Изправяне на безшевни стоманени тръби

Деформацията при огъване на безшевни стоманени тръби (високо{0}}честотно заваряване с ERW, електродъгово заваряване под флюс LSAW и т.н.) се причинява основно от неравномерното разпределение на вътрешното напрежение + асиметрия във външните силови/топлинни ефекти. Основните влияещи фактори могат да бъдат класифицирани в четири категории:

1. Суровини и присъщи стресови фактори

• Остатъчно напрежение на стоманена лента по време на валцуване: Неравномерното охлаждане и деформация по време на валцуване водят до остатъчно напрежение в стоманената лента/лист. След навиване в тръба, напрежението се освобождава, което води до спонтанно огъване на тръбата.
• Нееднородност на производителността на материала:Отделянето на елементи от въглерод, манган и др. в заготовката или неравномерната дебелина на стоманената лента (разлика в дебелината на напречната стена) води до разлики в локалната якост и устойчивост на деформация, което води до асиметрична деформация след обработка.
• Материална анизотропия:Има разлики в посоката на потока на влакната по време на валцуването на листа, а механичните свойства в напречната и надлъжната посока са различни. След формоването разпределението на напрежението е асиметрично по периферната посока.

2. Отклонения в процесите на формоване

• Система за валцуване и отклонение на формата:Отклоненията в износването на формиращите ролки, неравномерната сила на притискане-надолу или отклонението в централната линия на матрицата причиняват непоследователна кривина на заготовката на тръбата и различни количества на удължаване от двете страни. В тежки случаи може да доведе до спирално усукване на тялото на тръбата.
• Напрежение и отклонение при хранене:Недостатъчното напрежение в секцията за развиване, изкривяването на направляващата плоча за подаване и стоманената лента, подавана под наклонен ъгъл в секцията за формоване, водят до кумулативни отклонения при огъване, започвайки от първото преминаване.
• Неправилни параметри за предварително-огъване и формоване:Неадекватно предварително огъване на ръба, необосновано разстояние на стъпката на JCO формоване / степен на отваряне на матрицата, което води до концентрация на напрежение в секцията на тръбата и цялостна праволинейност, надвишаваща стандарта след формоване.

3. Термична деформация при заваряване (най-важната специална причина за безшевни стоманени тръби)

• Асиметрично подаване на топлина при заваряване: При заваряване от едната страна страната на заварката се нагрява концентрирано и свиването при охлаждане е значително по-голямо от това на основния материал, което кара тялото на тръбата да се огъва към страната на заварката (известно като "заваръчно огъване"); ако вътрешната и външната входяща топлина при дву-странно заваряване не е еднаква, ще възникне същият проблем.
• „Ефектът на ребрата“ на излишната височина на заваръчния шев:Неравномерна излишна височина от вътрешната и външната страна на заваръчния шев, еквивалентна на формиране на армировка от едната страна на тялото на тръбата, ограничаваща деформацията от тази страна и причиняваща цялостно отклонение на кривината.
• Дефект на "надуване" на края на тръбата:Деформацията при обработката и заваряването в двата края на заваръчния шев не съвпадат, което води до локално изкривяване в края на тръбата, което не само засяга перпендикулярността на челната повърхност, но също така усилва общото отклонение на праволинейността.

4. Последващи процеси и външни силови фактори

• Неравномерно охлаждане:Има температурни разлики между горната и долната, лявата и дясната част на тръбата след заваряване и различни степени на свиване във всяка част, което води до огъване при термично напрежение.
• Процеси на разширение и водно налягане:Неподходящи параметри на разширение, не-равномерна скорост на деформация по аксиалната посока или преразпределение на остатъчното напрежение след изпитване под водно налягане ще разкрият потенциално огъване и дори ще причинят нови деформации.
• Повдигане и подреждане:Недостатъчните точки на повдигане за дълги тръби или прекомерното натрупване на слоеве ще доведат до огъване на пластмасата поради гравитацията, което е деформация след -леене, причинена от външни сили.

Изправянето е ключов процес в производството на безшевни стоманени тръби, за да се осигури точност на размерите и производителност. Основната необходимост се крие в следните аспекти:
1. Покриване на изискванията за точност на монтажа и конструкцията

• Изисквания за обработка на края на тръбата:Маслените тръби, механичните тръби изискват резба, а повечето процеси на резба се основават на-въртене на тръбата. Прекомерното отклонение от праволинейността ще причини ексцентричност в резбите и неуплътняване на връзката; отклонението в праволинейността също ще причини неравномерна обработка на жлеба на края на тръбата и прекомерно отклонение при рязане. 
• Ефективност на -връзката на място:При изграждането на тръбопроводи на дълги{0}}разстояния и структурни тръбопроводни мрежи, огънатите стоманени тръби не могат да бъдат прецизно подравнени и изискват-вторична корекция или рязане на място, което значително увеличава строителните разходи и периодите на строителство. Когато се полагат на големи разстояния, малките отклонения на отделните части могат да се натрупат в огромни общи отмествания.

