)變形金屬屈服強(qiáng)度的差異,坯料管的加熱溫度越高.其屈服強(qiáng)度越小,金屬變形會(huì)在最小處優(yōu)先發(fā)生。反之,則相反。結(jié)果是坯料管的溫度較高處的管壁經(jīng)縱軋擴(kuò)徑后,管壁減薄更為明顯;而溫度較低處的管壁,其周向伸長(zhǎng)變形和徑向壓縮變形量較小,致使荒管出現(xiàn)壁厚不均。
無(wú)縫鋼管熱擴(kuò)管生產(chǎn)中的縱軋擴(kuò)管質(zhì)量缺陷——荒管壁厚不均(二)_工程技術(shù)_制冷資訊