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日用钢管市场的诞生

英国人Henry Osbon的对接焊管工业化出产工艺代替了传着手工出产工艺
。随着工业革命在英格兰迅速鼓起，实现了自14世纪以来枪管独占全球钢管市场的格局，初次出现了蕴含气管、水管、蒸汽管及压力管等多种民用钢管大规模市场
。点燃这个市场的火花就是煤气灯的发现及铁路和供水系统的发展
。

当今多数会的夜晚充溢着万家灯火的烂漫，但最初路灯的出现则出于公共安全的最根基必要，巴黎首先装置了路灯系统
。到18世纪末期，欧洲险些所有的城市都进建了巴黎的做法
。最初的路灯设计只是单一点火一些可燃物，好比沥青、鲸鱼油等
。

直到19世纪初期，苏格兰人William Murdoch发了然以煤气作燃料的煤气灯，它的光线不仅照亮了城市，也点燃了钢管的真正大规模市场—— 煤气管市场
。直到今天，水煤气钢管仍是最大的钢管种类之一
。

煤炭包办木炭作为工业能源是一次能源的革命，James Watt蒸汽机的发现是应运而生的现代工业产品
。煤炭在冶金等行业的大量利用以及铁路运输的飞速发展促使焊管产业市场的形成，这将英格兰的发展带到了一个新的高度，使其成为近代工业的发源国，并成为壮大帝国的形成提供了前提
。

新兴市场的出现，使得发展批量出产幼直径长管的出产技术变得十吩烊切
。随着战争实现，枪炮管的需要一落千丈，这就有机遇将枪管衔接起来造作长管
。但这终于不是悠久之计，新的技术要应运而生是出产力发展的必然了局
。

温斯伯里的Cornelius Whitehouse解决了这个问题
。1825年，他发了然煤气管造作步骤，获得了5109号专利
。他的环形对接焊不仅是世界上第一个在技术上可行的大批量长钢管造作步骤，并且成为对接焊造作步骤的持续改进奠定了基础
。

批量出产时期的来临（上）

在钢管行业发现史上，Cornelius Whitehouse与发了然无缝钢管批量出产方式的德国Mannesmann兄弟以及电阻焊管的先行者美国人GV. Johnston齐名，Cornelius Whitehouse开创了对焊收受批量出产时期，其步骤经持续改进，在欧洲和美国利用了一个多世纪
。

Cornelius Whitehouse生于1795年，是Oldbury一个枪械工匠的儿子
。关于他幼我信息留下的很少，留下的最有价值的就是他的发现专利
。Whitehouse的孩提时期是在铁匠铺里度过的，他20岁时已经纯熟把握了这些技术，为本地最大的造刀匠Edward Elwell工作
。在那里他很幸运地遇到了一个从事枪管造作的叫James Russell的人，Russell看到了Whitehouse的发现的价值，并利用这个发现使之成为了“钢管之王”
。

Russell时时带着他用锤击对接焊法造作的枪管和钢管到Elwell的店铺建磨和精整，因钢管表表极度粗糙，这对Whitehouse来说是件很难题的工作，因而Whitehouse就思虑怎么提升钢管的质量
。他很快想到一个步骤，就是牵拉钢坯端部使之通过圆锥形的模型上进行可行性验证
。他用火钳夹住圆锥形的半环，而后用另一幼我的实力拖动加热后的钢坯通过
。在高温下，钢坯被牵拉弯曲成型，其边部优良地叠焊在一路，精整过的管子极度圆，很难判断带钢的搭接部位在哪里
。一有功夫，他就沉复简直定他这个步骤的有效性
。

30岁时，Whitehouse感触自己能够独立了
。他复苏的知路自己把握着财富的钥匙，但拿到这把金钥匙的人不是Whitehouse的思想守旧的老板Elwell，而是占有慧眼的Russell
。在检验了样管后，这个思想敏感的人直觉地意识到这是一个革命性的改进，他将成为最有统治力的、谁都不能战胜的钢管造作者
。抑造住对这个发现的惊人价值的兴奋，Russell向Whitehouse提出，若是Whitehouse无前提让渡该专利给他的话，他讲一次性买下这个专利，而后 在专利使用期内每年给Whitehouse50英镑，同时在自己的工厂里给Whitehouse一个经理职位
。双方就这样起头了一个新纪元
。Whitehouse与1825年2月26日被授予专利No.5109（用于煤气等钢管的造作工）
。

最初的步骤

宽杜纂所要造作的钢管的周长一致的钢坯被加热到红热状态，放在模具U型槽上，而后由直径蹬宗或略幼于钢管内径的上模压下，使之成型为开口管坯
。上模被压下的同时，在侧面插入并压下边部成型模，或者通过一个关合的上模
。通过这种工艺，初步的成型只必要一次加热即可
。而后将约莫开口管坯的一半长度置于加热炉中
。倒剽段管子达到熔点之下的白热温度（1300-1350℃）时，从加热炉伸出的未加热的部门被牵引通过搁置在炉子前的环形模具，头部被铁链牵拉
Ｆ鹜酚檬智＠刺，后出处水磨或蒸汽机来驱动
。在前半段钢管焊接好之后，后半段也用一样的步骤加热和拉拔，这时拔好的部门已经冷却而能接受拉拔
。

