Τι προκαλεί ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος σε σωλήνες από χάλυβα

​

Το ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος σε σωλήνες από χάλυβα έλασης (ειδικά οι χαλύβδινοι σωλήνες χωρίς συγκόλληση, όπως οι σωλήνες από χάλυβα χωρίς συγκόλληση θερμής-έλασης και οι χαλύβδινοι σωλήνες χωρίς ραφή ψυχρής{{1}έλασης) είναι ένα κοινό πρόβλημα ποιότητας στη διαδικασία παραγωγής. Οι βασικές αιτίες μπορούν να αποδοθούν σε τέσσερις μεγάλες κατηγορίες: πρώτες ύλες, εξοπλισμός, διαδικασία και λειτουργία. Συγκεκριμένα, μπορεί να αναλυθεί στους ακόλουθους λεπτομερείς παράγοντες, οι οποίοι εξηγούνται λεπτομερώς σε συνδυασμό με την αρχή της κύλισης (όπως η διάτρηση, η συνεχής κύλιση και οι διαδικασίες μείωσης του πυρήνα):

Οι πρώτες ύλες είναι το σημείο εκκίνησης της έλασης χαλύβδινων σωλήνων. Εάν οι ίδιες οι πρώτες ύλες έχουν ελαττώματα, αυτό θα οδηγήσει άμεσα σε αποκλίσεις στο πάχος του τοιχώματος του τελικού προϊόντος και είναι δύσκολο να διορθωθούν πλήρως σε επόμενες διαδικασίες.

- Ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος/διάμετρος του σωληναρίου :

Η ίδια η μπιγιέτα σωλήνων (όπως η στρογγυλή μπιγιέτα από χάλυβα, η μπιγιέτα συνεχούς χύτευσης) έχει ελλειπτικότητα, διακυμάνσεις διαμέτρου ή τοπικό πάχος/λεπτότητα (για παράδειγμα, η "χαλαρή ζώνη", "κοιλότητα συρρίκνωσης", "διαχωρισμός" της ράβδου συνεχούς χύτευσης) και η παραμόρφωση μετάλλου κατά τη διάρκεια της κύλισης είναι ασυνεπής, η πιο πυκνή πλευρά της ροής είναι ασυνεπής {0 στην πιο λεπτή πλευρά είναι πολύ γρήγορο, με αποτέλεσμα τελικά να δημιουργείται ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος του τελικού προϊόντος.

- Εσωτερικά ελαττώματα του σωληναρίου :

Η μπίλια του σωλήνα έχει εγκλείσματα, πόρους, ρωγμές κ.λπ. Κατά τη διαδικασία έλασης, η πλαστικότητα του μετάλλου στην περιοχή του ελαττώματος είναι κακή και η παραμόρφωση δεν είναι συνεχής, με αποτέλεσμα το τοπικό πάχος τοιχώματος να είναι πολύ λεπτό (το μέταλλο στην περιοχή του ελαττώματος δεν μπορεί να γεμίσει αποτελεσματικά) ή πολύ παχύ (το μέταλλο συσσωρεύεται γύρω από το ελάττωμα).

- Ανομοιόμορφη θερμοκρασία σωλήνων :

Όταν η ράβδος σωλήνων θερμαίνεται (όπως σε έναν κλίβανο θέρμανσης με δακτύλιο), η θέρμανση είναι ανομοιόμορφη, με τοπικές θερμοκρασίες πολύ υψηλές (το μέταλλο είναι πολύ μαλακό, η ροή είναι πολύ γρήγορη) ή πολύ χαμηλή (το μέταλλο είναι πολύ σκληρό, η ροή εμποδίζεται), με αποτέλεσμα αποκλίσεις στο πάχος του τοιχώματος μετά την κύλιση (για παράδειγμα, το πάνω μέρος του τοιχώματος έχει πολύ μεγάλο πάχος λεπτό μετά το τύλιγμα).

Το πρώτο βήμα στην έλαση χαλύβδινων σωλήνων χωρίς συγκόλληση είναι το «τρύπημα» (βιδώνοντας το κενά του σωλήνα σε έναν κοίλο κενό σωλήνα). Εάν το πάχος του τοιχώματος του ίδιου του τυφλού σωλήνα είναι ανομοιόμορφο, είναι δύσκολο να το διορθώσετε πλήρως στις επακόλουθες διαδικασίες συνεχούς έλασης και ταξινόμησης μεγέθους.

