包括內(nèi)管壁的清潔的鋼管生產(chǎn)方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)鋼管的方法，包括具有內(nèi)管壁、外管壁和由內(nèi)管壁圍起的無管截面的鋼管的制造，其中在制造后，鋼管包括在內(nèi)管壁上的至少一種污染物，并且在鋼管制造后，必需要清潔內(nèi)管壁。
【背景技術(shù)】
[0002]為了生產(chǎn)高精度的金屬管，特別是由鋼制造的金屬管，完全冷卻狀態(tài)下的膨脹的中空圓柱形坯料經(jīng)受壓力作用下的冷乳。在此過程中，坯料被成形為具有限定的縮小外徑和限定的壁厚的管。
[0003]減小管的最通常使用的方法已知的是冷乳，其中坯料稱為中空管坯。在乳制的過程中，中空管坯被在校準乳制芯棒(即具有成品管的內(nèi)徑的乳制芯棒)上推動，并且在此過程中，中空管坯被兩個校準輥(即限定成品管的外徑的輥)從外面夾持，在乳制芯棒上在縱向上被乳制。
[0004]在冷乳過程中，中空管坯在乳制芯棒的方向上步進輸送，且在乳制芯棒之上且經(jīng)過乳制芯棒，而乳輥隨著它們轉(zhuǎn)動而前后水平地移動，在乳制芯棒之上從而在中空管坯之上前后水平地移動。在此過程中，乳輥的水平運動通過乳輥架預先設定，乳輥則可轉(zhuǎn)動地安裝在乳輥架上。在已知的冷乳管乳機中，乳輥架通過曲柄驅(qū)動裝置在平行于乳制芯棒的方向上前后移動，而乳輥本身通過相對于乳輥架靜止的齒條而被設置成轉(zhuǎn)動，而牢固地連接至乳輥軸的齒輪則與齒條嚙合。
[0005]中空管坯在芯棒上的輸送通過進給夾緊架實現(xiàn)，該進給夾緊架設定為在平行于乳制芯棒的軸的方向上平移運動。
[0006]在乳輥架中設置為一個在另一個之上的錐形的校準乳輥相反于進給夾緊架的進給方向轉(zhuǎn)動。所謂的皮爾格口(其由乳輥形成)夾持中空管坯，并且乳輥向外推下一小波材料，該一小波材料通過乳輥的平滑過程和通過乳制芯棒被伸展至預定的壁厚，直至乳輥的空乳道次釋放出成形管。在乳制過程中，連接有乳輥的乳輥架反向于中空管坯的輸送方向移動。通過進給夾緊架裝置，中空管坯通過另外的步驟被向前推動到乳制芯棒上，在乳輥的空乳道次已經(jīng)完成后，乳輥隨同乳輥架返回至它們的水平起始位置。同時，中空管坯圍繞其軸線進行轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)成品管的均一形狀。由于對每個管的橫截面的重復乳制，實現(xiàn)了管的均一壁厚和圓度以及均一的內(nèi)徑和外徑。
[0007]為了減小成形過程中在乳制芯棒和中空管坯之間的摩擦，潤滑劑(也稱為芯棒潤滑劑)被施加到乳制芯棒。在成形之后，該潤滑劑至少部分地粘附在成品管的內(nèi)管壁上。盡管包括有殘留芯棒潤滑劑的內(nèi)管壁的這種污染物對于成品管的一些應用而言并不重要，但對于其它的應用，必須花費大成本來清潔內(nèi)管壁。此時，內(nèi)管壁的清潔困難，特別地是因為成品管會具有相對小的直徑和長的長度。
[0008]然而，內(nèi)管壁的類似污染物在替代成形技術(shù)中也會出現(xiàn)，諸如例如管的冷拔。
[0009]在管冷拔中，預備好的管狀坯料在拉床上在冷的狀態(tài)下成形，從而達到預定的尺寸。然而，不僅拉拔允許可隨意調(diào)節(jié)的成品管精確尺寸，而且冷成形還實現(xiàn)了材料的硬化，即增加了其彈性極限和強度，同時其伸長率變小。對于許多應用目的，這些材料性能的優(yōu)化是期望的管拉拔效果，例如，在高壓技術(shù)和醫(yī)療技術(shù)中、在飛機構(gòu)造中，還有在一般的機器構(gòu)造中。
[0010]取決于所使用的材料，在所謂的中空拉拔、帶芯拉拔及棒材拉拔之間有所區(qū)別。然而，在中空拉拔的情形中，在稱為壓邊圈(drawing ring)或拉深模的工具中，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。
