本发明涉及金属材料加工，具体涉及一种高韧性抗震动碳钢无缝钢管管件及其生产工艺。
背景技术：
1、目前，无缝钢管的生产过程中，尤其是针对高韧性抗震动的碳钢无缝钢管，存在着一些技术和工艺上的挑战。传统的检测方法往往依赖于人工目测或者简单的机械检测，这些方法在检测效率和准确性方面存在一定的局限性。例如，对于钢管表面的凹坑缺陷，传统的方法难以精确地评估其尺寸和影响程度，这可能导致部分质量不达标的钢管未能被及时筛选出来。
2、现有的无缝钢管生产工艺中，钢管矫直过程中可能出现的异常情况，如压力异常和温度异常，可能会导致钢管表面产生凹坑缺陷，而这些问题往往难以在生产初期被发现；另外，传统的生产工艺缺乏有效的监控手段来实时监测矫直机辊的压力和钢管的温度，这导致一旦发生异常情况，很难立即采取补救措施，从而增加了钢管出现质量问题的风险；此外，缺乏对这些异常情况与钢管凹坑缺陷之间相关性的系统性研究，也限制了制造商对生产过程的优化能力。
技术实现思路
1、采用超声波检测技术确定钢管上的凹坑缺陷位置和数量，并使用轮廓仪测量凹坑尺寸，包括长度、宽度和高度。根据这些数据计算标准化得分，并结合权重因子计算每个凹坑缺陷的分数和表现值，以此来评估钢管的质量；在矫直机辊上安装压力传感器和温度传感器，实时监测矫直过程中的压力和温度变化，计算压力异常系数和温度异常系数，用于评估矫直过程中的异常情况；通过计算相关性系数来分析矫直过程中的压力和温度异常与钢管凹坑缺陷表现值之间的关系，从而判断矫直过程是否可能导致钢管质量下降；对于检测到的钢管不合格信号，分析矫直过程中可能引起该问题的因素，并通过调整矫直机辊的压力和钢管加热温度等措施来改善产品质量；通过对历史正常数据的分析，确定矫直机辊压力和钢管温度的正常范围，并据此调整矫直机辊的压力和钢管加热温度，以维持稳定和高质量的生产状态。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种高韧性抗震动碳钢无缝钢管管件及其生产工艺，包括以下步骤：
4、s1：使用超声波检测每个钢管的凹坑缺陷位置和数量，并使用轮廓仪测量每个凹坑缺陷的尺寸数据，整合凹坑缺陷尺寸数据，计算长度、宽度和高度的标准化得分，并结合权重因子计算凹坑缺陷分数和表现值，得到钢管状态信号；
5、其中，尺寸数据包括凹坑缺陷长度、凹坑缺陷宽度和凹坑缺陷高度，
6、钢管状态信号包括钢管合格信号和钢管不合格信号；
7、s2：基于钢管不合格信号，按照时间序列，通过传感实时采集每个时间子单元的压力和温度数据，通过计算压力异常系数和温度异常系数，得到影响信号；
8、s3：基于影响大信号，计算相关性系数来分析影响大信号与凹坑缺陷表现值之间的相关性，评估两者之间的正相关、非相关或负相关关系。
9、s4：通过分析历史正常数据，确定矫直机辊压力和钢管温度的正常范围，并据此调整矫直机辊的压力和钢管加热温度。
10、作为本发明进一步的方案：获取第i个钢管第m个凹坑缺陷的长度lmi、宽度smi和高度hm i；
11、对每个凹坑缺陷的长度lm i、宽度sm i和高度分别进行标准化得分计算，并计算每个凹坑缺陷分数dmi，根据凹坑缺陷分数dmi计算得到每个钢管的凹坑缺陷表现值di；
12、将每个钢管凹坑缺陷表现值di与预设的凹坑缺陷表现值di阈值进行比较，生成钢管不合格信号和钢管合格信号；
13、其中，i表示第i根钢管，i＝1，2，......，n，m表示第i根钢管第m个凹坑缺陷，m＝1，2，......，n。
14、作为本发明进一步的方案：标准化得分获取过程为：
15、通过公式计算得到长度标准化得分qlmi；
16、通过公式计算得到宽度标准化得分qsmi；
17、通过公式计算得到高度标准化得分qhmi；
