無縫內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)及其過程質(zhì)量控制

1、-精品 word 文檔值得下載值得擁有 -中色奧博特銅鋁業(yè)有限公司無縫內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)及其過程質(zhì)量控制馮成桂，黑紅娟，任喆，靳亞南，宋太斌【摘要】本文闡述了無縫內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)工藝流程及其質(zhì)量標準，論述了無縫內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)的關鍵質(zhì)量控制環(huán)節(jié)及工藝措施，提出了無縫內(nèi)螺紋銅管產(chǎn)品、生產(chǎn)技術和裝備的發(fā)展方向?！娟P鍵詞】無縫內(nèi)螺紋銅管，質(zhì)量控制一、無縫內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)工藝流程以及質(zhì)量標準無縫內(nèi)螺紋銅管是空調(diào)器生產(chǎn)的主要耗材之一， 是空調(diào)器制冷劑流通的金色血脈，具有節(jié)材、高效、節(jié)能、環(huán)保的特性。無縫內(nèi)螺紋銅管做為目前應用量最大的高精密銅管產(chǎn)品， 今后隨著空調(diào)制冷行業(yè)新技術、新工藝的不斷發(fā)展，圍繞不斷提高換熱效

2、率、節(jié)能節(jié)材的核心目標，新型高效內(nèi)螺紋管品種將不斷優(yōu)化，應用將越來越普及。目前，國內(nèi)無縫內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了鑄軋 +鋼球高速旋壓為主體的無縫內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)工藝流程。 中色奧博特銅鋁業(yè)有限公司隸屬于中國有色礦業(yè)集團， 是國內(nèi)知名的高精度無縫內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)企業(yè)之一，生產(chǎn)的“奧”牌高精度無縫內(nèi)螺紋銅管被評為中國名牌產(chǎn)品并通過了中國有色金屬產(chǎn)品實物質(zhì)量認定， 具有較高的知名度和美譽度，目前已經(jīng)同格力、美的、海信、志高、奧克斯等國內(nèi)著名-精品 word 文檔值得下載值得擁有 -的制冷空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)建立了良好的合作關系。 中色奧博特銅鋁業(yè)有限公司采用自主研發(fā)的以在線連續(xù)感應退火為紐帶的 “高精度內(nèi)螺

3、紋銅管連續(xù)化”生產(chǎn)技術，結合國際流行的鑄軋生產(chǎn)工藝，形成了水平連鑄銑面行星軋制三聯(lián)拉倒立式圓盤拉伸在線連續(xù)感應退火組合芯頭鋼球高速旋壓成型精整復繞 +全長無損檢測光亮退火的無縫內(nèi)螺紋銅管連續(xù)化生產(chǎn)技術，取消了熱加工和中間退火工序，縮短了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，真正實現(xiàn)了無縫內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)的“節(jié)能、環(huán)保、高效” 。我國 2000 年制定的 YS/T4402001內(nèi)螺紋銅管標準是世界第一個通用技術規(guī)范， 2007 根據(jù)國內(nèi)外內(nèi)螺紋銅管技術的發(fā)展，制定了 GB/T20928-2007無縫內(nèi)螺紋銅管，該標準是當前國際唯一的無縫內(nèi)螺紋銅管產(chǎn)品標準， 代表了我國內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)的先進技術水平。我

4、國內(nèi)螺紋銅管技術標準的發(fā)展情況見表 1，國內(nèi)外內(nèi)螺紋銅管技術指標對比情況見表 2。表一：我國內(nèi)螺紋銅管技術標準的發(fā)展-精品 word 文檔值得下載值得擁有 -表二：國內(nèi)外內(nèi)螺紋銅管技術指標對比二、無縫內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)過程質(zhì)量控制無縫內(nèi)螺紋成型質(zhì)量是高精內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)技術的關鍵，也是影響產(chǎn)品品質(zhì)及成品率等技術經(jīng)濟指標的重要因素，其質(zhì)量控制涉及坯料制備、軋制、拉伸、退火、潤滑、成型、成品精整復繞、質(zhì)檢等各個環(huán)節(jié)，需要嚴格、精密的工藝和全面的質(zhì)量控制體系保證。各工序主要影響因素及控制工藝措施如下：中色奧博特銅鋁業(yè)有限公司選用無油、干燥、潔凈的高純陰極銅做原材料，采用熔化爐、保溫爐一體化設計的水平連鑄爐