[0011]管冷拔過程中的不期望的影響是所謂的咯咯聲。此處，由于工具和所要拉拔的管之間的高摩擦，出現(xiàn)了不規(guī)則的拉拔速度。在最不利的情形中，管相對于工具斷斷續(xù)續(xù)地移動或根本不動，或者以很高的速度移動。由于咯咯聲的結(jié)果，形成有凹槽，特別地是在拉拔管的內(nèi)表面上形成凹槽。
[0012]為實現(xiàn)均一拉拔速度并防止咯咯聲，因而需要使用拉拔油，以降低所要拉拔的管和工具之間的滑動摩擦。
[0013]在現(xiàn)有技術(shù)中，已知有不同的方法用于清潔鋼管的內(nèi)壁。因而，例如，整個管能夠被浸入到溶劑內(nèi)，然后溶劑溶解內(nèi)管壁上的污染物，并將其沖洗至管外。在現(xiàn)有技術(shù)的替代設計中，清洗塞被引導通過管，其中清洗塞被設定尺寸為使得其擦去并吸收內(nèi)管壁上的污染物。這種塞子在其外表面上例如由毛氈制成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]與該現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)鋼管的方法，該方法使得以內(nèi)壁沒有污染物的方式生產(chǎn)具有長的長度的管成為可能。
[0015]上述目的通過如下生產(chǎn)鋼管的方法實現(xiàn)，該方法包括制造具有內(nèi)管壁、外管壁和由內(nèi)管壁圍起的無管截面的鋼管，其中在制造后，鋼管包括在內(nèi)管壁上的至少一種污染物，在制造后，通過引入液體或固態(tài)0)2至無管截面并施加液體或固態(tài)CO2至內(nèi)管壁上以從內(nèi)管壁去除污染物的步驟清潔內(nèi)管壁。
[0016]驚訝地發(fā)現(xiàn)，引入液體或固態(tài)0)2至無管截面并施加液體或固態(tài)CO2至內(nèi)管壁上非常適合從內(nèi)管壁去除污染物，因而非常適合于清潔管的內(nèi)管壁。
[0017]此處，施加C02，在本發(fā)明的含義中，涉及的是使得CO2接觸或作用于內(nèi)壁或污染物。
[0018]盡管理論上可以可選地使用液體或固態(tài)CO2清潔內(nèi)管壁，但液態(tài)CO2會有缺點，SP:在液態(tài)0)2與將被清潔的壁接觸時，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傳熱性能且從而改善了清潔作用，而且固態(tài)0)2還具有研磨效果，從而當使用固態(tài)CO2時，此方法是噴砂清潔方法。
[0020]當使用固態(tài)CO2清潔內(nèi)管壁時，可區(qū)分為一方面所稱的CO2雪花噴砂以及另一方面所稱的干冰噴砂。兩種方法之間的不同是，在CO2雪花噴砂時，固態(tài)CO2在此過程本身中產(chǎn)生。在此過程中，載氣或驅(qū)動噴射流在壓力下通過噴射流管線至噴嘴，而液態(tài)0)2通過輸送管線供給，通過減壓轉(zhuǎn)變成干雪，并輸入到噴射流管線內(nèi)，其中從輸送管線而來的0)2被引導通過具有變寬橫截面的壓力降低區(qū)域進入到噴射流管線。例如，這種方法從W02004/033154A1中獲知。另一方面，在干冰噴砂的情形中，已經(jīng)是固態(tài)的CO2供給到過程中，并被在內(nèi)部加速至所要被清潔的表面上(在此情形中為內(nèi)管壁上)。
[0021]對于根據(jù)本發(fā)明的方法，管的制造(即成形過程)和管的清潔之間的時間延遲并不重要。特別地，根據(jù)本發(fā)明的方法可被用于管線制造生產(chǎn)中，其中制造和清潔在時間上一個緊接著另一個?？蛇x地，在制造和清潔之間間隔很長的時間段也是可能的，在幾天、幾周或幾個月的量級。
