การยืดท่อเหล็กไร้ตะเข็บ

การบิดงอของท่อเหล็กไร้ตะเข็บ (การเชื่อมด้วยความถี่สูง ERW- การเชื่อมอาร์กแบบจุ่ม LSAW ฯลฯ) มีสาเหตุสำคัญมาจากการกระจายความเครียดภายใน + ความไม่สมดุลของแรงภายนอก/ผลกระทบจากความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ ปัจจัยที่มีอิทธิพลหลักสามารถจำแนกได้เป็นสี่ประเภท:

1. วัตถุดิบและปัจจัยความเครียดโดยธรรมชาติ

• ความเค้นตกค้างของแถบเหล็กระหว่างการรีด: การระบายความร้อนและการเสียรูปไม่สม่ำเสมอระหว่างการรีดทำให้เกิดความเค้นตกค้างภายในแถบเหล็ก/แผ่น หลังจากรีดเข้าไปในท่อ ความเค้นจะถูกปล่อยออกมา ทำให้ท่องอได้เอง
• ความไม่สมดุลของประสิทธิภาพของวัสดุ:การแยกองค์ประกอบคาร์บอน แมงกานีส ฯลฯ ในบิลเล็ต หรือความหนาไม่สม่ำเสมอของแถบเหล็ก (ความแตกต่างของความหนาของผนังตามขวาง) ทำให้เกิดความแตกต่างในความแข็งแรงในท้องถิ่นและความต้านทานการเสียรูป ส่งผลให้เกิดการเสียรูปไม่สมมาตรหลังการประมวลผล
• แอนไอโซโทรปีของวัสดุ:ทิศทางการไหลของเส้นใยมีความแตกต่างกันในระหว่างการรีดแผ่น และคุณสมบัติทางกลในทิศทางตามขวางและตามยาวจะแตกต่างกัน หลังจากการขึ้นรูป การกระจายความเค้นจะไม่สมมาตรตามทิศทางเส้นรอบวง

2. การเบี่ยงเบนในกระบวนการขึ้นรูป

• ระบบการกลิ้งและการเบี่ยงเบนของแม่พิมพ์:การเบี่ยงเบนในการสึกหรอของม้วนขึ้นรูป แรงกดที่ไม่สม่ำเสมอ- หรือการเบี่ยงเบนในแนวกึ่งกลางของแม่พิมพ์ ทำให้เกิดความโค้งที่ไม่สอดคล้องกันของแท่งเหล็กแท่งและปริมาณส่วนต่อขยายที่แตกต่างกันทั้งสองด้าน ในกรณีที่รุนแรงอาจทำให้ตัวท่อบิดเป็นเกลียวได้
• ความตึงเครียดและการเบี่ยงเบนการป้อน:ความตึงที่ไม่เพียงพอในส่วนคลี่คลาย การเอียงของแผ่นนำทางการป้อน และแถบเหล็กที่ถูกป้อนในมุมเอียงเข้าไปในส่วนที่ขึ้นรูป ส่งผลให้เกิดการเบี่ยงเบนการดัดสะสมสะสมตั้งแต่การผ่านครั้งแรก
• พารามิเตอร์ก่อน-การดัดงอและการขึ้นรูปไม่ถูกต้อง:ขอบก่อน-โค้งงอไม่เพียงพอ JCO ขึ้นรูประยะขั้นบันได/ระดับการเปิดแม่พิมพ์อย่างไม่สมเหตุสมผล ทำให้เกิดความเครียดในส่วนท่อและความตรงโดยรวมเกินมาตรฐานหลังการขึ้นรูป

3. การเชื่อมเสียรูปเนื่องจากความร้อน (สาเหตุพิเศษที่โดดเด่นที่สุดของท่อเหล็กไร้ตะเข็บ)

