包括內管壁的清潔的鋼管生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種生產鋼管的方法，包括具有內管壁、外管壁和由內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，必需要清潔內管壁。
【背景技術】
[0002]為了生產高精度的金屬管，特別是由鋼制造的金屬管，完全冷卻狀態下的膨脹的中空圓柱形坯料經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過乳制芯棒，而乳輥隨著它們轉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，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動，以實現成品管的均一形狀。由于對每個管的橫截面的重復乳制，實現了管的均一壁厚和圓度以及均一的內徑和外徑。
[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管壁上。盡管包括有殘留芯棒潤滑劑的內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管壁。此時，內管壁的清潔困難，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，內管壁的類似污染物在替代成形技術中也會出現，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下成形，從而達到預定的尺寸。然而，不僅拉拔允許可隨意調節的成品管精確尺寸，而且冷成形還實現了材料的硬化，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，這些材料性能的優化是期望的管拉拔效果，例如，在高壓技術和醫療技術中、在飛機構造中，還有在一般的機器構造中。
[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。由于咯咯聲的結果，形成有凹槽，特別地是在拉拔管的內表面上形成凹槽。
[0012]為實現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]在現有技術中，已知有不同的方法用于清潔鋼管的內壁。因而，例如，整個管能夠被浸入到溶劑內，然后溶劑溶解內管壁上的污染物，并將其沖洗至管外。在現有技術的替代設計中，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。
【發明內容】
[0014]與該現有技術相比，本發明的目的是提供一種生產鋼管的方法，該方法使得以內壁沒有污染物的方式生產具有長的長度的管成為可能。
[0015]上述目的通過如下生產鋼管的方法實現，該方法包括制造具有內管壁、外管壁和由內管壁圍起的無管截面的鋼管，其中在制造后，鋼管包括在內管壁上的至少一種污染物，在制造后，通過引入液體或固態0)2至無管截面并施加液體或固態CO2至內管壁上以從內管壁去除污染物的步驟清潔內管壁。
[0016]驚訝地發現，引入液體或固態0)2至無管截面并施加液體或固態CO2至內管壁上非常適合從內管壁去除污染物，因而非常適合于清潔管的內管壁。
[0017]此處，施加C02，在本發明的含義中，涉及的是使得CO2接觸或作用于內壁或污染物。
[0018]盡管理論上可以可選地使用液體或固態CO2清潔內管壁，但液態CO2會有缺點，SP:在液態0)2與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傳熱性能且從而改善了清潔作用，而且固態0)2還具有研磨效果，從而當使用固態CO2時，此方法是噴砂清潔方法。
[0020]當使用固態CO2清潔內管壁時，可區分為一方面所稱的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CO2在此過程本身中產生。在此過程中，載氣或驅動噴射流在壓力下通過噴射流管線至噴嘴，而液態0)2通過輸送管線供給，通過減壓轉變成干雪，并輸入到噴射流管線內，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，已經是固態的CO2供給到過程中，并被在內部加速至所要被清潔的表面上(在此情形中為內管壁上)。
[0021]對于根據本發明的方法，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，根據本發明的方法可被用于管線制造生產中，其中制造和清潔在時間上一個緊接著另一個。可選地，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]在本發明的一個實施例中，鋼管的制造需要成形(優選地是冷成形)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行。
[0024]在冷乳的情形中，在鋼管制造后，借助于液態或固態C02，芯棒潤滑油特別地從芯棒傳輸至內管壁并通過根據本發明的方法被去除。
[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管壁，然后通過施加液態或固態CO2又被從內管壁去除。
[0027]在一個實施例中，通過清潔噴槍將液態或固態CO2引入至鋼管中，清潔噴槍被引入至無管截面，從而鋼管內的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，液態或固態CO2從鋼管的第一端引入至無管截面。這種變化具有的優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。
[0029]在一方法實施例中，在施加液態或固態CO2至內管壁上的過程中，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]已經發現使用液態或固態0)2清潔的管的溫度是已經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，則可認為管已經達到期望的清潔度，并且認為可中斷使用液態或固態0)2的清潔。
[0031]在清潔內管壁時，認為首先熱量從污染物傳遞至液態或固態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，管僅發生稍微的冷卻。僅當污染物已經從內管壁大量的清除時，熱量從管本身傳輸至液態或固態CO2，從而管經歷進一步的冷卻。
[0032]在本發明的一個實施例中，其中液態或固態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]由于管內的溫度分布，發現在將CO2引入到管內時，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，則可認為管已經在其整個長度上被清潔，并且清潔過程可被終止。
[0034]在本發明的一個實施例中，鋼管是圓形管，優選由不銹鋼制成。
【附圖說明】
[0035]本發明另外的優點、特征和應用可能性基于下面實施例的說明并結合附圖變得更明顯。
[0036]圖1以示意性的側視圖示出了現有技術中的冷乳管機。
[0037]圖2示出了用于執行根據本發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，以示意性的側視圖示出了冷乳管機的結構。乳機包括具有乳輥102、103的乳輥架10