Dôvody ohýbania pozdĺžnych zváraných rúr a ako ich narovnať

Dôvody pre ohýbanie oceľových rúr s priamym švom a metódy vyrovnávania zahŕňajú materiálové vedy, techniky spracovania a mechanické princípy.

1. Materiály a zvyškové napätie

• Zvyškové napätie pri valcovaní:Počas procesu valcovania oceľového plechu sa v dôsledku nerovnomerného chladenia alebo deformácie vytvára vo vnútri plechu zvyškové napätie. Po zvinutí rúry sa napätie uvoľní, čo spôsobí ohyb rúry.
• Segregácia chemických zložiek:Distribúcia prvkov ako uhlík a mangán v oceľovom bloku je nerovnomerná, čo vedie k miestnym rozdielom v pevnosti. To vedie k deformácii pri následnom spracovaní.

2. Proces tvárnenia a zvárania

• Tvarovacia odchýlka:Nerovnomerné stláčanie valcov počas procesu valcovania alebo opotrebovanie formy spôsobuje nekonzistentné zakrivenie predvalku rúry.
• Tepelný vplyv zvárania:Na zváranie pozdĺžnym švom sa používa vysoko{0}}frekvenčné zváranie (ERW) alebo zváranie pod tavivom (SAW). Oblasť zvaru sa nezohrieva rovnomerne a po ochladení je rozloženie napätia nevyvážené. Najmä pri jednostrannom-zváraní je náchylnejší na ohýbanie smerom k zvarovej strane.
• Asymetria vo výške kúta zvaru:Rozdiel vo výške medzi vnútorným a vonkajším povrchom zvaru vytvára "rebrový efekt", čo spôsobuje deformáciu telesa rúry pri ochladzovaní.

3. Chladenie a tepelné spracovanie

• Nehomogénne chladenie:Rozdiely v rýchlosti ochladzovania počas procesov kalenia alebo normalizácie, ktoré vedú k mikroštrukturálnym napätiam (ako sú rôzne objemy martenzitu a feritu počas transformácie).
• Inesprávna teplota počas vyrovnávania:Pri vykonávaní vyrovnávania za tepla bola teplota nižšia ako teplota rekryštalizácie (pre uhlíkovú oceľ približne 600 stupňov). To malo za následok nedostatočnú plasticitu materiálu a elastické zotavenie po narovnaní viedlo k sekundárnemu ohybu.

4. Skladovanie a preprava

• Nesprávna podpora:Pri stohovaní vo viacerých vrstvách bola vzdialenosť medzi podperami príliš veľká, čo spôsobilo, že stredná časť rúry sa vlastnou váhou prehýbala a podliehala plastickej deformácii.
• Teplotný gradient:V dôsledku rozdielu teplôt medzi slnečnou a tienistou stranou pri vonkajšom skladovaní spôsobuje tepelné namáhanie ohyb.

1. Mechanické vyrovnávanie (rovnanie za studena)

• Stroj na vyrovnávanie valcov:

1. Princíp: Použitím viacerých sád preložených vyrovnávacích valcov na opakované ohýbanie plastov-na oceľovej rúre sa zakrivenie postupne eliminuje.
2. Kľúčové parametre:Vzdialenosť medzi valcami (zvyčajne 0.8 - 1.2-násobok priemeru rúry), veľkosť redukcie (mala by presiahnuť medzu klzu, ale mala by byť nižšia ako pevnosť v ťahu), rýchlosť vyrovnávania (pre uhlíkovú oceľ je to zvyčajne 20 - 40 m/min).
3. kľúč body na úpravu:Použite "metódu spätného ohýbania". Upravte veľkosť redukcie príslušnej skupiny valcov podľa polohy bodu ohybu. Pri veľkých zákrutách je potrebné prejsť viackrát.

• Tlakový rovnací stroj:

Platí pre lokálne tvrdé ohyby. Využíva princíp trojbodového ohybu, pričom vyvíja tlak na konvexnú stranu ohybu a súčasne používa mikrometer na monitorovanie priamosti v reálnom čase (cieľ je menší alebo rovný 1,5 mm/m).

2. Rovnanie za tepla
• Vyrovnávanie plameňom:

1. metóda:Pomocou kyslíkového-acetylénového plameňa aplikujte teplo v pásovom{1}}spôsobe na konvexnú zakrivenú stranu (teplota 700 - 850 stupňov, s tmavočervenou farbou), potom ochlaďte a stiahnite, aby sa narovnali.
2. Technické body:Šírka vykurovania by nemala byť väčšia ako dvojnásobok hrúbky steny rúry a hĺbka by nemala presiahnuť jednu-tretinu hrúbky steny. Vyhnite sa nadmernému zahrievaniu, ktoré môže spôsobiť zhrubnutie zrna.

• Celkové vyrovnávanie tepelným spracovaním:
V prípade rúr s vysokým zvyškovým napätím poskytuje lepšie výsledky žíhanie- na zmiernenie napätia (zahriatie na 580 – 650 stupňov, podržanie po určitú dobu a následné pomalé ochladzovanie) v kombinácii s mechanickým vyrovnávaním.

1. Online monitorovanie:

Na nepretržité meranie priamosti použite laserový skener (napríklad laserový merací systém LAP) a údaje sa privádzajú späť do PLC vyrovnávacieho stroja na automatické nastavenie.

2. Optimalizácia procesu:

• Počas zvárania vykonajte obojstranné{0}}synchrónne zváranie, aby ste znížili asymetriu vneseného tepla.
• Kontrolujte konečnú teplotu valcovania nad bodom transformácie fázy Ar3 (približne 850 stupňov pre nízkolegovanú oceľ) a vyhýbajte sa dvojfázovému valcovaniu v zóne.

3. Špecifikácie úložiska:

 Použite podpery sedla v -tvare V. Vzdialenosť medzi podperami by nemala byť väčšia ako 1/3 dĺžky potrubia. Vyhnite sa dlhodobému-jednotnému{6}}vystavovaniu sa priamemu slnečnému žiareniu.

V prípade ocele s vysokou{0}}pevnosťou (ako je X70 alebo vyššia) by mal proces vyrovnávania riadiť mieru deformácie tak, aby bola menšia ako 3 %, aby sa zabránilo rozširovaniu mikro-trhlín.

V prípade tenkostenných rúr (s pomerom priemer/hrúbka väčším ako 40) je pri vyrovnávaní potrebná vnútorná podporná forma, aby sa predišlo chybám pri zaoblení.

Po vyrovnaní sa odporúča vykonať ultrazvukové testovanie (UT), najmä na kontrolu tepelne ovplyvnenej oblasti zvaru.