• อินพุตความร้อนในการเชื่อมแบบอสมมาตร: เมื่อทำการเชื่อมด้านใดด้านหนึ่ง ด้านเชื่อมจะถูกให้ความร้อนอย่างเข้มข้น และการหดตัวของความเย็นจะมากกว่าวัสดุฐานอย่างมาก ทำให้ตัวท่อโค้งงอไปทางด้านเชื่อม (โดยทั่วไปเรียกว่า "แนวเชื่อม"); ถ้าความร้อนภายในและภายนอกในการเชื่อมสอง-ไม่เท่ากัน ปัญหาเดียวกันนี้ก็จะเกิดขึ้น
• "เอฟเฟกต์ซี่โครง" ของความสูงส่วนเกินของการเชื่อม:ความสูงส่วนเกินที่ไม่สม่ำเสมอทั้งภายในและภายนอกของรอยเชื่อม เทียบเท่ากับการเสริมแรงที่ด้านหนึ่งของตัวท่อ ซึ่งจำกัดการเสียรูปด้านนั้นและทำให้เกิดการเบี่ยงเบนความโค้งโดยรวม
• ข้อบกพร่อง "มุ่ย" ปลายท่อ:การแปรรูปและการเปลี่ยนรูปการเชื่อมที่ปลายทั้งสองของรอยเชื่อมไม่ตรงกัน ส่งผลให้เกิดการบิดงอเฉพาะที่ปลายท่อ ซึ่งไม่เพียงแต่ส่งผลต่อความตั้งฉากของพื้นผิวส่วนปลายเท่านั้น แต่ยังขยายความเบี่ยงเบนของความตรงโดยรวมอีกด้วย

4. กระบวนการที่ตามมาและปัจจัยภายนอก

• การระบายความร้อนไม่สม่ำเสมอ:มีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างด้านบนและด้านล่าง ด้านซ้ายและด้านขวาของท่อหลังการเชื่อม และอัตราการหดตัวที่แตกต่างกันในแต่ละส่วน ส่งผลให้เกิดการดัดงอจากความร้อน
• กระบวนการขยายตัวและแรงดันน้ำ:พารามิเตอร์การขยายตัวที่ไม่เหมาะสม อัตราความเครียดที่ไม่สม่ำเสมอ-ตามทิศทางตามแนวแกน หรือการกระจายความเค้นตกค้างหลังจากการทดสอบแรงดันน้ำ อาจทำให้เกิดการโค้งงอและทำให้เกิดการเสียรูปครั้งใหม่ได้
• การยกและการวางซ้อน:จุดยกที่ไม่เพียงพอสำหรับท่อยาว หรือมีชั้นซ้อนมากเกินไป จะทำให้พลาสติกโค้งงอเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นการ-เปลี่ยนรูปหลังการหล่อที่เกิดจากแรงภายนอก

การยืดผมเป็นกระบวนการสำคัญในการผลิตท่อเหล็กไร้ตะเข็บเพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำและประสิทธิภาพด้านมิติ ความจำเป็นหลักอยู่ในประเด็นต่อไปนี้:
1. ปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความแม่นยำในการประกอบและการก่อสร้าง

• ข้อกำหนดการประมวลผลปลายท่อ:ท่อน้ำมัน ท่อเชิงกลจำเป็นต้องมีการทำเกลียว และกระบวนการทำเกลียวส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับการหมุนของท่อ- การเบี่ยงเบนความตรงที่มากเกินไปจะทำให้เกิดความเยื้องศูนย์ในเธรดและความล้มเหลวของการปิดผนึกการเชื่อมต่อ การเบี่ยงเบนความตรงจะทำให้การประมวลผลร่องปลายท่อไม่สม่ำเสมอและการเบี่ยงเบนการตัดมากเกินไป 
• บน-ประสิทธิภาพการเชื่อมต่อไซต์:ในการก่อสร้างท่อส่งทางไกลและเครือข่ายท่อโครงสร้าง ท่อเหล็กโค้งงอไม่สามารถจัดแนวได้อย่างแม่นยำ และจำเป็นต้องมีการแก้ไขหรือตัดรองที่ไซต์งาน- ซึ่งจะทำให้ต้นทุนการก่อสร้างและระยะเวลาการก่อสร้างเพิ่มขึ้นอย่างมาก เมื่อวางในระยะทางไกล ความเบี่ยงเบนเล็กน้อยของแต่ละชิ้นสามารถสะสมเป็นออฟเซ็ตโดยรวมที่ใหญ่มาก

