Ravnanje brezšivnih jeklenih cevi

Upogibna deformacija brezšivnih jeklenih cevi (visokofrekvenčno-varjenje ERW, varjenje pod praškom LSAW itd.) je v bistvu posledica neenakomerne porazdelitve notranjih napetosti + asimetrije pri zunanjih silah/toplotnih učinkih. Glavne dejavnike vpliva lahko razvrstimo v štiri kategorije:

1. Surovine in inherentni stresni dejavniki

• Preostala napetost jeklenega traku med valjanjem: Neenakomerno ohlajanje in deformacija med valjanjem povzročata preostalo napetost znotraj jeklenega traku/pločevine. Po valjanju v cev se napetost sprosti, zaradi česar se cev spontano upogne.
• Nehomogenost materiala:Segregacija elementov ogljika, mangana itd. v gredici ali neenakomerna debelina jeklenega traku (razlika v debelini prečne stene) vodi do razlik v lokalni trdnosti in odpornosti proti deformaciji, kar ima za posledico asimetrično deformacijo po obdelavi.
• Materialna anizotropija:Med valjanjem pločevine so razlike v smeri toka vlaken, različne pa so tudi mehanske lastnosti v prečni in vzdolžni smeri. Po oblikovanju je porazdelitev napetosti asimetrična vzdolž obodne smeri.

2. Odstopanja v procesih oblikovanja

• Sistem valjanja in odstopanje kalupa:Odstopanja v obrabi oblikovalnih valjev, neenakomerna tlačna-sila ali odstopanje središčne črte kalupa povzročajo nedosledno ukrivljenost gredice cevi in ​​različne količine raztezanja na obeh straneh. V hujših primerih lahko povzroči spiralno zvijanje telesa cevi.
• Napetost in odstopanje pri hranjenju:Nezadostna napetost v odseku odvijanja, poševnost podajalne vodilne plošče in jekleni trak, ki se dovaja pod poševnim kotom v odsek za oblikovanje, povzročijo kumulativna odstopanja pri upogibanju, ki se začnejo pri prvem prehodu.
• Nepravilni parametri pred-krivljenja in oblikovanja:Neustrezno pred{0}}upogibanje robov, nerazumna razdalja koraka oblikovanja JCO/stopnja odpiranja kalupa, kar povzroča koncentracijo napetosti v odseku cevi in ​​splošno naravnost, ki po oblikovanju presega standard.

3. Termična deformacija pri varjenju (najpogostejši poseben vzrok za brezšivne jeklene cevi)

• Asimetrični vnos toplote pri varjenju: Pri varjenju na eni strani je stran zvara koncentrirano segreta, kontrakcija pri hlajenju pa je znatno večja kot pri osnovnem materialu, zaradi česar se telo cevi upogne proti strani zvara (splošno znano kot "varilni upogib"); če notranji in zunanji vnos toplote pri dvo-stranskem varjenju nista enakomerni, se bo pojavila enaka težava.
• "Učinek rebra" presežne višine zvara:Neenakomerna presežna višina na notranji in zunanji strani zvara, enakovredna oblikovanju ojačitve na eni strani telesa cevi, ki omejuje deformacijo na tej strani in povzroča celotno odstopanje ukrivljenosti.
• Napaka na "nabočenem" koncu cevi:Obdelovalna in varilna deformacija na obeh koncih zvara se ne ujemata, kar ima za posledico lokalno upogibanje na koncu cevi, kar ne vpliva samo na pravokotno stran čelne ploskve, temveč tudi poveča celotno odstopanje ravnosti.