5、，銅液直接由熔化爐潛流進入保溫爐， 溫度和成分更加均勻， 避免了傳統(tǒng)的熔化爐銅液經(jīng)流槽過渡到保溫爐時產(chǎn)生的吸氣現(xiàn)象。鑄造時徹底撈渣并作-精品 word 文檔值得下載值得擁有 -爐前分析，控制澆鑄溫度、澆鑄速度、冷卻水壓力及流量，煅燒木炭有效覆蓋熔體，減少夾灰夾雜、氣孔、疏松等鑄造缺陷產(chǎn)生，減少后工序出現(xiàn)斷管、線傷、泄露、超點等質(zhì)量缺陷的出現(xiàn)概率。采用拉停反退拉鑄工藝及小節(jié)距高頻率的拉鑄原則，減少拉坯阻力， 提高了鑄坯的組織致密度。水平連鑄工藝較傳統(tǒng)的半連續(xù)鑄造工藝， 明顯的減少了頭尾切除的損失并改善了生產(chǎn)環(huán)境。采用旋轉(zhuǎn)式銑削， 一次銑削 360 °圓周， 與國外銅管 120°

6、;圓周銑削工藝比較，減少了銑削次數(shù)，銑削后管坯表面光滑，無刀痕、偏心大、氧化皮、 氣孔等影響后工序加工的表面缺陷。采用經(jīng)過特殊設計的銑刀，減輕了銑削痕跡，并減少了銑削表面損失。鑄坯銑凈外表面氧化皮、氣孔等缺陷后進入三輥行星軋機軋制。三輥行星軋制通過大于 93%的大變形量， 使主變形區(qū)溫度瞬時達到再結晶溫度以上，隨之急速冷卻，實現(xiàn)軋制過程中的完全動態(tài)再結晶。采用高轉(zhuǎn)速小截距的新型軋制工藝， 軋制管坯紋路均勻， 壁厚偏心度控制在 0.35mm 以內(nèi)，晶粒均勻至 0.0150.025mm。為了防止收卷過程產(chǎn)生嚴重的擦劃傷、磕碰傷，摒棄了傳統(tǒng)的水平收卷，軋制管坯采用上收卷并在收卷前涂油保護。三輥行星軋

7、制工藝較傳統(tǒng)的擠壓冷軋工藝，縮短了工藝流程，取消了均勻化退火和熱加工工序， 工模具消耗少，運行和生產(chǎn)成本低，單重大，易連續(xù)化生產(chǎn)。為了避免行星軋制后的軟態(tài)管坯在倒立式盤拉過程中產(chǎn)生磕碰-精品 word 文檔值得下載值得擁有 -傷并提高壁厚均勻一致性， 設計了三聯(lián)拉伸工藝， 提高了制品的表面硬度，生產(chǎn)效率高，運行成本低。三連拉伸工藝采用大加工率直線拉拔，結合可調(diào)式模座設計和精矯直系統(tǒng)，可以有效的糾正管坯偏心，供坯偏心度（同一截面最大壁厚與最小壁厚之差）可以穩(wěn)定的控制在0.15 以內(nèi)。目前，中色奧博特銅鋁業(yè)有限公司三聯(lián)拉伸供坯規(guī)格25×1.1 ，平均道次延伸系數(shù)達到了1.70 ，為目前國