18、其中，qlmi、qlmi和qhmi分别表示第i个钢管第m个凹坑缺陷的标准化得分。
19、作为本发明进一步的方案：凹坑缺陷表现值di的获取过程为：
20、将wl分配为长度lmi的权重因子，ws分配为宽度smi的权重因子，wh分配为高度hmi的权重因子，满足wl+ws+wh＝1；
21、通过公式dmi＝wl*qsmi+ws*qsmi+wh*qhmi计算得到凹坑缺陷分数dmi；
22、其中，dmi表示第i个钢管第m个凹坑缺陷分数；
23、通过公式计算得到每根钢管的凹坑缺陷表现值di。
24、作为本发明进一步的方案：将钢管生产周期划分为若干时间子单元；
25、获取每个时间子单元的压力值vaj，并分别进行整合，得到单元压力值组；
26、获取每个单元压力值组的平均压力值vajy、最大压力值vamax和最小压力值vamin；
27、通过计算单元压力值组的波动比wv和跳动比j，并处理得到压力异常系数cva。
28、获取每个时间子单元的温度值taj，并分别进行整合，得到单元温度值组；
29、分别计算单元温度值组内平均温度值tajy和标准差α，并处理得到温度异常系数cta；
30、将压力异常系数cva和温度异常系数cta进行处理，得到每个时间子单元的异常得分fvta，并与预设的异常得分阈值进行比较，生成影响大信号和影响小信号。
31、作为本发明进一步的方案：压力异常系数cva的获取过程为：
32、通过公式计算得到单元压力值组的波动比wv；
33、通过公式计算得到压力值跳动比j；
34、通过公式计算得到压力异常系数cva；
35、其中，b1，b2为预设比例因子；
36、温度异常系数cta的获取过程为：
37、通过公式计算得到单元温度值组内标准差α；
38、通过公式计算得到温度异常系数cta；
39、其中，b3和b4分别为预设比例因子。
40、作为本发明进一步的方案：每个时间子单元的异常得分fvta的获取过程为：
41、将压力异常系数cva的权重分配为w1，将温度异常系数cta的权重因子分配为w2；
42、通过公式fvta＝cva*w1+cta*w2计算得到每个时间子单元的异常得分fvta。
43、作为本发明进一步的方案：计算影响大信号与凹坑缺陷表现值的相关性系数r，并与0进行比较，得到凹坑缺陷表现值与影响大信号呈：正相关性关系或非相关性关系或负相关性关系。
44、作为本发明进一步的方案：相关系数r的获取过程为：
45、获取每个时间子单元内钢管凹坑缺陷表现值qdf；
46、通过公式计算得到每个单元凹坑缺陷表现值组的平均凹坑缺陷表现值qdy；
47、其中，f表示第f个钢管凹坑缺陷表现值，f＝1，2，......，n；
48、通过公式计算得到每个时间子单元的钢管不合格率pd；
49、其中，x表示第x个被标记的钢管，x＝1，2，......，n；
50、通过公式计算得到影响大信号与凹坑缺陷表现值的相关性系数r；
51、其中q是所有时间子单元平均凹坑缺陷表现值的平均值，通过均值计算公式得到，p是所有时间子单元标记比例的平均值。
52、作为本发明进一步的方案：基于相关性系数r>0，对矫直机辊压力和钢管温度进行调整；
53、获取h组历史正常的矫直机辊压力数据和h组历史正常的钢管温度数据；
54、分别获取每组数据平均压力值fy、最大平均压力值fymax、最小平均压力值fymin、平均温度值ty、最大平均温度值tymax和最小平均温度值tymin；
55、通过公式计算得到压力值波动比wfy；
56、通过公式fs＝fq*(1+wfy)计算得到正常压力上限阈值fs；
57、通过公式fm＝fq*(1-wfy)计算得到正常压力下限阈值fm；
58、其中，fq为预设最佳压力值，通常按工作人员经验设定；
