Nerovnoměrná tloušťka (tj. nekonzistentní tloušťka stěny) při výrobě kruhových trubek je běžným problémem kvality. Jeho příčiny jsou složité a zahrnují více aspektů, jako jsou suroviny, zařízení, procesy a kontrola. Následuje podrobná analýza příčin:
Hlavní příčina: Nehomogenní deformace
Podstata všech problémů s nerovnoměrnou tloušťkou spočívá ve skutečnosti, že během procesu tváření (válcování, natahování, ohýbání) nebo svařování jsou napětí, deformace nebo tepelné podmínky, kterým jsou vystaveny různé části materiálu trubky, nekonzistentní, což má za následek nerovnoměrný tok nebo smršťování kovu.
Podrobná analýza klasifikace příčin
1. Surovinové faktory
- Nerovnoměrná kvalita trubkového sochoru/pásové oceli:Kulaté trubkové předvalky používané k děrování nebo pásová ocel používaná pro svařované trubky mají ze své podstaty segregaci chemického složení, vnitřní vměstky nebo nestejnou původní tloušťku (u pásové oceli). Tyto vady se při následném deformačním procesu zvětší.
- Nerovnoměrný ohřev (hlavně u bezešvých trubek):Před válcováním za tepla a děrováním se předvalek trubky nerovnoměrně zahřívá v ohřívací peci, což má za následek různé teploty na hlavě a na konci, uvnitř a vně nebo po obvodu trubky. Kov v teplejších oblastech je měkčí a náchylnější k deformaci, což způsobuje, že tloušťka stěny v tomto místě se stává tenčí.
2. Faktory vybavení a nástrojů
• Nedostatečná přesnost odvalovacího zařízení:
Bezešvý stroj na perforaci trubek / válcování trubek:Pokud je horní hlava děrovacího stroje opotřebovaná, špatně zarovnaná nebo je-li opotřebený otvor matrice stroje na válcování trubek nebo je nesprávné nastavení mezery válce, způsobí to přímo excentricitu v tloušťce stěny.
Stroj na tvarování trubek:Pokud nejsou seřízení tvarovacích válců v každém průchodu konzistentní, bude ocelový pás během procesu ohýbání do kruhu vystaven nerovnoměrné síle, což má za následek „hruškovitě{0}}tvar“ nebo „vlnité okraje“, což povede k nestejné tloušťce stěny svařovaného tělesa trubky.
• Vibrace a tuhost zařízení:Pokud je základ zařízení nestabilní, hlavní hřídel má nadměrnou vůli nebo nedostatečnou tuhost, bude během vysokorychlostního provozu generovat vibrace, což má za následek nestabilní proces tváření.
3. Procesní a řídicí faktory
• Nestabilní parametry procesu:
◦ Bezešvá trubka: Parametry, jako je přední prodloužení závitořezné hlavy, rychlost válcování a úhel podávání, nejsou nastaveny nebo řízeny přesně.
Svařování trubek: Změny rychlosti tváření, svařovacího tepla (proud, napětí) a kolísání tlaku vytlačovacích válců mohou způsobit nerovnoměrné smršťování kovu v oblasti svaru a tepelně-ovlivněné oblasti.
• Nevhodný design formy nebo formy:Velikost pásu formy, podmínky mazání nejsou uspokojivé nebo konstrukce formy nezajišťuje rovnoměrný tok kovu.
• Online detekce a zpoždění zpětné vazby:Online systém měření a kontroly tloušťky (jako jsou ultrazvukové nebo rentgenové tloušťkoměry) má nedostatečnou přesnost, nevhodné umístění instalace nebo automatický kontrolní systém (AGC) má pomalou odezvu, což znemožňuje korekci odchylek v reálném čase.
4. Provozní a nastavovací faktory
• Neadekvátní seřízení po změně výrobních specifikací: Po změně výrobních specifikací nebyly úpravy obrobků, jako jsou válce, vodítka a hlavy, důkladné. K dosažení stabilního stavu byla potřeba určitá délka „přechodových trubek“ a tloušťka stěny těchto výrobků byla nerovnoměrná.
• Špatné vymáhání kázně procesu: Operátoři přísně nedodržovali postupy pro kontrolu zařízení, monitorování teploty a nastavování parametrů.
Porovnání typických příčin klíčových procesů:
| Typ procesu | Typické příčiny nerovnoměrné tloušťky |
| Bezešvé ocelové trubky (válcované za tepla / tažené za studena) |
1. Nerovnoměrný ohřev sochoru trubky (jádra) |
| 2. Opotřebení nebo vychýlení děrovací hlavy děrovacího stroje (způsobující "excentricitu tloušťky stěny"). | |
| 3. Opotřebení nebo nesouosost válců ve válcovacím stroji. | |
| 4. Opotřebení nebo špatné mazání studeného-tažného trnu (hlavice jádra). Svařované ocelové trubky (přímý šev / spirálový šev) |
|
| Svařované ocelové trubky (přímý šev / spirálově svařované) |
1. Vlastní základní materiál pásové oceli má „ohyby kosy“ nebo nerovnoměrnou tloušťku (jádro). |
| 2. Úprava tvarovacích válců je nesprávná, což má za následek tvarování švů ve tvaru „hrušky“ nebo „hrana-na tupo“. | |
| 3. Vstup svařovacího tepla je nerovnoměrný, což způsobuje nekonzistentní kontrakci v oblasti svaru. | |
| 4. Nastavení klížících válců je nesprávné. |
Shrnutí a směr řešení
Nerovnoměrná tloušťka kruhového potrubí je systémový problém. K jeho řešení je zapotřebí komplexní přístup zahrnující stabilizaci kvality surovin, zajištění přesnosti zařízení a údržby, optimalizaci a přesné řízení parametrů procesu a také posílení online automatické detekce a zpětné vazby. Obvykle lze výrazně zlepšit rovnoměrnost tloušťky stěny trubky použitím vysoce přesných{2}} sochorů pro plynulé lití, modernizací automatického řídicího systému (AGC), přijetím pokročilých online tloušťkoměrů a rychlou opravou a výměnou nástrojových forem.