[0022]在本發(fā)明的一個實施例中，鋼管的制造需要成形(優(yōu)選地是冷成形)中空管坯，以形成成品尺寸的鋼管。
[0023]這種成形步驟，在本發(fā)明的實施例中，例如通過冷乳中空管坯以形成成品尺寸的鋼管來執(zhí)行。
[0024]在冷乳的情形中，在鋼管制造后，借助于液態(tài)或固態(tài)C02，芯棒潤滑油特別地從芯棒傳輸至內(nèi)管壁并通過根據(jù)本發(fā)明的方法被去除。
[0025]在替代的實施例中，通過冷拔中空管坯將中空管坯成形為成品管的形式。
[0026]如果通過冷拔中空管坯至成品管的形式來成形，則在一個實施例中，拉拔油從拉拔芯傳輸至內(nèi)管壁，然后通過施加液態(tài)或固態(tài)CO2又被從內(nèi)管壁去除。
[0027]在一個實施例中，通過清潔噴槍將液態(tài)或固態(tài)CO2引入至鋼管中，清潔噴槍被引入至無管截面，從而鋼管內(nèi)的0)2從清潔噴槍噴出，并進入到無管截面。在清潔過程中，清潔噴槍的出口開口或噴嘴然后在縱向上移動通過管，以在管的整個長度上清潔管。
[0028]在一個替代的實施例中，液態(tài)或固態(tài)CO2從鋼管的第一端引入至無管截面。這種變化具有的優(yōu)點為管的第一端僅需要被連接至用于CO2的噴嘴出口或開口，而隨后，即在引入0)2的過程中，不需要額外步驟。特別地，還可以省掉清潔噴槍，該清潔噴槍可以以自動的方式引入至管內(nèi)。
[0029]在一方法實施例中，在施加液態(tài)或固態(tài)CO2至內(nèi)管壁上的過程中，測量鋼管的溫度，如果鋼管的溫度降低至預定的溫度閾值之下，則中斷清潔。
[0030]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用液態(tài)或固態(tài)0)2清潔的管的溫度是已經(jīng)被清潔的管的清潔的度量，即管的清潔度的度量。從而，如果被清潔的管的溫度降低至某個溫度閾值之下，則可認為管已經(jīng)達到期望的清潔度，并且認為可中斷使用液態(tài)或固態(tài)0)2的清潔。
[0031]在清潔內(nèi)管壁時，認為首先熱量從污染物傳遞至液態(tài)或固態(tài)CO2，從而使得，只要管仍然被污染，則管本身保持在大致恒定的溫度，或者另一方面，管僅發(fā)生稍微的冷卻。僅當污染物已經(jīng)從內(nèi)管壁大量的清除時，熱量從管本身傳輸至液態(tài)或固態(tài)CO2，從而管經(jīng)歷進一步的冷卻。
[0032]在本發(fā)明的一個實施例中，其中液態(tài)或固態(tài)CO2從鋼管的第一端引入至管的無管截面，清潔過程中在與第一端相對的管的第二端測量鋼管的溫度是有利的。
[0033]由于管內(nèi)的溫度分布，發(fā)現(xiàn)在將CO2引入到管內(nèi)時，管首先在其第一端冷卻，然后這種冷卻擴展，直至第二端也被冷卻。如果管在第二端的溫度下降至某個閾值之下，則可認為管已經(jīng)在其整個長度上被清潔，并且清潔過程可被終止。
[0034]在本發(fā)明的一個實施例中，鋼管是圓形管，優(yōu)選由不銹鋼制成。
【附圖說明】
[0035]本發(fā)明另外的優(yōu)點、特征和應用可能性基于下面實施例的說明并結(jié)合附圖變得更明顯。
[0036]圖1以示意性的側(cè)視圖示出了現(xiàn)有技術(shù)中的冷乳管機。
[0037]圖2示出了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的清潔步驟的實施例的示意性截面圖。
[0038]圖3示出了用于執(zhí)行該清潔步驟的替代實施例的示意性截面圖。
【具體實施方式】
[0039]在代表的實施例中，相同或類似的元件使用相同的附圖標記表示。
[0040]圖1中，以示意性的側(cè)視圖示出了冷乳管機的結(jié)構(gòu)。乳機包括具有乳輥102、103的乳輥架10