无缝钢管生产讲稿培训课.docx

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无缝钢管生产讲稿培训课

无缝钢管生产

一、钢管的简述

二、钢管的分类

三、钢管的常用标准

四、钢管的技术要求

五、热轧钢管的生产简述

六、钢管的表面质量缺陷简述

七、钢管常用的数学知识

一、钢管的简述

1）钢管的定义

无缝钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。

钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。

2）钢管的优点

A）钢管和圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。

B）用钢管制造环形零件，可提高材料利用率，简化制造工序，节约材料和加工工时，如滚动轴承套圈、千斤顶套等，目前已广泛用钢管来制造。

钢管还是各种常规武器不可缺少的材料，枪管、炮筒等都要钢管来制造。

3）圆形钢管的优点

钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。

由于在周长相等的条件下，圆面积最大，用圆形管可以输送更多的流体。

此外，圆环截面在承受内部或外部径向压力时，受力较均匀，因此，绝大多数钢管是圆管。

4）圆形钢管的缺点

但是，圆管也有一定的局限性，如在受平面弯曲的条件下，圆管就不如方、矩形管抗弯强度大，一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。

根据不同用途还需有其他截面形状的异型钢管。

二、管材的分类

1、按生产方法分类

（1）无缝管——热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管

（2）焊管

（a）按工艺分——电弧焊管、电阻焊管（高频、低频）、气焊管、炉焊管

（b）按焊缝分——直缝焊管、螺旋焊管

2、按断面形状分类

（1）简单断面钢管——圆形钢管、方形钢管、椭圆形钢管、三角形钢管、六角形钢管、菱形钢管、八角形钢管、半圆形钢管其他

（2）复杂断面钢管——不等边六角形钢管、五瓣梅花形钢管、双凸形钢管、双凹形钢管、瓜子形钢管、圆锥形钢管、波纹形钢管、表壳钢管、其他

3、按壁厚分类——薄壁钢管、厚壁钢管

4、按用途分类——管道用钢管、热工设备用钢管、机械工业用钢管、石油、地质钻探用钢管、容器钢管、化学工业用钢管、特殊用途钢管、其他

三、钢管的常用标准

１.GB/T8162-1999（结构用无缝钢管）。

主要用于一般结构和机械结构。

其代表材质（牌号）：

碳素钢、20、45号钢；合金钢Q345、20Cr、40Cr、20CrMo、30-35CrMo、42CrMo等。

2.GB/T8163-1999（输送流体用无缝钢管）。

主要用于工程及大型设备上输送流体管道。

代表材质（牌号）为20、Q345等。

3.GB3087-1999（低中压锅炉用无缝钢管）是用于制造各种结构低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔（轧）无缝钢管。

代表材质为10、20号钢。

4.GB5310-1995（高压锅炉用无缝钢管）是用于制造高压及其以上压力的水管锅炉受热面用的优质碳素钢、合金钢和不锈耐热钢无缝钢管。

代表材质为20G、12Cr1MoVG、15CrMoG等。

5.GB1479-2000（高压化肥设备用无缝钢管）是适用于工作温度为-40~400℃、工作压力为10~30Ma的化工设备和管道的优质碳素结构钢和合金钢无缝钢管。

代表材质为20、16Mn、12CrMo、12Cr2Mo等。

6．GB9948-1988（石油裂化用无缝钢管）。

主要用于石油冶炼厂的锅炉、热交换器及其输送流体管道。

其代表材质为20、12CrMo、1Cr5Mo、1Cr19Ni11Nb等。

7.GB/T5035-1993（汽车半轴套管用无缝钢管）是制造汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管用的优质碳素结构钢和合金结构钢热轧无缝钢管。