59、则正常压力区间为[fm，fs]；
60、通过公式计算得到温度值波动比tfy；
61、通过公式ts＝tq*(1+tfy)计算得到正常温度上限阈值fs；
62、通过公式tm＝tq*(1-tfy)计算得到正常温度下限阈值tm；
63、其中，tq为预设最佳钢管温度值，通常按工作人员经验设定；
64、则正常温度区间为[tm，ts]；
65、将矫直机辊施加压力进行校准，保持压力值在正常压力区间[fm，fs]内钢管加热过程中，温度始终保持在正常温度区间[tm，ts]内。
66、本发明的有益效果：
67、(1)通过超声波检测和轮廓仪测量来检测和评估钢管表面凹坑缺陷的方法。通过标准化得分和异常系数等量化指标，可以准确地识别和评估这些缺陷的影响程度。这意味着制造商能够在早期阶段就发现潜在的质量问题，从而采取措施避免这些钢管流入市场。这不仅有助于提高最终产品的质量，还减少了生产过程中的废品率，降低了不必要的成本支出。此外，通过定期检查和评估钢管的质量，可以确保产品的一致性和可靠性，这对于维护品牌形象和满足严格的质量标准至关重要；
68、(2)本发明特别关注了矫直机辊的压力和钢管的温度这两个关键参数。通过对历史正常数据的分析，确定了最适宜的压力和温度范围，这有助于制造商维持一个稳定且高效的生产环境。当压力和温度保持在最佳范围内时，可以显著减少因异常条件导致的额外损耗和返工，从而降低生产成本。此外，通过持续监测和调整这些参数，还可以减少意外停机时间，提高设备利用率。这种精细化的生产管理方式对于提高生产效率和增强企业的竞争力具有重要意义。
69、(3)通过监测矫直过程中的压力和温度变化，并基于这些数据调整生产参数，本发明有助于建立一个更加可靠和可预测的生产体系。这种改进不仅能够减少意外停机时间，还能帮助制造商更好地规划生产和库存管理。例如，在实施例中提到的调整矫直机辊压力和钢管温度的方法，确保了生产过程的连续性和稳定性。这对于那些需要高度一致性的工业应用尤为重要，比如建筑结构件或石油管道系统。通过减少不确定性因素，制造商可以更好地满足客户的交货期要求，提高客户满意度。此外，这种方法还有助于降低长期运营风险，确保生产活动符合行业标准和规范。
1.一种高韧性抗震动碳钢无缝钢管管件的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高韧性抗震动碳钢无缝钢管管件的生产工艺，其特征在于，在钢管的连续性加工过程中，获取第i个钢管第m个凹坑缺陷的长度lmi、宽度smi和高度hmi；
3.根据权利要求2所述的一种高韧性抗震动碳钢无缝钢管管件的生产工艺，其特征在于，标准化得分获取过程为：
4.根据权利要求2所述的一种高韧性抗震动碳钢无缝钢管管件的生产工艺，其特征在于，凹坑缺陷表现值di的获取过程为：
5.根据权利要求2所述的一种高韧性抗震动碳钢无缝钢管管件的生产工艺，其特征在于，将钢管生产周期划分为若干时间子单元；
6.根据权利要求5所述的一种高韧性抗震动碳钢无缝钢管管件的生产工艺，其特征在于，压力异常系数cva的获取过程为：
7.根据权利要求5所述的一种高韧性抗震动碳钢无缝钢管管件的生产工艺，其特征在于，每个时间子单元的异常得分fvta的获取过程为：
8.根据权利要求5所述的一种高韧性抗震动碳钢无缝钢管管件的生产工艺，其特征在于，获取影响大信号与凹坑缺陷表现值的相关性系数r；
9.根据权利要求8所述的一种高韧性抗震动碳钢无缝钢管管件的生产工艺，其特征在于，基于相关性系数r>0，对矫直机辊压力和钢管温度进行调整；
10.一种高韧性抗震动碳钢无缝钢管管件，其特征在于，该高韧性抗震动碳钢无缝钢管管件由权利要求1-9任一项所述的生产工艺制备得到。