Η ακατάλληλη ρύθμιση της γωνίας του κώνου και της επάνω θέσης των κυλίνδρων στη μηχανή διάτρησης (όπως το μηχάνημα διάτρησης σταυρωτού{{0}) οδηγεί σε "έκκεντρο πάχος τοιχώματος" (πάχος η μία πλευρά και λεπτή η άλλη πλευρά) ή "σπιράλ ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος" (εναλλασσόμενο πάχος σε σπειροειδή σχήμα κατά μήκος του τραχύ χαλύβδινου σωλήνα).

Η ελλειπτικότητα του τυφλού σωλήνα υπερβαίνει το τυπικό: Η διατομή-του τυφλού σωλήνα δεν είναι στρογγυλή και η μεταλλική παραμόρφωση στην κατεύθυνση της περιφέρειας κατά την κύλιση είναι διαφορετική, με αποτέλεσμα τελικά να δημιουργείται ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος.

Η ακρίβεια, η κατάσταση φθοράς και η ευθυγράμμιση του εξοπλισμού καθορίζουν άμεσα την ομοιομορφία της παραμόρφωσης του μετάλλου και είναι οι βασικές μηχανικές αιτίες ανομοιόμορφου πάχους τοιχώματος.

- Πρόβλημα κυλίνδρου :
Η ακρίβεια επεξεργασίας των ίδιων των κυλίνδρων (όπως οι κύλινδροι εργασίας συνεχών ελασματουργείων και οι κύλινδροι μηχανών κολλαρίσματος) είναι ανεπαρκής (όπως ασυνεπείς διαμέτρους κυλίνδρων και αποκλίσεις στην κυλινδρικότητα της επιφάνειας του κυλίνδρου), με αποτέλεσμα την ανομοιόμορφη δύναμη στο μέταλλο κατά την έλαση.
Ανομοιόμορφη φθορά των κυλίνδρων μετά τη χρήση (όπως έντονη φθορά στη μία πλευρά), ασυνεπής διάκενο μεταξύ των κυλίνδρων (μεγαλύτερο στη μία πλευρά και μικρότερο από την άλλη) και απόκλιση πάχους όταν περνάει μέταλλο.
Η ανομοιόμορφη θερμοκρασία των κυλίνδρων (όπως απόφραξη της υδάτινης οδού ψύξης, τοπική υπερθέρμανση και διαστολή) οδηγεί σε αλλαγές στο πραγματικό διάκενο κυλίνδρων.

- Πρόβλημα κορυφής/μανδρελιού :
Το πάνω μέρος της μηχανής διάτρησης και ο άξονας του συνεχούς ελασματουργείου (χρησιμοποιείται για τη στήριξη του εσωτερικού τοιχώματος του χαλύβδινου σωλήνα) είναι εκκεντρικά (δεν ευθυγραμμίζονται με την κεντρική γραμμή των κυλίνδρων), με αποτέλεσμα η μία πλευρά του εσωτερικού τοιχώματος του χαλύβδινου σωλήνα να συνδέεται στενά με τον άξονα και το κενό στην άλλη πλευρά να είναι πολύ μεγάλο, σχηματίζοντας ένα "inner" τοίχωμα "inner".
Η φθορά, η παραμόρφωση του μανδρελιού (όπως τοπική αραίωση) ή η κακή λίπανση της επιφάνειας (προσκόλληση μετάλλου) μπορεί να προκαλέσουν τοπική απόκλιση του πάχους του τοιχώματος στο εσωτερικό τοίχωμα.

- Απόκλιση της συσκευής προστασίας οδηγού :
Οι συσκευές οδηγού και προφυλακτήρα (όπως πλάκες οδήγησης και κύλινδροι οδήγησης) χρησιμοποιούνται για την καθοδήγηση του κυλίνδρου/κενού σωλήνα μέσα στους κυλίνδρους. Εάν η θέση του οδηγού και του προφυλακτήρα είναι μετατοπισμένη ή η φθορά είναι ανομοιόμορφη, θα προκαλέσει την «απόκλιση» της ράβδου του σωλήνα και κατά την κύλιση, η μεταλλική δύναμη θα ωθεί προς τη μία πλευρά, με αποτέλεσμα το πάχος του τοιχώματος να είναι ανομοιόμορφο.

Οι αποκλίσεις στο επίπεδο και στην κατακόρυφη θέση του πλαισίου και της βάσης του ελασματουργείου (όπως η καθίζηση θεμελίωσης και η χαλάρωση των μπουλονιών μετά από μακροχρόνια-χρήση) έχουν ως αποτέλεσμα να μην ευθυγραμμίζονται οι κεντρικές γραμμές των κυλίνδρων και των μανδρελιών (κακή ευθυγράμμιση) και η μεταλλική παραμόρφωση να είναι ασύμμετρη.