8，GB18248-2000（气瓶用无缝钢管）。

主要用于制作各种燃气、液压气瓶。

其代表材质为37Mn、34Mn2V、35CrMo等。

9，APISPEC5CT-1999（套管和油管规范），主要用于石油的油管和套管，其代表材质为J55、K55、N80、C90、P110等。

10.APISPEC7D（钻杆接头、钻铤），主要用于石油钻探用的。

国内钢号为37CrMnMo、4145H、40Mn2。

还有地质钻探用钢管（YB235-70）、石油钻探管（YB528-65）、GB5312-1999（船舶用碳钢和碳锰钢无缝钢管）、金刚石岩芯钻探用无缝钢管（GB3423-82）、柴油机用高压油管（GB3093-86）、液压和气动缸筒用精密内径无缝钢管（GB8713-88）、冷拔或冷轧精密无缝钢管（GB3639-83）、结构用不锈钢无缝钢管（GB/T14975-1994）、流体输送用不锈钢无缝钢管（GB/T14976-1994）、GB/T17396-1998（液压支柱用热轧无缝钢管）、GB3093-1986（柴油机用高压无缝钢管）、GB/T3639-1983（冷拔或冷轧精密无缝钢管）、GB/T3094-1986（冷拔无缝钢管异形钢管）、GB/T8713-1988（液压和气动筒用精密内径无缝钢管）、GB13296-1991（锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管）、GB/T14975-1994（结构用不锈钢无缝钢管）、GB/T14976-1994（流体输送用不锈钢无缝钢管）、等。

其工艺流程简述：

无缝钢管因其制造工艺不同，又分为热轧（挤压）无缝钢管和冷拔（轧）无缝钢管两种。

冷拔（轧）管又分为圆形管和异形管两种。

无缝钢管，又因其用途不同而分为如下若干品种：

１.热轧（挤压无缝钢管）：

圆管坯→检查→修磨→切断→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→再加热→定径（或减径）→冷却→矫直→切头、切尾、取样→检查修磨（或探伤）→包装→入库

轧制无缝管的原料是圆管坯，圆管胚要经过切断设备加工成长度约为一定长度（按计划要求）的坯料，送到加热炉内加热，温度大约为１２００左右的摄氏度。

燃料为煤气或天然气。

炉内温度控制是关键性的问题.圆管坯出炉后要经过穿孔机进行穿孔。

一般较常见的穿孔机是锥形辊穿孔机，这种穿孔机生产效率高，产品质量好，穿孔扩径量大，可穿多种钢种。

穿孔后，圆管坯就先后被三辊斜轧、连轧或挤压。

挤压后要脱管定减径。

经定减径设备进行减径、定径。

钢管上冷床进行冷却，就要被矫直。

钢管经矫直后进行切头、切尾、取样。

如需探伤，则涡流、超声进行内外探伤。

若钢管内部有裂纹，气泡等问题，将被探测出。

钢管质检后还要通过严格的手工挑选。

钢管质检后，用油漆喷上编号、规格、生产批号等。

并由吊车吊入仓库中。

２.冷拔（轧）无缝钢管：

圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→磷化、皂化→多道次冷拔（冷轧）→退火→矫直→切头、切尾、取样→检查修磨（或探伤）→包装→入库

冷拔（轧）无缝钢管的轧制方法较热轧（挤压无缝钢管）复杂。

它们的生产工艺流程前三步基本相同。

不同之处从第四个步骤开始，圆管坯经打头后，退火。

退火后要用专门的酸性液体进行酸洗。

酸洗后，磷化、皂化。

然后紧接着是经过多道次冷拔（冷轧），专门的热处理。

热处理后，就要被矫直。

钢管经矫直后由传送带送至金属探伤机（或水压实验）进行内部探伤。

若钢管内部有裂纹，气泡等问题，将被探测出。

钢管质检后还要通过严格的手工挑选。

钢管质检后，用油漆喷上编号、规格、生产批号等。

并由吊车吊入仓库中。

四、钢管的技术要求

根据材料使用的环境条件选择相应的钢管标准，按钢管标准中的技术要求进行生产和检验。

1，钢种牌号

常见的钢管牌号有

碳结钢和低合金：

10、20、35、45、Q435、16Mn

合金钢：

40—45Mn2、27SiMn、40—45MnB、20—50Cr、38CrSi、12—42CrMo、12CrMoV、12Cr1MoV、38CrMoAl、50CrVA、20CrMn、20—35CrMnSi、35CrMnSiA、20—30CrMnTi、12CrNi2（3、4）、15—40CrMnMo

