چرا برخی از لوله های فولادی ناهموار هستند؟

برای مدیران تدارکات، مهندسان سازه، و توسعه دهندگان پروژه، تامین منبع لوله های فولادی فقط به منظور بدست آوردن قطر خارجی (OD) و درجه فولاد مناسب نیست. یکی از مهم ترین و در عین حال اغلب نادیده گرفته شده ترین شاخص های کیفیت استیکنواختی ضخامت دیوار.

زمانی که یک لوله فولادی از ضخامت دیواره ناهموار رنج می‌برد-که از نظر فنی به آن می‌گویندخروج از مرکز ضخامت دیواریاانحراف غیر عادی-این فقط یک نقص زیبایی شناختی نیست. این یک خطر ساختاری است. یک لوله ناهموار دارای نقاط ضعیف موضعی است که می تواند منجر به خرابی های فاجعه بار تحت فشار بالا، تسریع خوردگی موضعی و بلایای تراز جوش در حین نصب در میدان شود.

اما علت این ناهمواری چیست؟ آیا این نشانه ای از تولید ارزان است یا محدودیت ذاتی برخی فرآیندهای تولید است؟

در این راهنمای جامع، علل متالورژیکی و مکانیکی ناهمواری ضخامت دیواره لوله فولادی را بررسی می‌کنیم، نحوه تأثیر روش‌های مختلف ساخت بر یکنواختی را با هم مقایسه می‌کنیم و راهنمای خرید عملی برای محافظت از پروژه‌های شما در برابر مواد نامرغوب ارائه می‌کنیم.

در یک دنیای مهندسی ایده آل، مقطع لوله فولادی{0}}دو دایره کاملاً متحدالمرکز است. با این حال، در ساخت{2}}در دنیای واقعی، برخی از سطوح انحراف اجتناب ناپذیر است.

از نظر ریاضی، خروج از مرکز ضخامت دیوار (E) به صورت زیر بیان می شود:

کجا:

• T_حداکثرحداکثر ضخامت دیوار اندازه گیری شده در یک مقطع معین-است.
• T_دقیقهحداقل ضخامت دیوار اندازه گیری شده در همان مقطع-است.

اگر این درصد از تحمل های استاندارد بین المللی (مانند ASTM، EN یا API) فراتر رود، لوله به عنوان معیوب طبقه بندی می شود. بیایید علل ریشه ای این پدیده را در روش های مختلف تولید بررسی کنیم.

فرآیند سوراخ کردن دوار لوله فولادی بدون درز

لوله های فولادی بدون درز برای کاربردهای ساختاری{0} با فشار بالا و حیاتی بسیار مورد علاقه هستند زیرا درز جوشی ندارند. با این حال، به دلیل اینکه در دماهای شدید از یک شمش فولادی جامد بیرون می‌روند، به شدت مستعد ناهمواری ضخامت دیواره هستند.

علل اصلی معمولاً در طول سه مرحله مهم تولید رخ می دهد:

الف. مرحله سوراخ کردن (مقصر اصلی)

سفر یک لوله بدون درز با یک شمش گرد جامد که تا بیش از 1200 درجه (2192 ℉) گرم می شود آغاز می شود. یک آسیاب سوراخ‌کننده، یک پلاگین مخروطی شکل- (ماندرل) را از وسط شمش ​​قرمز-در حال چرخش وادار می‌کند تا یک پوسته توخالی ایجاد کند. چندین مشکل مکانیکی در اینجا منجر به خروج از مرکز می شود:

• انحراف مرکز بیلت:اگر شمش فولادی خام به طور یکنواخت گرم نشود، یا اگر مرکز-منگنه زدن انتهای جلوی شمش خاموش باشد-، سنبه سوراخ‌کننده به طور طبیعی به سمت نرم‌تر (گرمتر) حرکت می‌کند یا مسیری را که کمترین مقاومت را دارد دنبال می‌کند.
• سایش و خم شدن سنبه:سنبه (شاخه سوراخ) تحت فشار شدید حرارتی و مکانیکی عمل می کند. اگر میله سنبه حتی کمی خم شود، یا اگر دوشاخه به طور ناهموار فرسوده شود، پوسته توخالی حاصل از یک طرف دارای یک دیواره ضخیم و از طرف دیگر یک دیواره نازک خواهد بود.
• تراز کردن غلتک راهنمای:اگر غلطک‌های راهنما یا صفحاتی که شمش را در حین سوراخ‌کاری تثبیت می‌کنند، ناهمتراز باشند، شمش تکان می‌خورد و یک الگوی مارپیچی (مارپیچی) با ضخامت دیواره ناهموار ایجاد می‌کند.