Οι κεντρικές γραμμές κάθε βάσης του ελασματουργείου πολλαπλών-στάντων δεν είναι ευθυγραμμισμένες (η διαμήκης ευθυγράμμιση είναι κακή) και οι άδειοι σωλήνες "συμπιέζονται και εκτρέπονται" επανειλημμένα κατά τη διέλευση, με αποτέλεσμα περιοδικό ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος κατά τη διεύθυνση του μήκους.

Βλάβες στα εξαρτήματα μετάδοσης του ελασματουργείου όπως ο κινητήρας, ο μειωτήρας και ο σύνδεσμος (όπως ασυνεπής ταχύτητα περιστροφής και υπερβολικό διάκενο μετάδοσης) κάνουν τις ταχύτητες περιστροφής κάθε ρολού να μην είναι συγχρονισμένοι, με αποτέλεσμα το μέταλλο να "τραβιέται" ή "ανομοιόμορφα συμπιέζεται" και να προκαλούνται διακυμάνσεις στο πάχος του τοιχώματος.

Οι παράμετροι της διαδικασίας είναι το κλειδί για τον έλεγχο της παραμόρφωσης του μετάλλου. Παράλογες ρυθμίσεις παραμέτρων μπορεί να οδηγήσουν σε αναντιστοιχίες στην ποσότητα παραμόρφωσης, τη θερμοκρασία και την ταχύτητα, προκαλώντας ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος.

- Απόκλιση θερμοκρασίας θέρμανσης :
Εάν η θερμοκρασία θέρμανσης του τυφλού σωλήνα είναι πολύ υψηλή (υπερθέρμανση), το μέταλλο θα έχει υπερβολική πλαστικότητα, η οποία μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε «υπερπαραμόρφωση» (τοπική αραίωση). Όταν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή (υποθερμαίνεται), η πλαστικότητα του μετάλλου είναι κακή, η αντίσταση στην παραμόρφωση είναι μεγάλη και είναι επιρρεπής η «σκληρή συμπίεση» (τοπικό πάχος).

Ανεπαρκής χρόνος θέρμανσης ή ανομοιόμορφη διατήρηση της θερμότητας, υπερβολική διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού του κυλίνδρου ή μεταξύ του επάνω και του κάτω μέρους (όπως πολύ πυκνή στοίβαξη μπιλιέτας σε δακτυλιοειδές κλίβανο θέρμανσης) και ανομοιόμορφη παραμόρφωση κατά την κύλιση.

- Αποτυχία ελέγχου θερμοκρασίας κατά τη διαδικασία κύλισης:
Όταν ο τραχύς σωλήνας τυλίγεται και ψύχεται πολύ γρήγορα (όπως με υπερβολικό νερό ψύξης ή ανομοιόμορφη ψύξη), το τοπικό μέταλλο σκληραίνει πρόωρα, καθιστώντας δύσκολη την επακόλουθη παραμόρφωση και με αποτέλεσμα την απόκλιση του πάχους του τοιχώματος.

Κατά τη συνεχή κύλιση, οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας μεταξύ κάθε πλαισίου είναι πολύ μεγάλες (για παράδειγμα, η θερμοκρασία εξόδου του μπροστινού πλαισίου είναι πολύ υψηλή και η παραμόρφωση του πίσω πλαισίου κατά την κύλιση είναι υπερβολική).

- Λανθασμένη ρύθμιση του κενού κυλίνδρων:

Το διάκενο κυλίνδρων είναι μια βασική παράμετρος που καθορίζει το πάχος του τοιχώματος του χαλύβδινου σωλήνα. Εάν το κενό στη μία πλευρά είναι πολύ μεγάλο κατά τη ρύθμιση του διακένου κυλίνδρου (όπως η μη βαθμονόμηση σύμφωνα με το πραγματικό μέγεθος του κενού σωλήνα) ή το διάκενο κυλίνδρων Οι ρυθμίσεις κάθε πλαισίου δεν είναι συνεχείς (όπως μεγάλο διάκενο κύλισης στο μπροστινό πλαίσιο και μικρό διάκενο κυλίνδρου στο πίσω πλαίσιο), θα προκαλέσει ξαφνική αλλαγή στο πάχος και στην παραμόρφωση του μετάλλου.

- Αδικαιολόγητος συντελεστής επιμήκυνσης:

Ο συντελεστής επιμήκυνσης (ο λόγος του μήκους μετά την κύλιση προς το μήκος πριν από την έλαση) είναι πολύ μεγάλος ή πολύ μικρός ή ο συντελεστής επιμήκυνσης κατανέμεται άνισα σε κάθε πλαίσιο - εάν ο συντελεστής επιμήκυνσης είναι πολύ μεγάλος, το μέταλλο ρέει πολύ γρήγορα, κάτι που είναι επιρρεπές σε τοπική αραίωση. Η ανομοιόμορφη κατανομή θα οδηγήσει σε διαφορές στην ποσότητα παραμόρφωσης κάθε τμήματος, με αποτέλεσμα διακυμάνσεις στο πάχος του τοιχώματος.