如有特殊要求，生产厂家和用户相互协商或一方自行确定钢中的成份进行试制。

2，制造方法

1）钢的制造方法

根据材质要求，可选择相应的冶炼方法，目前主要有电炉（电渣重熔、感应加热炉）、转炉、平炉等冶炼方法，如航空航天用的钢管，要求夹杂物很少，必须用电渣重熔生产。

2）管坯的制造方法

根据钢管的质量标准要求，可选择相应的加工方法，如轧坯、锻坯、连铸坯。

3）钢管的制造方法

有热轧（挤压和扩）和冷拔（轧）无缝方法生产。

3，尺寸、外形、重量

1）尺寸公差

外径和壁厚公差根据制造方法和外径大小进行制定不同的级别的公差，如GB/T8162—1999标准中热轧无缝钢管（以下单位均为毫米，mm），

A）外径≥50

普通级公差：

±1%，高级公差：

±0.75%。

B）壁厚＞20

普通级公差：

±12.5%，高级公差：

±10%。

C）壁厚：

≥4—20

普通级公差：

—12.5%，+15%；高级公差：

±10%。

如299X32的公差

外径：

普通级公差为296.01—301.99mm；高级公差为296.76—301.24mm。

壁厚：

普通级公差为28—36mm；高级公差为28.8—35.2mm。

2）长度

长度：

、倍尺长度、范围长度和定尺长度。

A）通常长度一般为3—12M。

如用户有要求，则按用户要求进行生产。

如无，则按生产标准中要求进行生产。

B）倍尺长度则按用户的倍尺（如450mm的倍尺）来生产，考虑倍尺的切口余量。

如用户有切口余量的要求，则按用户的要求进行生产。

如无，则按生产标准中的要求进行生产。

C）范围长度：

按用户的要求进行组织生产（如7—8M）。

D）定尺长度：

按用户的要求进行组织生产（如7M定尺），长度允许偏差按相关标准执行。

倍尺长度、范围长度和定尺长度均在通常长度范围内。

3）弯曲度

钢管的弯曲度是指每米的弯曲度。

如GB/T8162—1999中壁厚＞30mm，弯曲度≯3.0mm/M。

4）端头外形

钢管的两端面应和钢管轴线垂直，切口线毛刺应予清除。

5）表面质量

表面质量：

按照生产标准进行生产。

但一般钢管质量要求：

钢管的内外表面不得有裂纹、

折叠、轧折、离层和结疤。

这些缺陷必须完全清除，其清除处的实际壁厚不得不于壁厚所允许的最小值。

深度不超过壁厚负偏差的其它缺陷允许存在。

6）超声、涡流探伤

根据标准和用户的要求，按相关的探伤标准进行探伤。

7）检验规则

A）钢管的质量检查、理化检验由生产厂的专业质检员、检验员进行。

B）组批规则：

生产、检验按批进行检查和验收。

每批应由同一牌号、同一炉（罐）号、同一规格和同一热处理制度（炉次）的钢管组成。

至于每批的根数见相应的标准。

C）取样按生产标准中有关要求进行取样。

D）检验项目：

高倍、拉伸、低倍、冲击、脱碳、晶粒度等。

E）复检和判定规则：

参照GB/T2102的规定。

F）检验和检查项目：

参照生产标准中的有关要求。

8）交货状态：

交货状态有热轧状态、冷拔（轧）状态、热处理状态交货；按用户要求进行交货。

9）交货重量：

有实际过磅重量和理论重量两种。

A）按用户要求进行交货。

B）重量允许偏差满足合同要求的偏差。

另还有按钢管的根数进行交货。

10）包装、标志和质量证明书

见GB/T2102中有关规定。

五、热轧钢管的生产简述

生产工艺流程：