8、內(nèi)最高效的三聯(lián)拉伸供坯工藝。采用倒立式圓盤拉伸，結合可調(diào)式模座和科學合理的盤拉工藝、優(yōu)質(zhì)工模具，生產(chǎn)的內(nèi)螺紋母管壁厚偏差可以穩(wěn)定的控制在± 0.015 mm，為高精度內(nèi)螺紋成型提供高質(zhì)量的坯管。特殊設計的雙模串聯(lián)拉伸工藝，一道次實現(xiàn)兩次拉伸變形， 道次加工率高且減少了拉拔道次，減少了銅管表面與矯直輥、減震論、排料環(huán)、大盤、落料位置的摩擦，提高了銅管表面質(zhì)量。采用在線連續(xù)感應退火， 退火組織均勻細小， 晶粒度可以穩(wěn)定的控制在 0.0100.015 ，抗拉強度均勻至 5MPa以下，進一步提高了內(nèi)螺紋成型的均勻性， 縮短了內(nèi)螺紋生產(chǎn)工藝流程； 筐到筐供坯實現(xiàn)了大盤重生產(chǎn)，單筐坯管重量達到了

9、 1200 ，提高了成品率和生產(chǎn)效率。在線感應退火設備和工藝技術， 簡化了了工藝流程， 取代了傳統(tǒng)的“盤管精整復繞光亮退火”工藝，減少了擦劃傷、磕碰傷以及頭尾損失，明顯降低了生產(chǎn)運行成本提高了勞動生產(chǎn)率， 真正發(fā)揮了無縫內(nèi)螺紋銅管短流程高效率生產(chǎn)工藝的紐帶作用。 坯管的機械性能達-精品 word 文檔值得下載值得擁有 -到所需要求，強度高塑性好， 為后續(xù)的無縫內(nèi)螺紋銅管成型提供了壁厚均勻、性能優(yōu)良的優(yōu)質(zhì)管坯。采用履帶式內(nèi)螺紋成型設備， 管材成直線進入收卷裝置， 無彎曲，壓扁小，橢圓度小，適合 9.52 以下內(nèi)螺紋銅管的生產(chǎn)。 35000rpm 高速電機，拉拔速度達到了 90m/min，結合生產(chǎn)

10、實踐設計使用了剖分式旋壓環(huán)、鋼球、 組合芯頭高速旋壓工藝和工模具，依據(jù)最小阻力原則優(yōu)化了減徑 -旋壓 -定徑各段變形區(qū)加工率的分配，成型后的內(nèi)螺紋銅管齒型飽滿美觀，紋路均勻，外表面光滑。采用雙卷曲復繞機，在線全長旋轉(zhuǎn)式 +穿過式復合渦流探傷，能對線狀傷、劃傷和點、坑等缺陷進行有效的檢測，并對缺陷點進行不少于 3/4 圓周的深黑色噴墨覆蓋，方便客戶使用中剔除缺陷銅管，提高了質(zhì)量保證能力， 大大降低了無縫內(nèi)螺紋銅管交付客戶使用時擴口開裂、泄漏等缺陷的產(chǎn)生概率。采用輥底式連續(xù)退火爐在殘氧量不大于 5ppm的氮氣保護氣氛下對銅管進行退火熱處理，高效循環(huán)風機和 PLC 加熱控制系統(tǒng)保證退火溫度均勻至&#

11、177; 5，機械性能和晶粒尺寸得到有效控制，外表面清潔光亮。穩(wěn)定可靠的擴口式硬連接， 結合入爐前的連接氣密性試吹掃驗證，確保保護氣體連續(xù)有效內(nèi)壁吹掃， 保證內(nèi)螺紋銅盤管內(nèi)壁高清潔度，得到最佳的內(nèi)表面質(zhì)量，能夠適用于新型制冷劑。內(nèi)螺紋管成品退火后進行力學性能、晶粒度、清潔度、內(nèi)壁殘油、擴口、維氏硬度檢測，充分保證其成品質(zhì)量。采用恒溫包裝間進行銅盤管的包裝，嚴格控制包裝間溫濕度和包-精品 word 文檔值得下載值得擁有 -裝材料的酸堿度、含水率，先進的包裝工藝結合合理安全的儲存、物流控制，避免銅盤管外表面氧化變色。特殊的無芯包裝設計和使用，銅盤管單重超過了200 ，減少了客戶上料的時間和頻次，傳

