Îndreptarea țevii de oțel fără sudură

Deformarea la îndoire a țevilor din oțel fără sudură (sudarea cu frecvență înaltă{0}ERW, sudarea cu arc submers LSAW etc.) este cauzată în principal de distribuția neuniformă a tensiunii interne + asimetrie în forța externă / efectele termice. Principalii factori de influență pot fi clasificați în patru categorii:

1. Materii prime și factori de stres inerenți

• Tensiunea reziduală a benzii de oțel în timpul rulării: Răcirea neuniformă și deformarea în timpul laminarii duc la tensiuni reziduale în banda/foia de oțel. După rularea într-o țeavă, stresul este eliberat, determinând țeava să se îndoaie spontan.
• Neomogenitatea performanței materialului:Segregarea elementelor de carbon, mangan etc. în țagle sau grosimea neuniformă a benzii de oțel (diferența de grosime a peretelui transversal), duce la diferențe de rezistență locală și rezistență la deformare, ducând la deformare asimetrică după prelucrare.
• Anizotropia materialului:Există diferențe în direcția curgerii fibrei în timpul rulării foii, iar proprietățile mecanice în direcțiile transversale și longitudinale sunt diferite. După formare, distribuția tensiunilor este asimetrică de-a lungul direcției circumferențiale.

2. Abateri în procesele de formare

• Sistemul de rulare și abaterea matriței:Abaterile în uzura rolelor de formare, forța neuniformă de apăsare-în jos sau deviația în linia centrală a matriței cauzează curbura inconsecventă a țevii și cantități diferite de extensie pe ambele părți. În cazuri severe, poate duce la răsucirea în spirală a corpului conductei.
• Tensiune și abatere de hrănire:Tensiunea insuficientă în secțiunea de desfășurare, înclinarea plăcii de ghidare de alimentare și banda de oțel alimentată într-un unghi oblic în secțiunea de formare duc la abateri de îndoire cumulative începând de la prima trecere.
• Parametri de pre-îndoire și formare incorecți:Pre{0}}îndoire marginea inadecvată, distanța pasului de formare JCO nerezonabilă/grad de deschidere a matriței, provocând concentrarea tensiunilor în secțiunea țevii și dreptate generală care depășește standardul după formare.

3. Deformarea termică de sudare (cea mai proeminentă cauză specială pentru țevile din oțel fără sudură)

• Aportul de căldură de sudare asimetric: La sudarea pe o parte, partea de sudare este încălzită concentrat, iar contracția de răcire este semnificativ mai mare decât cea a materialului de bază, determinând corpul țevii să se îndoaie spre partea sudată (cunoscut în mod obișnuit ca „cot de sudură”); dacă aportul de căldură intern și extern în sudarea dublu-față nu este uniform, va apărea aceeași problemă.
• „Efectul nervurii” al înălțimii excesului de sudare:Excesul de înălțime neuniform pe interiorul și exteriorul sudurii, echivalent cu formarea unei armături pe o parte a corpului țevii, limitând deformarea pe acea parte și provocând deviația totală a curburii.
• Defect de „puing” la capătul conductei:Deformarea procesării și sudării la ambele capete ale sudurii nu se potrivesc, rezultând deformarea locală la capătul țevii, care nu numai că afectează perpendicularitatea feței de capăt, dar amplifică și abaterea generală a dreptății.

4. Procese ulterioare și factori externi de forță

• Răcire neuniformă:Există diferențe de temperatură între partea de sus și de jos, la stânga și la dreapta țevii după sudare și rate diferite de contracție la fiecare parte, rezultând îndoire termică.
• Procese de expansiune și presiune a apei:Parametrii de expansiune neadecvați, rata de deformare ne-uniformă de-a lungul direcției axiale sau redistribuirea tensiunii reziduale după testarea presiunii apei vor expune îndoirea potențială și chiar vor cauza noi deformații.
• Ridicare și stivuire:Punctele de ridicare insuficiente pentru țevi lungi sau straturi excesive de stivuire vor cauza îndoirea plasticului din cauza gravitației, care este o deformare post-turnată cauzată de forțele externe.

Îndreptarea este un proces cheie în producția de țevi de oțel fără sudură pentru a asigura acuratețea dimensională și performanța. Necesitatea de bază constă în următoarele aspecte:
1. Îndeplinirea cerințelor de precizie de montaj și construcție

• Cerințe de procesare a capătului conductei:Tuburile de ulei, conductele mecanice necesită filetare, iar majoritatea proceselor de filetare se bazează pe rotația conductelor-. Abaterea excesivă a dreptății va cauza excentricitatea filetelor și defectarea etanșării conexiunii; abaterea dreptății va cauza, de asemenea, prelucrarea neuniformă a canelurii de la capătul țevii și deviație excesivă de tăiere. 
• Eficiența-conexiunii pe site:În construcția de conducte pe distanțe lungi-și a rețelelor de conducte structurale, țevile de oțel îndoite nu pot fi aliniate cu precizie și necesită corecție sau tăiere secundară-la fața locului, ceea ce crește semnificativ costurile de construcție și perioadele de construcție. Când sunt așezate pe distanțe lungi, micile abateri ale pieselor individuale se pot acumula în compensații generale uriașe.

2. Asigurarea siguranței și a duratei de viață

• Siguranta structurala:Ca suporturi structurale sau arbori mecanici, îndoirea va cauza concentrarea locală a tensiunilor, iar serviciul pe termen lung este predispus la fracturi prin oboseală.
• Performanta de transport:Peretele interior curbat al conductei de transport de fluid va forma turbulențe, crescând rezistența la transport și accelerând coroziunea locală, scurtând durata de viață a conductei.
• Calitatea acoperirii:În 3PE și alte operațiuni de acoperire, îndoirea țevilor va cauza grosimea neuniformă a stratului și defectarea zonelor subțiri ale acoperirii, ceea ce duce la pericole de coroziune a conductelor.