圆管坯→检查→修磨→切断→加热→穿孔→三辊斜轧→定径（或减径）→冷却→矫直→切头、切尾、取样→检查修磨（或探伤）→包装→入库

5.1管坯的检查和修磨

1）管坯的要求

管坯的质量的好坏对钢管的质量起决定作用，所以对管坯进行检查和修磨。

管坯的测通常技术要求：

表面质量、内部组织（主要是低倍组织）以及几何尺寸公差，不同的钢管标准的质量要求不同，所以对应不同的管坯标准。

A）管坯的表面质量

管坯的表面质量是不允许存在缺陷，因为在管坯上存在的任何缺陷都会带到钢管上，而且这些缺陷地方往往造成应力集中，通过塑性变形（穿孔变形），使得缺陷加深、加长。

管坯上表面缺陷是指表面上和靠近表面上的缺陷，如果缺陷深度不超过0.7mm，这种缺陷是没有危险的，因为通过加热可将其烧掉（氧化铁皮）。

B）内部组织

内部组织主要是低倍组织，是指缩孔和中心疏松、非金属夹杂物的集聚、气体的含量（如气泡和皮下气泡）。

当大量存在以上所列的缺陷时，在穿孔过程中容易造成内部缺陷和内表面缺陷，大量生产实践表明：

钢管内外表面上缺陷常常是由于非金属夹杂物的集聚造成的。

这是因为当进行热塑性变形时，由于有些非金属夹杂物不能承受大的塑性变形（特别是穿孔变形），使得金属致密性受到破坏。

特别是分布在晶界上，从而减弱了晶粒的联系，使金属塑性降低，导致金属破裂，出现了缺陷。

C）尺寸公差：

严格按相应的管坯标准执行。

主要是外径的大小和椭圆度的问题，引起质量问题是不能顺利咬入和前卡。

2）管坯的检查和修磨

管坯的检查和修磨有以下：

①酸洗→检查→修磨

②抛丸→磁粉探伤→修磨

③人工检查→修磨

酸洗效果好，各种缺陷极易暴露，但占地面积大，劳动条件差，污染大。

抛丸效果好，面积小，效率高，但投资大。

人工检查主要容易露检，劳动量大。

管坯修磨的方法有：

风铲、风动砂轮、车床剥皮及火焰清理。

采取何种清理办法，根据钢种而定。

如剥皮针对高合金钢，一般剥5—10mm，极易发现缺陷，并除掉缺陷。

火焰清理针对中低碳钢，效率较高。

风铲用的较少，其劳动强度较大，主要清理局部缺陷。

风动砂轮用的较多，易操作，方便。

5.2管坯剪断和定心

为了满足轧制各种壁厚和外径的钢管所需的各种长度的管坯，要进行截断。

钢管的长度有各种要求，比如范围长度和定尺长度的钢管，管坯的长度同时要求相应的长度。

特别是定尺管，管坯的定尺公差一定满足工艺要求进行截断。

A）管坯的剪断

切断管坯的方法：

气切、锯切、剪切、折断和氧割。

气切用的较少，损耗较大，主要用于合金管坯。

剪切用于小规格管坯。

折断用于一定的强度范围的管坯，先锯，后折。

锯切用的较多，锯切有：

砂轮锯、圆盘锯、带锯和摩擦锯。

目前用得较多是圆盘锯。

氧割用于较大的管坯。

B）管坯的定心

管坯的定心有热定心和冷定心。

定心的目的：

减少毛管前端的壁厚不均（特别是穿孔厚壁毛管），并改善穿孔的二次咬入条件。

定心的好坏影响钢管的壁厚和内表面质量（如定偏了和定心内折）。

5.3管坯的加热

管坯的加热的目的：

为穿孔和轧管准备良好的加工组织和改善金属组织性能。

一方面加热可使管坯转变为有足够的塑性和低的变形抗力的材料，为金属成型创造了有利的条件使加工能量消耗最小；另一方面在加热过程中可以改善钢的组织性能（如获得单相组织的固溶体组织、溶解碳化物，降低钢中形成白点的敏感性、初生带状组织的非金属相的扩散等）。