4. Kasnejši procesi in zunanji dejavniki sile

• Neenakomerno hlajenje:Med zgornjim in spodnjim, levim in desnim delom cevi po varjenju so temperaturne razlike in različne stopnje krčenja na vsakem delu, kar ima za posledico upogibanje zaradi toplotne obremenitve.
• Neustrezni parametri raztezanja, ne-enakomerna deformacijska stopnja vzdolž aksialne smeri ali prerazporeditev preostale napetosti po preskusu vodnega tlaka bodo razkrili potencialno upogibanje in celo povzročili nove deformacije.
• Dvigovanje in zlaganje:Nezadostne dvižne točke za dolge cevi ali čezmerno zlaganje plasti povzročijo upogibanje plastike zaradi gravitacije, kar je deformacija po-litju, ki jo povzročijo zunanje sile.

Ravnanje je ključni postopek pri proizvodnji brezšivnih jeklenih cevi za zagotavljanje dimenzijske natančnosti in učinkovitosti. Bistvena potreba je v naslednjih vidikih:
1. Izpolnjevanje zahtev glede natančnosti montaže in konstrukcije

• Zahteve za obdelavo konca cevi:Oljne cevi, mehanske cevi zahtevajo navoje in večina postopkov navoja temelji na vrtenju cevi-. Prekomerno odstopanje ravnosti bo povzročilo ekscentričnost navojev in neuspešno tesnjenje priključka; odstopanje v ravnosti bo povzročilo tudi neenakomerno obdelavo utora na koncu cevi in ​​preveliko odstopanje rezanja. 
• Učinkovitost-povezave na mestu:Pri gradnji cevovodov-na dolge razdalje in strukturnih cevnih omrežij upognjenih jeklenih cevi ni mogoče natančno poravnati in zahtevajo-sekundarno korekcijo ali rezanje na gradbišču, kar znatno poveča stroške gradnje in obdobja gradnje. Pri polaganju na velike razdalje se lahko majhna odstopanja posameznih kosov kopičijo v velike skupne odmike.

2. Zagotavljanje varnosti in življenjske dobe

• Strukturna varnost:Kot strukturne podpore ali mehanske gredi bo upogibanje povzročilo lokalno koncentracijo napetosti, dolgoročna-raba pa je nagnjena k zlomu zaradi utrujenosti.
• Uspešnost prevoza:Ukrivljena notranja stena cevi za transport tekočine bo povzročila turbulenco, povečala transportni upor in pospešila lokalno korozijo, kar bo skrajšalo življenjsko dobo cevi.
• Kakovost premaza:Pri 3PE in drugih postopkih nanosa prevleke bo upogibanje cevi povzročilo neenakomerno debelino prevleke in odpoved tankih področij prevleke, kar bo povzročilo nevarnost korozije cevovoda.

3. Odpravite in homogenizirajte preostale napetosti

• Ravnanje se doseže z nadzorovano povratno plastično deformacijo, ki prerazporedi preostalo napetost pri oblikovanju in varjenju znotraj telesa cevi, zmanjša vrh napetosti in prepreči spontano deformacijo cevi med nadaljnjo obdelavo, skladiščenjem ali uporabo, s čimer se stabilizira dimenzijska natančnost.

4. Upoštevajte standardne tolerance izdelka

• Glavni standardi, kot so API 5L, GB/T 3091 in GB/T 9711, imajo jasne zahteve za ravnost jeklenih cevi (običajno manj kot ali enako 0,15 % L, z visokimi zahtevami glede natančnosti, ki dosegajo manj kot ali enako 0,05 % L). Ravnanje je nujen postopek za izpolnjevanje standardov in doseganje tovarniške dobave.

Pri proizvodnji jeklenih cevi z ravnim šivom je hladno mehansko ravnanje glavni postopek, ki ga dopolnjuje vroče ravnanje. Hkrati se izvaja pred{1}}obdelava za nadzor zmanjševanja upogibanja, ki tvori celoten sistem "preprečevanje + grobo ravnanje + fino ravnanje + dodatno ravnanje".

