Причините за огъване на надлъжно заварени тръби и как да ги изправите

Причините за огъването на стоманени тръби с прав шев и методите за изправяне включват материалознание, техники на обработка и механични принципи.

1. Материали и остатъчно напрежение

• Остатъчно напрежение при търкаляне:По време на процеса на валцуване на стоманената плоча, поради неравномерно охлаждане или деформация, се образува остатъчно напрежение в плочата. След като тръбата се навие, напрежението се освобождава, което води до огъване на тръбата.
• Разделяне на химически компоненти:Разпределението на елементи като въглерод и манган в стоманената заготовка е неравномерно, което води до локални разлики в якостта. Това води до деформация при последваща обработка.

2. Процес на формоване и заваряване

• Формиране на отклонение:Неравномерното натискане на ролката по време на процеса на валцоване или износването на формата причинява непоследователна кривина на заготовката на тръбата.
• Термично въздействие при заваряване:За заваряване на надлъжни шевове се използва-високочестотно заваряване (ERW) или заваряване под флюс (SAW). Зоната на заваръчния шев не се нагрява равномерно и след охлаждане разпределението на напрежението е небалансирано. Особено при едно-странно заваряване, той е по-склонен да се огъва към страната на заварката.
• Асиметрия във височината на заваръчния шев:Разликата във височината между вътрешната и външната повърхност на заваръчния шев създава "ефект на ребра", което води до деформация на тялото на тръбата при охлаждане.

3. Охлаждане и топлинна обработка

• Нехомогенно охлаждане:Разлики в скоростите на охлаждане по време на процеси на охлаждане или нормализиране, водещи до микроструктурни напрежения (като различни обеми мартензит и ферит по време на трансформация).
• Inправилна температура по време на изправяне:При извършване на горещо изправяне температурата е по-ниска от температурата на прекристализация (за въглеродна стомана, приблизително 600 градуса). Това доведе до недостатъчна пластичност на материала и еластичното възстановяване след изправяне доведе до вторично огъване.

4. Съхранение и транспортиране

• Неподходяща поддръжка:При подреждане на няколко слоя разстоянието между опорите е твърде голямо, което води до провисване на средната част на тръбата под собственото й тегло и пластична деформация.
• Температурен градиент:Поради температурната разлика между слънчевата страна и сенчестата страна по време на съхранение на открито, топлинният стрес причинява огъване.

1. Механично изправяне (студено изправяне)

• Ролкова машина за изправяне:

1. Принцип: Чрез използване на множество комплекти от преплетени ролки за изправяне за многократно извършване на пластично-огъване на стоманената тръба, кривината постепенно се елиминира.
2. Ключови параметри:Разстояние между ролките (обикновено 0.8 - 1.2 пъти диаметъра на тръбата), количество на намаление (трябва да надвишава границата на провлачване, но да е по-ниско от якостта на опън), скорост на изправяне (за въглеродна стомана обикновено е 20 - 40 m/min).
3. Ключ точки за корекция:Използвайте "метод на обратно огъване". Регулирайте степента на намаляване на съответната група ролки според позицията на точката на огъване. За големи завои е необходимо да се премине няколко пъти.

• Машина за изправяне под налягане:

Приложим е при локални твърди завои. Той възприема принципа на три-точково огъване, като прилага натиск върху изпъкналата страна на завоя и едновременно с това използва микрометър за наблюдение на изправеността в реално време (целта е по-малка или равна на 1,5 mm/m).

2. Горещо изправяне
• Изправяне на пламък:

1. Метод:Използвайте кислороден{0}}ацетиленов пламък, за да приложите топлина по-подобен на лента начин върху изпъкналата извита страна (температура 700 - 850 градуса, показваща тъмночервен цвят), след това охладете и приберете, за да се изправите.
2. Технически точки:Ширината на нагряване не трябва да бъде повече от два пъти дебелината на стената на тръбата, а дълбочината не трябва да надвишава една-трета от дебелината на стената. Избягвайте прекомерно нагряване, което може да причини нагрубяване на зърната.

• Цялостно изправяне чрез топлинна обработка:
За тръби с високо остатъчно напрежение, отгряването-за облекчаване на напрежението (нагряване до 580-650 градуса, задържане за определен период и след това бавно охлаждане), комбинирано с механично изправяне, дава по-добри резултати.

1. Онлайн наблюдение:

Използвайте лазерен скенер за непрекъснато измерване на изправеността (като системата за лазерно измерване LAP) и данните се връщат обратно към PLC на машината за изправяне за автоматично регулиране.

2. Оптимизиране на процеса:

• По време на заваряване извършвайте двустранно синхронно заваряване, за да намалите асиметрията на входящата топлина.
• Контролирайте крайната температура на валцоване над точката на трансформация на фазата Ar3 (приблизително 850 градуса за нисколегирана стомана) и избягвайте дву-фазното зонно валцоване.

3. Спецификации за съхранение:

 Използвайте V-образни опори за седло. Разстоянието между опорите трябва да бъде не повече от 1/3 от дължината на тръбата. Избягвайте дългосрочно-едностранно-излагане на пряка слънчева светлина.

За високо{0}}стомана с висока якост (като X70 или по-висока), процесът на изправяне трябва да контролира скоростта на деформация да бъде по-малка от 3%, за да се предотврати разширяването на микро-пукнатини.

За тънко{0}}стенни тръби (със съотношение диаметър/дебелина по-голямо от 40) е необходима вътрешна поддържаща форма по време на изправянето, за да се предотвратят грешки при закръгляване.

След изправяне се препоръчва да се проведе ултразвуково изследване (UT), особено за проверка на засегнатата от топлина зона на заваръчния шев.