但加热金属过程中也会带来一些缺陷，如形成氧化铁皮、脱碳和渗碳，使得金属表面质量降低，损耗增加。

1）管坯的加热分两个阶段：

低温段加热、高温段加热。

A）低温段加热：

主要是指金属加热到700℃以下。

此阶段主要是加热一些特殊合金钢的关键时期，因为此类钢有低的热传导性、低的塑性。

此低温段加热速度时考虑以下因素：

金属的导热性（各种合金元素和钢的组织的导热性不同，加热温度和时间不同）

热应力（金属内外温度存在温差，内外层的热膨胀就不同，从而产生热应力；和加热速度、管坯直径和导热性有关）

组织应力（大部分碳钢在300—500℃时，塑性降低，产生蓝脆；在相变温度650—900度，钢发生组织转变，产生组织应力，和热应力叠加，破坏金属连续性。

）

原始应力：

前道工序的冷却不当造成的。

钢的组织：

不同的组织其导热性不同。

B）高温段加热：

主要是指金属加热到700℃以上，此时金属的导热性和塑性显著增加，同时沿断面的温差较小，从而热应力大为减少，故采取快速加热。

高温段加热考虑的问题：

如何保证沿管坯断面和长度方向上加热均匀（阴阳面、白头及黑头）、改善组织结构、减少脱碳、氧化以及防止过热和过烧问题。

以上问题和炉子结构、管坯料在炉中的布置、烧嘴的布置及调节、压力控制和操作。

2）加热温度的确定

加热温度的确定考虑以下因素：

过热和过烧、终轧温度（轴承管）、脱碳和渗碳（轴承钢和不锈钢）、温升、顶头材质和氧化铁此。

3）加热过程中的缺陷

①氧化：

XFe+YCO2=FeXOY+YCO和XFe+YH2O=FeXOY+YH2

②脱碳和渗碳：

Fe3C+CO2=3Fe+2CO和Fe3C+H2O=3Fe+CO+H2

③过热：

如炉内温度过高，或在炉内高温停留时间过长，钢的晶粒长大很快，导致晶粒间结合力弱，机械性能显著下降，在变形过程中出现轧裂。

此现象可以经热处理进行挽救。

④过烧：

在加热到大大超过GS线以上的温度和长时间停留在炉中，除了晶粒长大外，碳和其它偏析物所组成的晶间薄膜将产生熔化，氧化，钢的结合性相当差，在穿孔过程中破裂成块，无法挽救。

5.4钢管轧制原理简述

一）穿孔机

1，简述

在无缝钢管生产机组中斜轧穿孔机的作用在于由实心的坯料穿孔成空心的毛管，是生产的最主要的工序，是金属变形的第一道工序。

在钻床上是靠钻头旋转而切削金属获得眼孔，一部分金属变成金属屑而废掉；斜轧穿孔是靠金属塑性变形加工来形成内孔，金属没有丝毫损失。

但斜轧穿孔比钻孔较复杂得多。

斜轧穿孔的历史：

在1884年前，德国工人在锻造圆断面钢坯（旋转横锻）实践活动中，常发现坯料的中心出现中心破裂，形成不规则的内孔，即“孔腔”。

开始空轧来获得内孔，后来在实践中不断摸索，提出加顶头的斜轧穿孔法，通过试验，加顶头后得到的管子内孔扩大了，内壁也较光滑，当时生产出的主要是厚壁钢管，后随着工业发展，工艺和设备不断改进，才生产出的各种使用的无缝钢管。