2. สร้างความมั่นใจด้านความปลอดภัยและอายุการใช้งาน

• ความปลอดภัยของโครงสร้าง:ในฐานะที่เป็นส่วนรองรับโครงสร้างหรือเพลากล การโค้งงอจะทำให้เกิดความเครียดเฉพาะจุด และการทำงานในระยะยาว-มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกหักเมื่อยล้า
• ประสิทธิภาพการขนส่ง:ผนังด้านในโค้งของท่อขนส่งของเหลวจะก่อให้เกิดความปั่นป่วน เพิ่มความต้านทานในการขนส่ง และเร่งการกัดกร่อนในท้องถิ่น ทำให้อายุการใช้งานของท่อสั้นลง
• คุณภาพการเคลือบ:ในการดำเนินการ 3PE และการเคลือบอื่นๆ การดัดท่อจะทำให้การเคลือบมีความหนาไม่สม่ำเสมอและความล้มเหลวของพื้นที่บางๆ ของการเคลือบ ซึ่งนำไปสู่อันตรายจากการกัดกร่อนของท่อ

3. ขจัดและทำให้ความเครียดตกค้างเป็นเนื้อเดียวกัน

• การยืดผมทำได้โดยการควบคุมการเปลี่ยนรูปพลาสติกแบบย้อนกลับ ซึ่งกระจายการขึ้นรูปและการเชื่อมความเค้นตกค้างภายในตัวท่อ ช่วยลดความเครียดสูงสุด และป้องกันไม่ให้ท่อเปลี่ยนรูปตามธรรมชาติในระหว่างการประมวลผล การจัดเก็บ หรือการใช้งานในภายหลัง จึงทำให้ความแม่นยำของมิติมีความเสถียร

4. เป็นไปตามความคลาดเคลื่อนมาตรฐานผลิตภัณฑ์

• มาตรฐานทั่วไป เช่น API 5L, GB/T 3091 และ GB/T 9711 ล้วนมีข้อกำหนดที่ชัดเจนสำหรับความตรงของท่อเหล็ก (โดยทั่วไปคือน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.15% L โดยมีข้อกำหนดความแม่นยำสูงถึงน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.05% L) การยืดผมเป็นกระบวนการที่จำเป็นเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานและบรรลุการส่งมอบโรงงาน

สำหรับการผลิตท่อเหล็กตะเข็บตรง การยืดเชิงกลด้วยความเย็นเป็นกระบวนการหลัก เสริมด้วยการยืดด้วยความร้อน ในเวลาเดียวกัน มีการดำเนินการล่วงหน้า-เพื่อควบคุมการลดการโค้งงอ โดยสร้างระบบที่สมบูรณ์ของ "การป้องกัน + การยืดผมหยาบ + การยืดแบบละเอียด + การยืดแบบเสริม"

1. กระบวนการและอุปกรณ์ยืดผมเย็นหลัก
(1) เครื่องยืดผมแบบลูกกลิ้งเอียงหลาย- (อุปกรณ์หลักสำหรับการยืดแบบละเอียด)

• หลักการทำงาน: ใช้ลูกกลิ้งยืดผมโค้งแบบสอดประสานหลายชุด (โดยทั่วไปมีโครงสร้างลูกกลิ้งหกหรือเจ็ดตัว) โดยมีแกนลูกกลิ้งอยู่ที่มุมเอียง 25 องศาถึง 35 องศาสัมพันธ์กับแกนท่อ ลูกกลิ้งด้านล่างจะขับเคลื่อนท่อให้หมุนและเคลื่อนตัวในแนวแกน ในขณะที่ลูกกลิ้งด้านบนใช้แรงอัด ทำให้ท่อเกิดการโค้งงอย้อนกลับซ้ำๆ รอบเส้นรอบวง ผ่านการยืดหยุ่น-การเปลี่ยนรูปแบบพลาสติก ซึ่งค่อยๆ ขจัดความโค้งทุกทิศทาง
• สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง: การยืดแบบละเอียดของท่อเชื่อม ERW ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางปานกลางและขนาดเล็ก หรือการยืดแบบละเอียดเสริมสำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่- โดยมีความแม่นยำในการยืดตรงภายใน 0.2 มม./ม.
• การควบคุมพารามิเตอร์ที่สำคัญ:ระยะห่างลูกกลิ้งคือ 0.8 ถึง 1.2 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ ปริมาณการลดควรเกินความผิดปกติของผลผลิตของวัสดุ แต่ต้องต่ำกว่าความต้านทานแรงดึง เพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวหรือการหดตัว ความเร็วในการยืดเหล็กคาร์บอนมักจะอยู่ที่ 20 ถึง 40 ม./นาที