2. Осигуряване на безопасност и експлоатационен живот

• Структурна безопасност:Като структурни опори или механични валове, огъването ще причини локална концентрация на напрежение и дългосрочната{0}}експлоатация е податлива на счупване от умора.
• Транспортна производителност:Извитата вътрешна стена на тръбата за транспортиране на флуиди ще образува турбуленция, увеличавайки устойчивостта на транспортиране и ускорявайки локалната корозия, съкращавайки експлоатационния живот на тръбата.
• Качество на покритието:При 3PE и други операции на покритие, огъването на тръбите ще причини неравномерна дебелина на покритието и повреда на тънките участъци на покритието, което води до опасност от корозия на тръбопровода.

3. Елиминирайте и хомогенизирайте остатъчното напрежение

• Изправянето се постига чрез контролирана обратна пластична деформация, която преразпределя остатъчното напрежение при формоване и заваряване в тялото на тръбата, като намалява пика на напрежението и предотвратява спонтанното деформиране на тръбата по време на последваща обработка, съхранение или употреба, като по този начин стабилизира точността на размерите.

4. Съобразете се със стандартните допустими отклонения на продукта

• Основните стандарти като API 5L, GB/T 3091 и GB/T 9711 имат ясни изисквания за праволинейността на стоманените тръби (обикновено по-малко или равно на 0,15% L, с високи изисквания за точност, достигащи по-малко или равно на 0,05% L). Изправянето е необходим процес за постигане на стандартите и постигане на фабрична доставка.

За производството на стоманени тръби с прав шев, студеното механично изправяне е основният процес, допълнен от горещо изправяне. В същото време се извършва пред{1}}обработка, за да се контролира намаляването на огъването, образувайки цялостна система от „превенция + грубо изправяне + фино изправяне + допълнително изправяне“.

1. Основни процеси и оборудване за студено изправяне
(1) Машина за изправяне с много-ролкови наклонени валци (основно оборудване за фино изправяне)

• Принцип на работа: Използва множество набори от преплитащи се наклонени извити ролки за изправяне (обикновено шест или седем ролкови структури), като оста на ролката е под ъгъл на наклон от 25 градуса до 35 градуса спрямо оста на тръбата; долната ролка задвижва тръбата да се върти и напредва аксиално, докато горната ролка прилага сила на натиск, карайки тръбата да претърпи многократно обратно огъване около обиколката, чрез еластична-пластична деформация, като постепенно елиминира всички посоки на кривина.
• Приложими сценарии: Фино изправяне на ERW заварени тръби със среден и малък диаметър или допълнително фино изправяне за тръби с голям-диаметър, с точност на изправяне, достигаща до 0,2 mm/m.
• Контрол на ключови параметри:Разстоянието между ролките е 0,8 до 1,2 пъти диаметъра на тръбата; количеството на намаление трябва да надвишава деформацията на провлачване на материала, но да е по-ниско от якостта на опън, за да се избегне напукване или свиване; скоростта на изправяне на въглеродна стомана обикновено е 20 до 40 m/min.

(2) Машина за изправяне под налягане (локално изправяне за тръби с голям-диаметър)

• Принцип на работа: Въз основа на принципа на три{0}}точковата механика на огъване, две опори държат тялото на тръбата в огъната форма и се прилага концентриран натиск върху най-високата точка на вдлъбнатата страна на тръбата, което кара тръбата да претърпи обратна пластична деформация и след отскачане постига изискването за изправеност.
• Приложими сценарии: Локално допълнително изправяне за LSAW заварени тръби с голям{0}}диаметър-стени или за тръби с местни твърди завои, често използвани заедно с ролково изправяне.
• Характеристики на процеса: Може да следи отклонението в реално време и да регулира размера на намалението, ако е необходимо; съвременните интелигентни системи могат автоматично да изчислят параметрите на намаляване въз основа на първоначалното измерване на деформацията, замествайки ръчния опит.

(3) Координирано изправяне в процеса на разширяване

• Студеното разширяване е стандартен процес за електродъгово заварени тръби с прав шев с голям-диаметър, като се използват форми за равномерно разширяване на тръбата около обиколката, не само елиминиране на остатъчното напрежение при заваряване и подобряване на закръглеността, но също така разумно контролиране на скоростта на деформация при разширение, което може значително да подобри цялостната праволинейност, контролирайки праволинейността в рамките на 0,15% L, което е ключово средство за „предотвратяване на изправяне предварително“.

2. Процес на горещо изправяне (допълнителен ме тход)
Най-често използваното е пламъчно изправяне:

• Метод на работа:От изпъкналата страна на коляното на тръбата използвайте кислород-етанов пламък за лентово или точково нагряване, като температурата се контролира от 700 до 850 градуса (стоманата става тъмночервена), след това охладете естествено или с вода, като използвате деформацията на свиване на нагряващата зона, за да отмените първоначалното огъване.
• Приложими сценарии: Локална голяма корекция на деформация в производствените линии, ремонт на -на място, ширината на нагряване обикновено не е повече от два пъти дебелината на стената на тръбата и е необходим строг контрол на температурата, за да се избегне прегряване или влошаване на материала.

3. Подреждане на изправяне в производствения процес
Типична организация на процеса на изправяне на линия за производство на заварени тръби с прав шев:
Формоване и заваряване → Изравняване на заваръчния шев → Студено разширение → Грубо изправяне (успоредни ролки / голямо разстояние между ролките) → Фино изправяне (машина за изправяне с наклонени ролки) → Хидравличен тест → (локално допълнително изправяне) → Обработка на края на тръбата → Проверка на готовия продукт