2，二辊穿孔机的组成

二辊斜轧穿孔是轧件在两个倾斜于轧制线放置的主动轧辊、两个固定不动的导板和一个随动的顶头（但轴向定位）组成的一个“环形封闭孔型”内进行轧制。

一般的斜轧穿孔机是轧辊上下放置，导板左右放置，称卧式穿孔机；轧辊上下放置，导板左右放置，称立式穿孔机。

立式穿孔机的优点：

1）较好解决了大送进角的穿孔机的主传动布置。

2）万向轴节在小倾斜角下运转，工作平衡、磨损小。

3）导板快速更换。

穿孔机的设备由四部分组成：

1）主传动它将电机输出的动力传送到轧辊上，它由主联轴节、联合齿轮座等组成。

2）穿孔机工作机座它由机座、上盖、轧辊箱、轧辊倾角调整装置、轧辊侧压进机构、上下导板座及上下导板调整机构等组成，工作机座是使管坯产生塑性变形，并承受全部轧制力的主要设备。

3）穿孔机前台它由受料槽、气动推料器和导筒等组成，用来输送管坯并正确地将管坯喂入穿孔机轧辊间轧制。

4）穿孔机后台它由顶杆小车、锁闸架、定心辊、抬升辊和翻料机构等组成，其作用是准确地控制穿孔中心线（轧制线），并保证顺利将毛管导出轧辊，送往轧管机。

3，穿孔机的工具

1）轧辊：

它是主传动变形工具，通常辊身分为入口锥、轧制带（又称压缩带）和出口锥。

其功用：

①入口锥：

拽入管坯并实现管坯穿孔.

②出口锥是实现毛减壁、平整毛管表面、均匀毛管壁厚和完成毛管归圆

③轧制带：

起到从入口锥到出口锥的过渡作用。

2）导板：

它是固定不动的外变形工具，不仅起到管坯和毛管的导向作用，使轧制线稳定，而更重要的是封闭孔型外环、限制毛管横向变形——扩径，起到控制毛管的外径径作用。

导板的形状如轧辊一样，有入口段、过渡段和出口段。

（1）入口段导入管坯；

（2）出口段导出毛管并限制毛管的扩径；（3）过渡段起过渡作用。

（3）顶头：

顶头的形状见图，它是穿孔机内变形工具，相当于钢环轧机的内辊。

工作时顶头靠顶杆的支撑在变形区内轴向位置固定不变。

实践证明，管坯由实心变成空心毛管过程中，轧件中，轧件的外径变化不大，而内径由零扩大到要求值的变形主要靠顶头的穿孔锥来完成。

由于顶头担负着很重要的变形任务，又处于受热金属包围的恶劣的工作条件，因而顶头是对毛管质量和穿孔机生产率有重大影响的关键性的工具。

顶头由鼻部、穿孔锥、平整带和反锥带等四段构成。

各段的作用是：

1）鼻部用来在穿孔时对准管坯定心孔，便于工作于穿正；同时对管中心施加轴向力，在一定的程度上有利于防止预先形成孔腔；2）穿孔锥担负管坯穿孔和毛管减壁的任务；3）平整段的锥角等于轧辊出口锥锥角，它起到毛管均整壁厚和平整毛管的内外表面作用；4）反锥的作用是防止毛管脱离顶头时产生内划伤。