(2) เครื่องยืดผมด้วยแรงดัน (การยืดตรงเฉพาะสำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่-)

• หลักการทำงาน: ตามหลักกลศาสตร์การดัดงอสาม-จุด อุปกรณ์รองรับสองตัวจะยึดตัวท่อไว้ในรูปร่างโค้งงอ และใช้แรงดันที่เข้มข้นไปที่จุดสูงสุดของด้านเว้าของท่อ ส่งผลให้ท่อเกิดการเสียรูปพลาสติกแบบย้อนกลับ และหลังจากการดีดตัวกลับ เพื่อให้ได้ข้อกำหนดด้านความตรง
• สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง: การยืดเสริมเฉพาะจุดสำหรับท่อเชื่อม LSAW ที่มีผนังหนาเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่-}หนา- หรือสำหรับท่อที่มีการโค้งงออย่างแข็งเฉพาะที่ มักใช้ร่วมกับการยืดผมด้วยลูกกลิ้ง
• ลักษณะกระบวนการ: สามารถตรวจสอบการโก่งตัวได้แบบเรียลไทม์และปรับปริมาณการลดได้ตามต้องการ ระบบอัจฉริยะสมัยใหม่สามารถคำนวณพารามิเตอร์การลดโดยอัตโนมัติตามการวัดการโก่งตัวเริ่มต้น แทนที่ประสบการณ์แบบแมนนวล

(3) การประสานการยืดผมในกระบวนการขยาย

• การขยายตัวด้วยความเย็นเป็นกระบวนการมาตรฐานสำหรับท่อเชื่อมอาร์กจมอยู่ใต้น้ำที่มีตะเข็บตรงเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่- โดยใช้แม่พิมพ์เพื่อขยายท่อรอบๆ เส้นรอบวงอย่างสม่ำเสมอ ไม่เพียงแต่กำจัดความเค้นตกค้างจากการเชื่อมและปรับปรุงความกลม แต่ยังควบคุมอัตราความเครียดการขยายตัวได้อย่างสมเหตุสมผล ซึ่งสามารถปรับปรุงความตรงโดยรวมได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยควบคุมความตรงภายใน 0.15% L ซึ่งเป็นวิธีการสำคัญในการ "ป้องกันการยืดผมล่วงหน้า"

2. ขั้นตอนการยืดผมด้วยความร้อน (เสริมผม) ทัด)
วิธีที่ใช้กันมากที่สุดคือการยืดเปลวไฟ:

• วิธีการใช้งาน:ที่ด้านนูนของส่วนโค้งของท่อ ให้ใช้เปลวไฟออกซิเจน-อีเทนเพื่อให้ความร้อนแบบแถบหรือแบบจุด โดยควบคุมอุณหภูมิไว้ที่ 700 ถึง 850 องศา (เหล็กเปลี่ยนเป็นสีแดงเข้ม) จากนั้นทำให้เย็นลงตามธรรมชาติหรือด้วยน้ำ โดยใช้การหดตัวของบริเวณที่ให้ความร้อนเพื่อยกเลิกการโค้งงอเดิม
• สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง: การแก้ไขการเสียรูปขนาดใหญ่เฉพาะจุดในสายการผลิต บน-การซ่อมแซมที่ไซต์งาน ความกว้างของการทำความร้อนมักจะไม่เกินสองเท่าของความหนาของผนังท่อ และจำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิอย่างเข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปหรือการเสื่อมสภาพของวัสดุ

3. การจัดเรียงให้ตรงในกระบวนการผลิต
โดยทั่วไปการจัดกระบวนการยืดสายการผลิตท่อเชื่อมตะเข็บตรง:
การขึ้นรูปและการเชื่อม → การปรับระดับตะเข็บเชื่อม → การขยายตัวด้วยความเย็น → การยืดแบบหยาบ (ลูกกลิ้งขนาน / ระยะห่างของลูกกลิ้งขนาดใหญ่) → การยืดแบบละเอียด (เครื่องยืดแบบลูกกลิ้งเอียง) → การทดสอบไฮดรอลิก → (การยืดเสริมเฉพาะที่) → การประมวลผลปลายท่อ → การตรวจสอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป