后混合磨料水射流除鳞在钢管生产中的应用学习体会

文献概况与技术背景

本文由湖南有色重型机器有限责任公司黄威发表于2015年《矿业研究与开发》第35卷第2期，介绍了后混合磨料水射流除鳞技术在钢管生产中的应用。钢管在生产过程中，表面会形成氧化铁皮（鳞皮），如果不去除，将严重影响钢管的后续加工质量和产品性能。传统的除鳞方法包括机械除鳞、化学酸洗和火焰加热除鳞等，但这些方法存在环境污染、能耗高、设备磨损严重等问题。后混合磨料水射流技术作为一种新型除鳞方法，具有高效环保、无污染、低成本等优势，在钢管冷拔生产工艺中得到了成功应用。

后混合磨料水射流技术原理

后混合磨料水射流（Post-Mixed Abrasive Waterjet）技术是将磨料在水射流喷嘴外部混合后喷射到工件表面的加工方法。其工作原理是：高压水通过喷嘴形成高速水射流，磨料在喷嘴外部被吸入并与水射流混合，形成磨料水射流混合物，以极高的速度冲击工件表面，利用磨料的冲击和切削作用去除工件表面的氧化铁皮。

与预混合磨料水射流相比，后混合方式具有以下优势：磨料在喷嘴外部混合，避免了磨料对喷嘴的磨损，延长了喷嘴的使用寿命；磨料与水在喷嘴外混合，混合效果更均匀；系统结构相对简单，维护成本较低。这些优势使得后混合磨料水射流技术在工业除鳞应用中更具竞争力。

钢管除鳞工艺过程分析

钢管除鳞生产线的工艺流程通常包括：钢管输送、喷嘴定位、磨料水射流喷射、除鳞效果检测、钢管输出等环节。在钢管冷拔生产工艺中，除鳞工序位于加热工序之后、冷拔工序之前。钢管经加热后表面形成的氧化铁皮需要通过除鳞工序去除，以保证冷拔过程中钢管表面的光滑度和尺寸精度。

与钢管冷拔工艺的配合

钢管冷拔是钢管生产中的重要工序，通过冷拔可以使钢管获得精确的尺寸和优良的表面质量。冷拔前钢管表面的氧化铁皮如果去除不彻底，将在冷拔过程中导致以下问题：氧化铁皮嵌入钢管表面，造成表面缺陷；增加冷拔模具的磨损，缩短模具使用寿命；增加冷拔力，提高能耗；影响钢管的尺寸精度和表面粗糙度。因此，除鳞工序的质量直接决定了冷拔工序的效果和产品质量。

从钢管焊接的角度来看，对于焊接钢管而言，除鳞工序还需要特别注意焊缝区域的除鳞效果。焊缝区域由于焊接热影响的存在，氧化铁皮的厚度和硬度可能与母材区域不同，需要调整除鳞工艺参数以确保焊缝区域的除鳞效果。如果焊缝区域除鳞不彻底，冷拔后焊缝区域可能出现表面缺陷，影响钢管的焊接质量和使用寿命。

除鳞质量检验与过程控制

除鳞质量的检验是确保钢管产品质量的重要环节。除鳞后的钢管表面应满足以下要求：表面无可见氧化铁皮残留；表面无机械损伤或划伤；表面粗糙度满足后续工艺要求。在实际生产中，可以通过目视检查、粗糙度检测、涡流检测等方法对除鳞质量进行检验。

从PDCA（计划-执行-检查-处理）循环的角度来看，除鳞工艺的质量控制应当建立完整的PDCA循环。计划阶段需要确定除鳞工艺参数和质量标准；执行阶段需要按照工艺要求进行生产；检查阶段需要对除鳞质量进行检测；处理阶段需要根据检测结果调整工艺参数或改进工艺方法。通过持续的PDCA循环，可以不断提高除鳞质量，降低不合格品率。

学习心得与工程启示

本文介绍了后混合磨料水射流除鳞技术在钢管生产中的实际应用，其高效环保、无污染、低成本的特点使其在钢管冷拔生产中具有重要的应用价值。作为长期从事钢管制造技术工作的人员，我认识到表面处理工序在钢管生产中的重要性往往被低估。除鳞质量不仅影响钢管的冷拔效果，还关系到钢管的最终产品性能。后混合磨料水射流技术作为一种清洁生产技术，符合当前绿色制造的发展方向，值得在钢管行业中推广应用。同时，除鳞工艺的参数优化需要结合钢管的材质、规格和表面状态进行针对性调整，不能一概而论，这需要生产技术人员积累丰富的实践经验。