3. Eliminați și omogenizați stresul rezidual

• Îndreptarea se realizează prin deformarea plastică inversă controlată, care redistribuie stresul rezidual de formare și sudare în corpul țevii, reducând vârful de tensiune și împiedicând deformarea spontană a țevii în timpul prelucrării, depozitării sau utilizării ulterioare, stabilizând astfel precizia dimensională.

4. Conform toleranțelor standard ale produsului

• Standardele principale, cum ar fi API 5L, GB/T 3091 și GB/T 9711, toate au cerințe clare pentru rectitudinea țevilor de oțel (de obicei, mai mică sau egală cu 0,15% L, cu cerințe de înaltă precizie atingând mai puțin sau egal cu 0,05% L). Îndreptarea este un proces necesar pentru îndeplinirea standardelor și realizarea livrării din fabrică.

Pentru producția de țevi de oțel cu cusătură dreaptă, îndreptarea mecanică la rece este procesul principal, completat de îndreptarea la cald. În același timp, se efectuează pre-prelucrare pentru controlul reducerii îndoirii, formând un sistem complet de „prevenire + îndreptare grosieră + îndreptare fină + îndreptare suplimentară”.

1. Procesele și echipamentele principale de îndreptare la rece
(1) Mașină de îndreptat cu role cu role înclinate cu mai multe-(echipament de bază pentru îndreptarea fină)

• Principiul de funcționare: Folosește mai multe seturi de role de îndreptare curbe înclinate intercalate (de obicei șase sau șapte structuri cu role), cu axa rolei la un unghi de înclinare de 25 până la 35 de grade față de axa țevii; rola inferioară antrenează țeava să se rotească și să avanseze axial, în timp ce rola superioară aplică o forță de compresie, determinând țeava să sufere îndoiri inverse repetate în jurul circumferinței, prin deformare elastică-plastică, eliminând treptat toate direcțiile de curbură.
• Scenarii aplicabile: Îndreptarea fină a țevilor sudate ERW cu diametru mediu și mic sau îndreptare fină suplimentară pentru țevi cu diametru mare-, cu precizie de îndreptare care ajunge la 0,2 mm/m.
• Controlul parametrilor cheie:Distanța dintre role este de 0,8 până la 1,2 ori diametrul țevii; cantitatea de reducere trebuie să depășească deformația de curgere a materialului, dar să fie mai mică decât rezistența la tracțiune, pentru a evita fisurarea sau contracția; viteza de îndreptare pentru oțel carbon este de obicei de 20 până la 40 m/min.

(2) Mașină de îndreptat sub presiune (îndreptare locală pentru țevi cu diametru mare-)

• Principiul de funcționare: Pe baza principiului mecanicii de îndoire în trei-puncte, două suporturi țin corpul țevii într-o formă îndoită, iar o presiune concentrată este aplicată în punctul cel mai înalt al părții concave a țevii, provocând deformarea plastică inversă a țevii și, după revenire, atingând cerința de dreptate.
• Scenarii aplicabile: Îndreptare suplimentară locală pentru țevi sudate LSAW cu pereți gros-de diametru mare-sau pentru țevi cu coturi dure locale, adesea utilizate împreună cu îndreptarea cu role.
• Caracteristicile procesului: Poate monitoriza deviația în timp real și poate ajusta cantitatea de reducere după cum este necesar; sistemele inteligente moderne pot calcula automat parametrii de reducere pe baza măsurării inițiale a deformarii, înlocuind experiența manuală.

(3) Îndreptare coordonată în procesul de extindere

• Expansiunea la rece este un proces standard pentru țevile sudate cu arc scufundat cu cusătură dreaptă cu diametru mare, folosind matrițe pentru a extinde uniform țeava în jurul circumferinței, nu numai eliminând stresul rezidual de sudură și îmbunătățind rotunjimea, ci și controlând în mod rezonabil rata de deformare a expansiunii, ceea ce poate îmbunătăți în mod semnificativ rectitudinea generală, controlând rectitudinea cu 0,15%, ceea ce împiedică o cheie de îndreptare.

2. Proces de îndreptare la cald (suplimentar me thod)
Cel mai frecvent utilizat este îndreptarea cu flacără:

• Metoda de operare:Pe partea convexă a cotului țevii, utilizați o flacără de oxigen-etan pentru încălzirea benzii sau punctuale, cu temperatura controlată la 700 până la 850 de grade (oțelul devine roșu închis), apoi răciți natural sau cu apă, folosind deformarea prin contracție a zonei de încălzire pentru a anula îndoirea inițială.
• Scenarii aplicabile: corectarea locală a deformărilor mari în liniile de producție, reparații la-față, lățimea de încălzire nu este de obicei mai mare de două ori grosimea peretelui conductei și este necesar un control strict al temperaturii pentru a evita supraîncălzirea sau deteriorarea materialului.

3. Aranjament de îndreptare în procesul de producție
Dispunerea tipică a procesului de îndreptare a liniei de producție de țevi sudate cu cusături drepte:
Formare și sudare → Nivelarea cusăturii de sudură → Expansiune la rece → Îndreptare brută (role paralele / distanță mare între role) → Îndreptare fină (mașină de îndreptat cu role înclinate) → Test hidraulic → (îndreptare suplimentară locală) → Prelucrare capăt țevii → Inspecție produs finit