12、統(tǒng)的懸掛式放卷變?yōu)樗椒啪恚奖懔丝蛻羰褂谩Ｈ?、無縫內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)主要檢測設備中色奧博特銅鋁業(yè)有限公司配置了ARL3460 光電直讀光譜儀、萬能拉力試驗機對化學成分、力學性能、擴口性能進行有效地檢測和控制；配置了金相顯微鏡、齒型檢測儀、油份檢測儀、旋轉(zhuǎn)探傷儀、維氏硬度檢測儀等先進的檢測設備，對晶粒度、齒型參數(shù)、內(nèi)壁殘油量、缺陷點數(shù)、維氏硬度等進行監(jiān)視和控制。四、無縫內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)過程質(zhì)量管理中色奧博特銅鋁業(yè)有限公司通過了ISO9001 質(zhì)量管理體系和ISO14001 環(huán)境管理體系認證。主要采用了下述質(zhì)量管理方法：1、 統(tǒng)計分析表：統(tǒng)計產(chǎn)品不良原因，便于發(fā)現(xiàn)主要問題并采取措施來控制不合格的再發(fā)生

13、。2、因果分析圖：以結果作特性，以原因作因素，發(fā)動大家集思廣益查找主要原因，然后采取措施解決問題。3、 控制圖：測定和監(jiān)控過程質(zhì)量的穩(wěn)定性，突出了以預防為主的過程控制管理模式。對主要化學成分、母管偏心度、內(nèi)螺紋銅管米克重、抗拉強度、斷后伸長率等的控制使過程質(zhì)量始終處于監(jiān)控狀態(tài)，-精品 word 文檔值得下載值得擁有 -較好地穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量。五、無縫內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)發(fā)展方向展望為進一步提高換熱效率， 內(nèi)螺紋銅管趨向細徑薄壁化，齒形向高齒、小齒頂角、 大螺旋角方向發(fā)展，降低了空調(diào)兩器用無縫內(nèi)螺紋銅管的每米克重，提高了傳熱效率，具有顯著節(jié)能、節(jié)材、高效傳熱的效果。中色奧博特銅鋁業(yè)有限公司開發(fā)生產(chǎn)的 ?

14、5 系列超細薄壁無縫內(nèi)螺紋銅管產(chǎn)品，底壁厚減小到了 0.20 ，每米克重減少到了 34g，已經(jīng)通過了美的、志高公司的試用，目前正在進一步推廣中。近年來超高速電機技術發(fā)展迅速，采用超高速磁懸浮電機， 可實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的非接觸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度目前已經(jīng)達到 45000rpm，拉拔速度可以提高到 120m/min。這種超高速電機對于拉制細徑內(nèi)螺紋銅管具有顯著的技術優(yōu)勢， 并可大幅度提高生產(chǎn)效率， 是目前內(nèi)螺紋成型裝置發(fā)展的主要方向。無縫內(nèi)螺紋銅管作為目前最大的高精密銅管產(chǎn)品，隨著相關行業(yè)新技術、新工藝的不斷發(fā)展，圍繞不斷提高換熱效率、環(huán)保、節(jié)能節(jié)材的核心目標，相應的生產(chǎn)技術和裝備將向著信息化、自動化、高速化發(fā)展，工藝流程將向著連續(xù)化、 短流程方向發(fā)展， 大坯重、高效率、低能耗、高成品率、無污染的生產(chǎn)方式將成為未來無縫內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)技術及裝備的發(fā)展主流。目前，中色奧博特銅鋁業(yè)有限公司已經(jīng)形成了 10 萬噸高精度空調(diào)與制冷用無縫內(nèi)螺紋銅管和 6 萬噸高精銅板帶的產(chǎn)能， 銅管四期工程正在建設中，銅板帶二期工程正在調(diào)試中。項目全部建成投產(chǎn)后，-精品 word 文檔值得下載值得擁有 -奧博特可形