包括清潔外管壁的生產鋼管的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種生產鋼管的方法，該方法包括:制造具有內管壁、外管壁和由內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。
技術背景
[0002]為了生產高精度的金屬管，特別是由鋼制成的金屬管，完全冷卻狀態下的膨脹的空心圓柱形坯料通過壓縮或拉伸應力經受冷縮。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，空心管坯被在校準乳制芯棒(即具有成品管的內徑的乳制芯棒)上推動，并且在此過程中，空心管坯被兩個校準乳輥(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給并且在乳制芯棒上進給并經過后者，同時乳輥隨著它們轉動而在乳制芯棒上從而在空心管坯上被水平地前后移動。在此過程中，乳輥的水平移動由乳輥架預定，乳輥則可轉動地安裝在乳輥架上。在已知的冷乳管機中，在平行于乳制芯棒的方向上借助于曲柄驅動裝置前后移動乳輥架，同時乳輥本身由相對于乳輥架靜止的齒條而設定成轉動，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給借助于進給夾緊架而進行，該進給夾緊架設定為在與乳制芯棒的軸平行的方向上平移運動。
[0006]在乳輥架中一個在另一個之上設置的錐形校準乳輥相反于進給夾緊架的進給方向轉動。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給方向移動。借助于進給夾緊架，空心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，空心管坯圍繞其軸線進行轉動，以實現均一的成品管形狀。由于每個管的橫截面的重復的乳制，實現了管的均一的壁厚和圓度以及均一的內徑和外徑。
[0007]為了減小在形成期間在乳輥和空心管坯之間的摩擦，潤滑劑被施加到乳輥上。在形成之后，該潤滑劑至少部分地粘附到成品管的外管壁。盡管由殘留芯棒潤滑劑構成的外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，外管壁必須被以高代價清潔。
[0008]然而，外管壁的類似污染物在替代形成技術例如管冷拔中也會出現。
[0009]在管拉拔中，預備好的管坯在拉床上在冷的狀態下形成，從而達到期望的尺寸。然而，拉拔不僅實現成品管的精確尺寸(其可隨意調節)，而且冷成形還實現了材料的硬化，即增加了其屈服極限和強度，同時其伸長率變小。對于許多應用目的，例如，在高壓技術和醫療技術中、在飛機構造中，還有一般的機器構造中，這些材料性能的優化是管拉拔的期望效果。
[0010]此處，施加0)2在本發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，出現了不規則的拉拔速度。在最不利的情形中，管相對于工具斷斷續續地移動或根本不動或者以很高的速度移動。由于咯咯聲，特別是在拉拔管的內表面上形成了溝槽。
[0013]為了實現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摩擦。
[0014]在現有技術中，已知有不同的方法用于清潔鋼管的外管壁。因而，例如，整個管被浸潤到溶劑內，然后溶劑溶解外管壁上的污染物。在現有技術的替代的實施例中，使用布和毛租機械地清潔管。
【發明內容】
[0015]與該現有技術相比，本發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長度的管，從而使得外管壁沒有污染物。
[0016]上述目的通過一種生產鋼管的方法實現，該鋼管具有內管壁、外管壁和由內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，通過施加液態或固態(302至外管壁上以從外管壁去除污染物來清潔外管壁。
[0017]驚訝地發現，施加液態或固態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或固態CO2清潔內管壁，但液態CO 2會有缺點:在液態0)2和將被清潔的壁接觸時，壁和液態CO 2之間形成氣體膜，這降低了清潔作用。
[0019]相比較，固態CO2不僅展現了從固態CO2至被清潔的管壁或污染物的有利的熱傳遞，并且從而展現改善的清潔作用，而且固態CO2還具有研磨效果，從而當使用固態CO 2時，該方法是噴砂清潔方法。
[0020]當使用固態CO2清潔外管壁時，在一方面稱為CO2雪噴砂和另一方面稱為干冰噴砂之間區分。兩種方法之間的不同是，在0)2雪噴砂的情況下，固態CO2在該過程本身中產生。在此過程中，載氣或驅動噴射流在壓力下經過噴射流管線至噴嘴，液態0)2通過進給管線供給，通過減壓轉變成干雪，并進給到噴射流管線中，其中來自進給管線的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，已經是固態的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]在一個實施例中，液態或固態CO2借助于加壓流體優選地加壓空氣而被加速至鋼管的外壁上。
[0022]另外，對于清潔外管壁，有利的是液態或固態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，已經發現，如果在鋼管后方在噴射流方向上測量噴射流的溫度是有利的。在清潔過程中已經使用的CO2(即與鋼管相互作用后)的溫度是清潔過程的效果的指標。
[0024]在本發明的一個實施例中，使用溫度測量值以確定管是否被有效地清潔。如果測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，在一個實施例中，認為沒有有效地清潔，并且重復清潔過程或改變清潔參數。
[0025]在另一個實施例中，如果測量的溫度低于某一溫度閾值，即:如果管后方的噴射流過冷，則認為清潔無效，并且重復清潔過程或改變清潔參數。在此情形中，必須認為在0)2和被清潔的鋼管之間沒有發生足夠的相互作用，或者管已經凍結。
[0026]在本發明的一個實施例中，如果測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，則認為清潔是有效的。
[0027]在本發明的另一個實施例中，作為在鋼管后方的在液態或固態CO2的噴射流方向上的噴射流的溫度的函數，調節當液態或固態0)2從進給管線離開時液態或固態CO2的速度。例如，在一個實施例中，如果溫度下降到低于預定的溫度閾值，則增加噴射流速度。
[0028]對于根據本發明的方法，在管的制造(即成形過程)和管的清潔之間的時間延遲并不重要。特別地，根據本發明的方法可被用于生產管線制造中，其中制造和清潔在時間上一個緊接著另一個地進行。替代地，在制造和清潔之間插入很長的時間段(大約數天、數個星期或數月的量級)也是可能的。
[0029]在該方法的實施例中，在施加液態或固態0)2期間，測量鋼管的溫度，并且如果鋼管的溫度降低至低于預定的溫度閾值，則中斷清潔。
[0030]已經顯示出，使用液態或固態CO2清潔的管的溫度是已經發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，則可認為管已經達到期望的清潔度，并且可中斷使用液態或固態0)2的清潔。
[0031]當清潔外管壁時，認為首先發生從污染物至液態或固態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受稍微的冷卻。僅當污染物已經被從外管壁大量地去除時，從管本身至液態或固態0)2的熱傳遞發生，從而管經受進一步的冷卻。
[0032]此處，在一個實施例中，特別地通過將空心管坯成形(優選冷成形)為成品尺寸鋼管的形式，來進行鋼管的制造。根據本發明，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，則在一個實施例中，在冷乳期間，潤滑劑從冷乳管機的乳輥傳輸至外管壁，然后通過施加液態或固態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，則在一個實施例中，在冷拉拔期間，拉拔油從模具傳輸到外管壁，然后通過施加液態或固態0)2又從外管壁被去除。
[0035]在本發明的一個實施例中，鋼管是不銹鋼管，優選是由不銹鋼制成的圓形管。
【附圖說明】
[0036]本發明另外的優點、特征