Pitkittäisten hitsattujen putkien taipumisen syyt ja niiden oikaiseminen

Suorasaumaisten teräsputkien taivutuksen syyt ja oikaisumenetelmät liittyvät materiaalitieteeseen, työstötekniikoihin ja mekaanisiin periaatteisiin.

1. Materiaalit ja jäännösjännitys

• Pyörivä jäännösstressi:Teräslevyn valssausprosessin aikana levyn sisään muodostuu jäännösjännitys epätasaisen jäähtymisen tai muodonmuutoksen vuoksi. Kun putki on rullattu, jännitys vapautuu, jolloin putki taipuu.
• Kemiallisten komponenttien erottelu:Alkuaineiden, kuten hiilen ja mangaanin, jakautuminen teräsaihiossa on epätasaista, mikä johtaa paikallisiin lujuuseroihin. Tämä johtaa muodonmuutokseen myöhemmän käsittelyn aikana.

2. Muovaus- ja hitsausprosessi

• Muodostuspoikkeama:Epätasainen telan puristus valssausprosessin aikana tai muotin kuluminen aiheuttaa putkiaihion epäyhtenäisen kaarevuuden.
• Hitsauksen lämpövaikutus:Pitkittäissaumahitsauksessa käytetään suurtaajuista{0}}hitsausta (ERW) tai upokaarihitsausta (SAW). Hitsausalue ei lämpene tasaisesti ja jäähdytyksen jälkeen jännitysjakauma on epätasapainossa. Erityisesti yksipuolisessa-hitsauksessa se taipuu herkemmin hitsin puolta kohti.
• Epäsymmetria hitsausviilan korkeudessa:Hitsin sisä- ja ulkopinnan välinen korkeusero saa aikaan "ripavaikutelman", mikä saa putken rungon muotoaan jäähtyessään.

3. Jäähdytys ja lämpökäsittely

• Epähomogeeninen jäähdytys:Erot jäähdytysnopeuksissa sammutus- tai normalisointiprosessien aikana, mikä johtaa mikrorakenteisiin jännityksiin (kuten martensiitin ja ferriitin erilaiset tilavuudet transformaation aikana).
• Iväärä lämpötila suoristuksen aikana:Kuumaoikaisua suoritettaessa lämpötila oli alhaisempi kuin uudelleenkiteytyslämpötila (hiiliteräkselle noin 600 astetta). Tämä johti riittämättömään materiaalin plastisuuteen ja oikaisun jälkeinen elastisuuden palautuminen johti toissijaiseen taivutukseen.

4. Varastointi ja kuljetus

• Väärä tuki:Useisiin kerroksiin pinottaessa tukien välinen etäisyys oli liian suuri, jolloin putken keskiosa painui oman painonsa vaikutuksesta ja joutui plastiseen muodonmuutokseen.
• Lämpötilagradientti:Ulkovarastoinnin aikana aurinkoisen ja varjoisan puolen lämpötilaerosta johtuen lämpöjännitys aiheuttaa taipumista.

1. Mekaaninen oikaisu (kylmäoikaisu)

• Rullaoikaisukone:

1. Periaate: Käyttämällä useita lomitettuja oikaisuteloja toistuvasti muovin -taivutuksessa teräsputkessa, kaarevuus eliminoituu vähitellen.
2. Tärkeimmät parametrit:Telaväli (yleensä 0.8 - 1.2 kertaa putken halkaisija), vähennysmäärä (pitäisi ylittää myötölujuus, mutta olla pienempi kuin vetolujuus), oikaisunopeus (hiiliteräkselle se on tyypillisesti 20 - 40 m/min).
3. Avain säätöpisteet:Käytä "käänteistä taivutusmenetelmää". Säädä vastaavan rullaryhmän pienennysmäärä taivutuskohdan sijainnin mukaan. Suuria mutkia varten on ajettava useita kertoja.

• Paineen oikaisukone:

Sitä voidaan käyttää paikallisissa kovissa mutkissa. Se noudattaa kolmen-pisteen taivutusperiaatetta, joka kohdistaa painetta taivutuksen kuperaan puolelle ja käyttää samanaikaisesti mikrometriä suoruuden tarkkailuun reaaliajassa (tavoite on pienempi tai yhtä suuri kuin 1,5 mm/m).

2. Kuuma suoristus
• Liekkioikaisu:

1. Menetelmä:Käytä happi-asetyleeniliekiä kohdistaaksesi lämpöä nauhalla-kuperalle kaarevalle puolelle (lämpötila 700 - 850 astetta, tummanpunainen väri), jäähdytä sitten ja vedä sisään suoristaaksesi.
2. Tekniset kohdat:Lämmitysleveys saa olla enintään kaksi kertaa putken seinämän paksuus, ja syvyys ei saa ylittää yhtä -kolmasosaa seinämän paksuudesta. Vältä liiallista kuumennusta, joka voi aiheuttaa jyvien karkeutta.

• Kokonaislämpökäsittelyoikaisu:
Jos putkissa on suuri jäännösjännitys, jännitystä{0}}keventävä hehkutus (kuumennus 580–650 asteeseen, jonkin aikaa pito ja sitten hidas jäähdytys) yhdessä mekaanisen oikaisun kanssa tuottaa parempia tuloksia.

1. Online-seuranta:

Käytä laserskanneria mittaamaan suoruutta jatkuvasti (kuten LAP-lasermittausjärjestelmää), ja tiedot syötetään takaisin suoristuskoneen PLC:hen automaattista säätöä varten.

2. Prosessin optimointi:

• Suorita hitsauksen aikana kaksipuolinen -synkroninen hitsaus vähentääksesi lämmöntuoton epäsymmetriaa.
• Säädä lopullinen valssauslämpötila Ar3-vaihemuunnospisteen yläpuolella (noin 850 astetta niukkaseosteiselle teräkselle) ja vältä kaksivaiheista vyöhykevalssausta.

3. Varastoinnin tiedot:

 Käytä V-muotoisia satulan tukia. Tukien välinen etäisyys saa olla enintään 1/3 putken pituudesta. Vältä pitkäaikaista-yhdeltä puolelta-altistusta suoralle auringonvalolle.

Erittäin lujalle-teräkselle (kuten X70 tai uudempi) oikaisuprosessin tulee säätää muodonmuutosnopeus alle 3 %:n mikrohalkeamien laajenemisen estämiseksi.

Ohutseinäisille putkille (halkaisija/paksuussuhde suurempi kuin 40) tarvitaan sisäinen tukimuotti suoristuksen aikana pyöristysvirheiden estämiseksi.

Oikaisun jälkeen on suositeltavaa suorittaa ultraäänitestaus (UT), erityisesti hitsin lämpövaikuttama vyöhyke.