由于焊管仅在两次加工之后短缺足够焊接强度，所以还必要一或两火的加工路次
。在第三路次之后则选取一个直径比前工序幼的环形模
。当最终的拉拔路次实现之后，钢管达到红热温度，这时钢管在经过更幼直径的模具并去除飞边，获得精确表径的钢管
。

初路次的拔模是开口型的
。下部固定在支持上，上部通常由弹簧托起
。当加热的部门通过这个环时，传动螺杆使上半环和下半环关合
。一个较早的改进是用长钳使拔模关合
。这使得急剧操作和轻便夹紧成为可能，同时解除了由夹钳螺杆带来的危险
。但对于大直径管子，必要两个矫健的工人在两侧同时夹紧
。

Whitehouse的钢管造作步骤引起了一场我们此刻不能思议的大刷新
。其时传统钢管长1.2-1.5m，新工艺能够以很低的成本和高效能出产2.4m或更长的管子
。接缝焊接质量优良，钢管有很好的表表质量和精确的表径
。

批量出产时期的来临（下）

Whitehouse成为Russell在1823年成立的Crown钢管厂的经理，他成为一个发现家就越发活跃了
。他是第一个在钢管端部攻丝并且在内壁手工造作内共同螺纹的人
。钢管接头能接受与钢管自身一样的内压
。他还发了然好多种接头的加工步骤，好比弯头和T型接头，打开了新的利用市场
。此刻这些都是常用的技术，但是在Whitehouse那个时期，它们都是划时期的发现
。Whitehouse也是对他自己的造管步骤做出了最沉要改进的人
。

在1840年左右，一个铃型的模具（称为钟形模）起头包办最初的锥形模
。用新的步骤，钢坯只是头部必要预弯曲
。钢坯的全长被加热到白热温度，而后通过预弯的头部插入模具，并用钳子夹住
。传动链条在一个行程内将钢坯拖出模具，在拉伸过程中，钢坯接触模具壁，这样弯曲成柱状，在出口处对钢坯边缘施加壮大的挤压力以实现焊接
。

改进为钟形模，取缔了初成型，使得拉伸操作能够在一路工序下实现，而不像以前钢管的两半段必要两路工序
。这成为根基的Whitehouse步骤，为之后的持续发展奠定了基础
。

对于钟形模步骤，必要扭转每路次的模具尺寸，直达到到钢管的表径尺寸
。对于一样表径的两根钢管，凭据钢管的用处和材质个性，钢坯的宽度和模具直径也应有精密的变动
；诔志玫木楹褪源斫ǜ，形成了拉拔路次工艺表
。

模具由灰铸铁或冷淬铁造成
Ｆ鹜钒文＞呶毕咝，沉量达几十千克
。之后选取曲线包办直线以削减拉伸阻力和拔模长度
。通过将变形负载比力幼的入口壁减薄使得模具总质量减轻，同时出口壁加厚
。若是整个模具系列在工艺表中有轻微扭转，所有模具都要沉新造作一个的话，模具的数量将是巨大的，成本将会很高，尺度铸造尺寸因而被限度为2到5个根基尺寸，其它的模具通过磨削旧的模具来造作
。

短棒接头技术

钟形模步骤取缔了初成型，削减了拉伸路次
。但是它也存在一些问题，如拉拔过程中资料的扯破，这是提高拉拔速度的显著阻碍
。当钢管资料在白热温度变软时，钢管管端被夹钳夹住并拉拔，资料有时会扯破或者夹钳滑脱，发滋变乱
。由于钢坯变宽使拉伸阻力增长，且表径变幼所以夹钳不得不变幼，导致这类变乱时时产生
。不仅处置扯破和咬入钟形模的资料极度难题，并且也造成炉子内被加热钢坯的烧损甚至消融
。解决这些问题的步骤，就是在钢坯的头部锻焊上短棒
。

这些钢坯被加热到白热温度，并且从炉口处拉出一部门，拉出的部门搁置在带槽的铁砧上
。约1m长的短棒被加热到足够高的温度，搁置在钢坯上锤击以使得钢坯裹住短棒，而后衔接上短棒的钢坯返回加热炉急剧沉新加热，之后短棒被夹钳夹住并进行拉拔
。

利用这种步骤，使得钟形模步骤不变下来并成为根基的造作工艺，尤其是对于幼直径（幼于76mm）管
。

直到今天，在我国宽泛选取的钢管冷拔工艺里仍能看到Whitehouse步骤的影子，其中，中式模类似于钟形模，苏式模类似于锥形模，而钢管打端和轧端工序类似于短棒接头技术
。

--选自《焊管史话》