ب. مرحله طولاننده و نورد

پس از سوراخ کردن، پوسته توخالی دیواره ضخیم{{0} رول می شود و روی میله سنبه در آسیاب سنبه (MPM) یا آسیاب پلاگین کشیده می شود تا ضخامت دیواره کاهش یابد و طول آن افزایش یابد.

• اصطکاک دما:اگر یک گرادیان دما در سراسر محیط پوسته وجود داشته باشد (به عنوان مثال، یک طرف سریعتر از طرف دیگر در نوار نقاله خنک شود)، فلز در طول نورد با سرعت های مختلف جریان می یابد و باعث کشش ناهموار می شود.
• شکاف های رول ناسازگار:اگر رول‌های آسیاب نورد پیوسته دقیقاً کالیبره نشده باشند، یا اگر نیروی نورد در نوسان باشد، شکاف بین رول‌ها و میله سنبه تغییر می‌کند و فولاد را به‌طور ناهموار فشرده می‌کند.

ج. مرحله آسیاب کاهش کشش (SRM).

در مرحله نهایی اندازه گیری، لوله از طریق یک سری پایه های رول بدون سنبه داخلی کشیده می شود تا به قطر بیرونی نهایی برسد.

• تغییرات تنش:اگر کشش بین پایه های رول کاملاً کنترل نشود، می تواند باعث "ضخیم شدن انتهایی" یا نازک شدن موضعی در طول بدنه لوله شود.

3. علل ریشه ای ضخامت ناهموار دیوار در لوله های فولادی جوش داده شده (ERW / LSAW / SSAW)

برخلاف لوله های بدون درز، لوله های جوش داده شده از سیم پیچ ها یا صفحات فولادی مسطح (اسکلپ) ساخته می شوند که به شکل لوله ای خم شده و جوش داده می شوند.

فرآیند تشکیل لوله فولادی جوش داده شده erw

در حالی که لوله‌های جوش داده شده معمولاً دارای یکنواختی ضخامت دیواره بسیار بهتری نسبت به لوله‌های بدون درز هستند (چون تحمل ورق فولادی مسطح-رول شده بسیار قابل کنترل است)، تغییرات ضخامت همچنان می‌تواند به دلیل عوامل زیر رخ دهد:

الف. تنوع گیج مواد خام (تاج سیم پیچ)

کلاف‌های فولادی تولید شده توسط آسیاب‌های داغ به طور طبیعی در مرکز کمی ضخیم‌تر از لبه‌ها هستند- پدیده‌ای که به نامتاج.

• هنگامی که این سیم پیچ شکاف می‌کند و به شکل لوله در می‌آید، لبه‌هایی که به هم می‌رسند و درز جوش را تشکیل می‌دهند ممکن است نازک‌تر از پشت (وسط نوار اصلی) باشند که در نتیجه ناهمواری هندسی جزئی در سراسر محیط ایجاد می‌شود.

ب. ناهماهنگی در طول شکل دهی رول

در لوله های جوش داده شده با مقاومت الکتریکی (ERW) و طولی با قوس زیردریایی (LSAW)، ورق فولادی تخت به تدریج توسط یک سری غلتک شکل می گیرد.

• اگر رول‌های شکل‌دهنده فرسوده یا نامتعادل باشند، می‌توانند فشار نامتقارن اعمال کنند و باعث می‌شوند که یک طرف صفحه قبل از رسیدن به ایستگاه جوش بیشتر از طرف دیگر کشیده شود.

به عنوان یک مدیر تدارکات حرفه ای، پذیرش لوله های فولادی با یکنواختی ضخامت دیواره ضعیف می تواند پروژه شما را نابود کند. از این پنج استراتژی در طول فرآیند منبع یابی و کنترل کیفیت (QC) خود برای محافظت از سرمایه گذاری خود استفاده کنید:

1. آزمایش اولتراسونیک (UT) را در QAP خود تعیین کنید

بازرسی بصری نمی تواند خارج از مرکز داخلی جزئی را تشخیص دهد. هنگام نوشتن برنامه تضمین کیفیت (QAP)، سازنده را ملزم به اجرای مداوم آن کنیداندازه گیری ضخامت دیوار اولتراسونیک (UT).

