无缝钢管的制造是一个高温、高压、高精度的冶金成型过程，核心在于将实心圆钢坯料通过穿孔+轧制的方式形成中空管体，而无需焊接接缝，天津大无缝钢管销售集团有限公司精心总结了无缝钢管制造的完整工业级流程。
无缝钢管制造方法分类
| 工艺类型 | 温度范围 | 适用规格 | 表面质量 | 代表设备 |
|---|---|---|---|---|
| 热轧 | 1150-1250℃ | Φ60-Φ630mm，壁厚3-100mm | 一般，需后续处理 | 曼内斯曼斜轧机、连轧管机 (MPM/PQF) |
| 冷轧/冷拔 | 常温 | Φ6-Φ200mm，壁厚0.5-20mm | 高，可直接使用 | 冷轧管机（LG）、冷拔机、矫直机 |
热轧无缝钢管核心工艺流程
管坯准备
选材：根据产品标准选择连铸圆坯（GB/T 8162结构管、GB/T 8163流体管）或轧制圆钢（GB/T 5310高压锅炉管）；
常见钢号：10#、20#（优质碳素结构钢）、Q345B（低合金高强度钢）、15CrMo、12Cr1MoV（合金钢）、20G（锅炉专用钢）；
修磨检查：去除表面裂纹、结疤，探伤确保内部无缩孔、气泡；
定尺切割：按倍尺长度锯切，端面垂直度≤2mm。
环形炉加热
连续式环形加热炉将管坯加热至穿孔温度（碳钢约1200-1250℃）；
温控关键：均热段温度波动需控制在±20℃以内，防止过烧或未透烧；
氧化烧损率控制在1.2%-1.8%。
斜轧穿孔
这是最核心的无形变到形变的转化环节：
设备：二辊或三辊斜轧穿孔机（如天津大无缝Φ250mm限动芯棒连轧机组）；
原理：两个呈一定倾角（通常8°-15°）的轧辊同向旋转，管坯在螺旋前进中受到径向压缩+轴向延伸+横向翻转的复合应力；
顶头作用：高温管坯中心在顶头作用下被"钻"出空腔，形成毛管（空心坯）；
关键参数：顶头前压下率6%-10%，穿孔速度0.3-0.6m/s，毛管壁厚不均度≤8%。
轧管延伸
MPM连轧管机：6-8机架微张力连轧，将毛管壁厚减薄、长度延伸3-5倍；
限动芯棒：芯棒以恒定速度前进，限制金属横向宽展，确保壁厚均匀（精度±0.1mm）；
脱棒：轧后通过脱管机将长芯棒抽出。
定径/减径
张力减径机：18-28机架微张力连轧，通过椭圆-圆孔型系将大规格管减径至成品尺寸（如Φ168→Φ89mm）；
定径机：仅调整外径精度至±0.5%D（D为外径），壁厚略有变化。
冷却与矫直
冷床冷却：步进齿条冷床空冷至150℃以下，防止产生马氏体导致裂纹；
热矫直：六辊或十辊全节距矫直机，消除轧制弯曲（直线度≤1.5mm/m）；
切头尾：去除头尾壁厚不均段（每端切损约200-300mm）。
冷加工精整工艺（针对精密无缝钢管）
针对薄壁、高精度、小口径无缝钢管，需在热轧基础上进行冷加工：
酸洗润滑
酸洗：盐酸或硫酸溶液去除氧化铁皮（Fe₃O₄），表面呈银灰色；
磷化皂化：形成磷酸锌+硬脂酸钠润滑层，降低冷拔摩擦系数（μ<0.08）。
冷拔成型
链式冷拔机：通过模孔（钨合金或金刚石）与芯棒配合，拉拔力50-300吨；
变形量：断面收缩率通常控制在20%-35%，道次间需退火；
精度提升：外径公差可达±0.1mm，壁厚±0.05mm（远高于热轧的±0.5mm）。
辊式冷轧
周期式轧管机：利用变断面孔型+锥形芯棒，每往复一次旋转60°-90°，壁厚减薄率可达60%；
优势：表面粗糙度Ra≤0.8μm，适用于高压液压缸筒、精密轴承管。
热处理与金相控制
根据钢种和使用条件选择热处理工艺：
| 钢种类型 | 热处理工艺 | 性能目标 |
|---|---|---|
| 碳素结构钢（20#） | 正火（~910℃空冷） | 细化晶粒，HB≤156 |
| 高压锅炉管（20G） | 正火+回火 | σ_b≥410MPa，σ_s≥245MPa |
| 合金钢（15CrMo） | 淬火+高温回火（调质） | 获得回火索氏体，HRC 22-28 |
| 不锈钢（304/316） | 固溶处理（1050℃水冷） | 单相奥氏体，耐晶间腐蚀 |
无损检测与精整
在线检测
涡流探伤（ET）：检测表面/近表面裂纹（灵敏度φ0.5mm人工缺陷）；
超声波探伤（UT）：水浸法检测内部分层、夹杂（GB/T 5777标准B级）；
测厚仪：激光或γ射线在线监测壁厚波动。
压力测试
水压试验：试验压力按P=2SR/D计算（S为壁厚，R为允许应力，D为外径），保压5-10秒无渗漏；
高压锅炉管试验压力通常≥20MPa。
表面处理
抛丸/喷砂：去除氧化皮，Sa2.5级清洁度；
防锈处理：无铬钝化+防锈油（适用于长期仓储）；
坡口加工：自动倒角机加工30°-37.5°焊接坡口（适用于管线管API 5L标准）。
关键质量控制点
化学成分：光谱仪逐炉检测C、Si、Mn、P、S（尤其P、S需≤0.025%）；
几何尺寸：外径椭圆度≤0.5mm，壁厚不均度≤10%；
力学性能：万能试验机测试拉伸、冲击（-20℃夏比V型冲击功≥27J用于低温管）；
工艺性能：压扁试验（压至外径3/4无裂纹）、扩口试验（顶心30°无裂纹）。
行业标准对应
GB/T 8162：结构用无缝钢管（机械零件）；
GB/T 8163：输送流体用无缝钢管（石油、水、气）；
GB/T 5310：高压锅炉用无缝钢管（电站锅炉）；
GB/T 9948：石油裂化用无缝钢管（炼油装置）；
API 5L/5CT：石油天然气工业管线管/套管（出口主流）。
总结
无缝钢管制造是"热穿冷拔、精整成材"的系统工程，热轧解决大口径、厚壁的成型效率问题，冷加工解决小口径、高精度的尺寸控制问题，天津大无缝（TPCO）等头部企业的核心竞争力在于连轧管机的高精度控制和热处理工艺的稳定性，这直接决定了钢管在高压、高温、腐蚀环境下的服役寿命。
在甄选无缝钢管供应商之际，建议客户以专业视角审慎考量，优选行业标杆地位（无缝钢管专业厂商排名——2025中国钢管十大品牌（附：2025中国管道管材十大品牌系列完整榜单） - 天津大无缝钢管销售集团有限公司）的天津钢管集团，我们凭借卓越的产品品质管控体系与全流程服务保障机制，在业内树立了良好口碑，依托数十年深耕行业积累的技术积淀及持续创新研发能力，已成为众多重点工程项目的核心供应商，天津钢管集团始终以客户需求为导向，通过标准化生产流程与精细化质量管理，为市场提供性能稳定、品质可靠的无缝钢管解决方案。