4，穿孔机的变形过程

A）斜轧穿孔整个过程可以分为三个阶段：

第一个不稳定过程——为管坯前端金属逐渐充满变形区阶段，即从管坯同轧辊开始接触（一次咬入）到前端金属出变形区，这个阶段包括有一次咬入和二次咬入。

稳定阶段——这是穿孔过程主要阶段，从管坯前端金属自由离开变形区阶段，即管坯尾端金属开始离开变形区为止。

第二个不稳定过程——为管坯尾端金属自由离开变形区阶段，即管坯尾段金属逐渐离开变形区到金属全部离开轧辊终止。

稳定过程和不稳定过程有着明显的差别，这是我们生产中常易观察到的。

如一整根毛管上头尾尺寸和中间有差异一般是毛管前端直径大，尾端直径小，中间部分直径大小比较一致，这是由于三个过程（两个不稳定过程和一个稳定过程）特点所造成的。

头尾几何尺寸偏差大是不稳定过程特征表现之一。

造成头部直径大的原因是：

前端的金属在逐渐充满变形区过程中，金属同轧辊接触面上的曳入磨损力是逐步增加的，到完全充满变形区后才达到最大值，特别是当管坯前端和顶头相遇时，由于受到顶头的轴向压力，金属向轴向延伸受到阻力，使得轴向延伸变形减小，而横向变形增加（扩径），加上没有外端部限制，从而导致前端直径较大。

尾端直径较小，这是因为当管坯尾段被顶头开始穿透时，顶头轴向阻力明显下降，从而易于轴向延伸变形，而横变形小，所以尾端直径小。

在生产实践中我们常常观察到毛管前端螺距小，尾端螺距大就是很好的证明。

B）斜轧穿孔的变形区

斜轧穿孔的变形区是由轧辊、顶头和导板所构成，如图所示。

由图中可看出，整个变形区是一个较复杂的几何形状，大致可认为，在横截面上是个环形变形区，而在纵截面上是小底相接的两个锥体，中间插入一个弧形顶头。

变形区形状决定着穿孔的变形过程，改变变形区形状（决定于工具设计和轧机调正）将导致穿孔变形过程的变化。

不过，至今在生产中常用的变形区形状大致都是如此，只是在尺寸上可能有所差异。

穿孔的整个变形区大致可分为四个区域，如图所示。

Ⅰ区称为穿孔准备区（即轧制实心圆管坯区）。

Ⅰ区的主要作用是为穿孔做准备，和顺利地实现一，二次咬入。

这个区域的变形特点是，由于轧辊入口锥表面有锥度，沿穿孔方向（轴向）前进的管坯逐渐在直径上受到压缩，被压缩部分的金属一部分向横向流动，其坯料剖面由圆形变成椭圆形，一部分金属向轴向延伸，主要是表面层金属（表面变形）轴向延伸，因此在坯料的前端面要形成一个“喇叭口”状的凹陷。

此凹陷（和定心孔）保证了顶头鼻部对准坯料中心，从而可减小毛管前端的壁厚不均。

该区的变形参数一般用

来表示，称之直径上相对压缩量。

到顶头前的相对压缩量用

来表示。

Ⅱ区称为穿孔区，该区的主要作用是穿孔，即由实心坯变成空心的毛管，该区从金属和顶头相遇开始到顶头圆锥带为止，这个区的变形特点主要是压缩壁厚，由于轧辊表面和顶头间距离是逐渐减小的，因此毛管壁厚隐身逐步压缩的，该区的变形参数以壁厚相对压缩量

来表示。

壁厚上被压缩的金属，同样可横向流动（扩径）和纵向流动延伸，但由于横向变形受到导板的阻止作用，纵向延伸是主要的。

在穿孔机上穿孔毛管可以用很大的延伸系数，到5以上。

如用φ75管坯穿成78×4.5的毛管，延伸系数达4.2多。

由此可看出，穿孔机的变形量是很大的，这是斜轧穿孔的特点之一。

Ⅲ区称为展轧区，该区的主要作用是展轧（均整）管壁，改善管壁的尺寸精度和内外表面质量，由于顶头母线和轧辊母线相平行，所以压缩量是很小的，主要是起均正作用。

表示微量的壁厚压缩参数也用

来表示。

Ⅳ区为