• سنسورهای UT لوله را به صورت محیطی و طولی اسکن می کنند و نقشه دیجیتالی دقیقی از ضخامت دیوار ارائه می دهند. گزارش های آزمایش UT را به عنوان یک سند حمل و نقل اجباری درخواست کنید.

2. تلورانس های تنگ تر از حداقل های استاندارد را مشخص کنید

کدهای استاندارد بین‌المللی مانند ASTM A53 یا ASTM A500 تحمل ضخامت دیوار را تا -12.5% ​​مجاز می‌سازند. برای کاربردهای{5}}تنش زیاد (مانند شمع‌بندی آب عمیق، خطوط لوله فشار بالا، یا سازه‌های معماری پویا)،به حداقل های استاندارد تکیه نکنید.

• در مورد تلورانس های سفارشی و سخت تر با کارخانه مذاکره کنید (مثلاً تنوع را به -5٪ یا -8-٪ محدود کنید و مطمئن شوید که این به صراحت در سفارش خرید (PO) نوشته شده است.

3. تجهیزات سازنده و منبع شمش را دامپزشک کنید

یک آسیاب فقط به اندازه ماشین آلاتش خوب است. هنگام ممیزی-واجد شرایط یک کارخانه لوله بدون درز، بپرسید:

• آیا برای گرم کردن و پانچ کردن بیلت از دستگاه های مرکز اتوماتیک استفاده می کنند؟
• چرخه چرخش و جایگزینی سنبه سوراخ کردن آنها چیست؟
• آیا آنها بیلت را از سازندگان فولاد ردیف 1 تهیه می کنند؟(منبع شمش های تمیز و همگن تغییر شکل طبیعی را در حین سوراخ کردن به شدت کاهش می دهد).

4. انجام بازرسی‌های تصادفی شخص ثالث- (SGS، TÜV، Intertek)

هرگز فقط به گواهینامه های تست آسیاب (MTC) اعتماد نکنید. یک بازرس مستقل- شخص ثالث برای بازدید از کارخانه در مرحله تولید یا بارگیری استخدام کنید. بازرس باید از یک میکرومتر دیجیتال و گیج UT برای اندازه‌گیری ضخامت حداقل 5 درصد دسته در سه نقطه از هر لوله انتخابی استفاده کند: هر دو انتها و وسط.

5. هنگامی که یکنواختی در اولویت است، لوله های جوش داده شده (ERW/HSS) را انتخاب کنید

اگر پروژه شما شامل اتصالات ساختاری پیچیده، برش لیزری یا جوشکاری خودکار است-و نیازی به فشار بسیار زیاد ندارد{1}}بخش های توخالی جوش داده شده (HSS) را انتخاب کنیدبدون درز قوام ابعادی برتر لوله های جوش داده شده، ساخت سریع تر، تراز آسان تر و محاسبات ساختاری قابل پیش بینی تر را تضمین می کند.

تغییر ضخامت دیواره در لوله‌های فولادی یک واقعیت مکانیکی است که از محیط‌های تولیدی شدید ناشی می‌شود. در حالی که یک لوله کامل وجود ندارد، لوله-خارج از-تحمل یک تعهد است. با درک علل اصلی خروج از مرکز-از رانش سنبه در آسیاب های بدون درز گرفته تا روکش سیم پیچ در لوله های جوش داده شده-شما می توانید شرایط قرارداد بهتر مذاکره کنید، پارامترهای QC هوشمندتر تنظیم کنید و با آسیاب هایی که دقت را در اولویت قرار می دهند شریک شوید.

از ساختارها، بودجه و شهرت خود با درخواست آزمایش های دقیق و تلورانس های واضح در هر محموله محافظت کنید.

آیا در حال برنامه‌ریزی پروژه‌ای هستید که نیاز به{0}}قطعات ساختاری توخالی (HSS) با دقت بالا یا لوله‌های فشار بدون درز دارد؟ امروز با تیم مهندسی ما تماس بگیرید تا مشخصات پروژه خود را بررسی کرده و محصولات فولادی دارای گواهینامه ایمن{1} و یکنواخت مطابق با استانداردهای محلی شما را بررسی کنند.

تماس با ما