1. Glavni postopki in oprema za hladno ravnanje
(1) Več{1}}valjni ravnalni stroj z nagnjenimi valji (osnovna oprema za fino ravnanje)

• Načelo delovanja: Uporablja več sklopov prepletenih nagnjenih ukrivljenih valjev za ravnanje (običajno šest ali sedem struktur valjev), pri čemer je os valja pod kotom naklona od 25 stopinj do 35 stopinj glede na os cevi; spodnji valj poganja cev, da se vrti in napreduje aksialno, medtem ko zgornji valj uporablja tlačno silo, zaradi česar je cev podvržena ponavljajočemu se obratnemu upogibanju po obodu z elastično-plastično deformacijo, pri čemer postopoma odpravlja vse smeri ukrivljenosti.
• Veljavni scenariji: Fino ravnanje ERW varjenih cevi srednjega in majhnega premera ali dodatno fino ravnanje za cevi velikega-premera, z natančnostjo ravnanja znotraj 0,2 mm/m.
• Nadzor ključnih parametrov:Razmik valjev je 0,8 do 1,2-kratnik premera cevi; količina zmanjšanja mora presegati deformacijo tečenja materiala, vendar mora biti nižja od natezne trdnosti, da se prepreči razpokanje ali krčenje; hitrost ravnanja za ogljikovo jeklo je običajno 20 do 40 m/min.

(2) Stroj za tlačno ravnanje (lokalno ravnanje za cevi velikega-premera)

• Načelo delovanja: Na podlagi načela tri{0}}točkovne upogibne mehanike dve podpori držita telo cevi v upognjeni obliki, zgoščen pritisk pa se izvaja na najvišji točki konkavne strani cevi, zaradi česar je cev podvržena obratni plastični deformaciji in po odboju doseže zahtevo za ravnost.
• Veljavni scenariji: Lokalno dodatno ravnanje za varjene cevi LSAW z velikim-premerom-z debelimi stenami ali za cevi z lokalnimi trdimi krivinami, ki se pogosto uporablja v povezavi z ravnanjem z valji.
• Značilnosti procesa: lahko spremlja odklon v realnem času in po potrebi prilagodi količino zmanjšanja; Sodobni inteligentni sistemi lahko samodejno izračunajo parametre zmanjšanja na podlagi začetne meritve upogiba in tako nadomestijo ročne izkušnje.

(3) Usklajeno ravnanje v procesu raztezanja

• Hladno raztezanje je standardni postopek za obločno varjene cevi z ravnim šivom velikega-premera, z uporabo kalupov za enakomerno razširitev cevi po obodu, ne le z odpravo preostale napetosti pri varjenju in izboljšanjem okroglosti, temveč tudi z razumnim nadzorom stopnje raztezanja, kar lahko bistveno izboljša splošno naravnost, nadzorovanje naravnosti znotraj 0,15 % L, kar je ključno sredstvo za "preprečevanje ravnanje vnaprej«.

2. Postopek vročega ravnanja (dodatno me thod)
Najpogosteje uporabljeno je ravnanje s plamenom:

• Metoda delovanja:Na konveksni strani krivine cevi uporabite kisikov -etanski plamen za tračno ali točkasto ogrevanje, pri čemer je temperatura nadzorovana na 700 do 850 stopinj (jeklo postane temno rdeče), nato ohladite naravno ali z vodo, pri čemer uporabite kontrakcijsko deformacijo območja ogrevanja, da prekličete prvotno upogibanje.
• Veljavni scenariji: lokalni popravek velikih deformacij v proizvodnih linijah, popravilo na -gradišču, širina ogrevanja običajno ni večja od dvakratne debeline stene cevi in ​​potreben je strog nadzor temperature, da se prepreči pregrevanje ali poslabšanje materiala.

3. Ureditev ravnanja v proizvodnem procesu
Tipična ureditev procesa ravnanja proizvodne linije varjenih cevi z ravnim šivom:
Oblikovanje in varjenje → Izravnavanje zvarnih šivov → Hladno raztezanje → Grobo ravnanje (vzporedni valji / velik razmik med valji) → Fino ravnanje (stroj za ravnanje s poševnimi valji) → Hidravlični preizkus → (lokalno dodatno ravnanje) → Obdelava koncev cevi → Pregled končnega izdelka