Důvody ohýbání podélných svařovaných trubek a jak je narovnat

Důvody pro ohýbání ocelových trubek s rovným švem a způsoby rovnání zahrnují materiálové vědy, techniky zpracování a mechanické principy.

1. Materiály a zbytkové napětí

• Valivé zbytkové napětí:Během procesu válcování ocelového plechu se v důsledku nerovnoměrného ochlazování nebo deformace vytváří uvnitř plechu zbytkové napětí. Po válcování trubky se napětí uvolní, což způsobí ohyb trubky.
• Segregace chemických složek:Rozložení prvků jako uhlík a mangan v ocelovém bloku je nerovnoměrné, což má za následek místní rozdíly v pevnosti. To vede k deformaci při následném zpracování.

2. Proces tváření a svařování

• Tvarovací odchylka:Nerovnoměrné přitlačování válců během procesu válcování nebo opotřebení formy způsobuje nestejnoměrné zakřivení předvalku trubky.
• Tepelný vliv svařování:Pro podélné švové svařování se používá vysoko{0}}frekvenční svařování (ERW) nebo svařování pod tavidlem (SAW). Oblast svaru se neohřívá rovnoměrně a po ochlazení je rozložení napětí nevyvážené. Zejména při jednostranném-svařování je náchylnější k ohýbání směrem ke svarové straně.
• Asymetrie ve výšce koutu svaru:Rozdíl ve výšce mezi vnitřním a vnějším povrchem svaru vytváří "efekt žebra", což způsobuje deformaci těla trubky při ochlazení.

3. Chlazení a tepelné zpracování

• Nehomogenní chlazení:Rozdíly v rychlostech ochlazování během kalení nebo normalizačních procesů vedoucí k mikrostrukturním napětím (jako jsou různé objemy martenzitu a feritu během transformace).
• Insprávná teplota při rovnání:Při provádění rovnání za tepla byla teplota nižší než teplota rekrystalizace (u uhlíkové oceli přibližně 600 stupňů). To mělo za následek nedostatečnou plasticitu materiálu a zotavení pružnosti po narovnání vedlo k sekundárnímu ohybu.

4. Skladování a přeprava

• Nesprávná podpora:Při stohování ve více vrstvách byla mezera mezi podpěrami příliš velká, což způsobilo, že se střední část trubky vlastní vahou prohýbala a podléhala plastické deformaci.
• Teplotní gradient:Vlivem rozdílu teplot mezi slunečnou a stinnou stranou při venkovním skladování dochází k tepelnému namáhání ohybem.

1. Mechanické rovnání (rovnání za studena)

• Stroj na rovnání válců:

1. Princip: Použitím více sad prokládaných rovnací válečků k opakovanému provádění plastického-ohýbání ocelové trubky je zakřivení postupně eliminováno.
2. Klíčové parametry:Rozteč válců (obvykle 0.8 - 1.2 násobek průměru trubky), velikost redukce (měla by překročit mez kluzu, ale být nižší než pevnost v tahu), rychlost rovnání (u uhlíkové oceli je to obvykle 20 - 40 m/min).
3. Klíč body pro úpravu:Použijte "metodu zpětného ohýbání". Upravte míru zmenšení příslušné skupiny válců podle polohy bodu ohybu. U velkých zatáček je nutné projíždět vícekrát.

• Tlakový vyrovnávací stroj:

Je použitelný pro místní tvrdé ohyby. Využívá princip tří{1}}bodového ohybu, vyvíjí tlak na konvexní stranu ohybu a současně používá mikrometr ke sledování přímosti v reálném čase (cíl je menší nebo roven 1,5 mm/m).

2. Rovnání za tepla
• Vyrovnání plamenem:

1. Metoda:Pomocí kyslíkového-acetylénového plamene aplikujte teplo pásovým-způsobem na konvexně zakřivenou stranu (teplota 700 - 850 stupňů, s tmavě červenou barvou), poté ochlaďte a stáhněte, abyste se narovnali.
2. Technické body:Šířka ohřevu by neměla být větší než dvojnásobek tloušťky stěny trubky a hloubka by neměla přesáhnout jednu-třetinu tloušťky stěny. Vyhněte se nadměrnému zahřívání, které může způsobit zhrubnutí zrna.

• Celkové narovnání tepelným zpracováním:
U trubek s vysokým zbytkovým napětím poskytuje lepší výsledky žíhání-uvolňující napětí (zahřátí na 580–650 stupňů, po určitou dobu držení a poté pomalé ochlazení) v kombinaci s mechanickým rovnáním.

1. Online sledování:

Pomocí laserového skeneru kontinuálně měřte přímost (jako je systém laserového měření LAP) a data se přivádějí zpět do PLC rovnacího stroje pro automatické nastavení.

2. Optimalizace procesu:

• Během svařování provádějte oboustranné-synchronní svařování, abyste snížili asymetrii vneseného tepla.
• Ovládejte konečnou teplotu válcování nad bodem transformace fáze Ar3 (přibližně 850 stupňů pro nízkolegovanou ocel) a vyhněte se válcování ve dvou -zónách.

3. Specifikace úložiště:

 Použijte podpěry sedla ve tvaru V-. Vzdálenost mezi podpěrami by neměla být větší než 1/3 délky trubky. Vyhněte se dlouhodobému-vystavení jedné-strany přímému slunečnímu záření.

U oceli s vysokou{0}}pevností (jako je X70 nebo vyšší) by měl proces rovnání řídit míru deformace tak, aby byla menší než 3 %, aby se zabránilo rozpínání mikro-trhlin.

U tenkostěnných trubek (s poměrem průměr/tloušťka větším než 40) je při rovnání vyžadována vnitřní nosná forma, aby se zabránilo chybám při zaoblení.

Po narovnání se doporučuje provést ultrazvukovou zkoušku (UT), zejména pro kontrolu tepelně ovlivněné oblasti svaru.