- Ακατάλληλες παράμετροι ταχύτητας:

Η ταχύτητα τροφοδοσίας του μπιγιέτα (ταχύτητα διάτρησης), η ταχύτητα περιστροφής των κυλίνδρων και η ταχύτητα εξαγωγής του μανδρελιού δεν ταιριάζουν, με αποτέλεσμα την ανεπαρκή παροχή ή συσσώρευση μετάλλου. Για παράδειγμα, εάν η ταχύτητα διάτρησης είναι πολύ γρήγορη και η στήριξη του άξονα δεν είναι έγκαιρη, το εσωτερικό τοίχωμα του χαλύβδινου σωλήνα θα γίνει τοπικά λεπτότερο.

Η ανεπαρκής λίπανση κατά την κύλιση (όπως ανεπαρκές λιπαντικό ή φθαρμένο γράσο) οδηγεί σε υπερβολική τριβή μεταξύ του μετάλλου και των κυλίνδρων ή του μανδρελιού, με αποτέλεσμα αυξημένη αντίσταση στην τοπική παραμόρφωση και παχύτερο πάχος τοιχώματος.

Ανομοιόμορφη διαδικασία ψύξης (όπως απόφραξη υδάτινων οδών ψύξης, απόκλιση των γωνιών του ακροφυσίου), ταχεία τοπική ψύξη της επιφάνειας του χαλύβδινου σωλήνα, αυξημένη σκληρότητα και αδυναμία αποτελεσματικής διόρθωσής της σε επόμενες διεργασίες, με αποτέλεσμα την απόκλιση του πάχους του τοιχώματος.

Οι δεξιότητες των χειριστών, η έγκαιρη επιθεώρηση και η προσαρμογή επηρεάζουν άμεσα το αποτέλεσμα εκτέλεσης της διαδικασίας και είναι οι «ανθρώπινες αιτίες» ανομοιόμορφου πάχους τοιχώματος.

Ο χειριστής απέτυχε να προσαρμόσει παραμέτρους όπως το διάκενο κυλίνδρων, την ταχύτητα περιστροφής και τη θερμοκρασία σύμφωνα με τις προδιαγραφές και τα υλικά του μπιγιέτας (για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας τις παλιές παραμέτρους για την παραγωγή χαλύβδινων σωλήνων διαφορετικών προδιαγραφών), με αποτέλεσμα να υπάρχει αναντιστοιχία μεταξύ των παραμέτρων και των πρώτων υλών.
Κατά τη ρύθμιση του διακένου κυλίνδρων, δεν βαθμονομήθηκε (όπως μόνο προσαρμογή βάσει εμπειρίας χωρίς χρήση εργαλείων όπως δείκτης μέτρησης για μέτρηση), με αποτέλεσμα μια απόκλιση μεταξύ του πραγματικού διακένου κυλίνδρου και της καθορισμένης τιμής.

- Οι συνθήκες φθοράς εξαρτημάτων όπως κυλίνδρους, άξονες και προφυλακτήρες οδηγών δεν ελέγχονταν τακτικά (για παράδειγμα, οι κύλινδροι δεν αντικαταστάθηκαν όταν η φθορά ξεπέρασε το πρότυπο) ή οι μεταλλικές συγκολλήσεις και τα λέπια οξειδίου στην επιφάνεια των εξαρτημάτων δεν καθαρίστηκαν εγκαίρως, με αποτέλεσμα την ανομοιόμορφη παραμόρφωση.

- Αποτυχία έγκαιρου εντοπισμού αποκλίσεων ευθυγράμμισης του εξοπλισμού (όπως μετατόπιση πλαισίου, χαλαρά προστατευτικά οδηγών) ή αποτυχία να γίνουν έγκαιρες ρυθμίσεις μετά την ανακάλυψη.

Οι χειριστές απέτυχαν να διεξαγάγουν επιθεωρήσεις εμφάνισης και διαστάσεων στα μπιγιέτα σωλήνων (όπως η χρήση μπιγιετών σωλήνων με υπερβολική ελλειπτικότητα), με αποτέλεσμα «εγγενή ελαττώματα» να ρέουν στη διαδικασία έλασης.

ακαθαρσίες που προσκολλώνται στην επιφάνεια των ρολών, ανομοιόμορφη ψύξη
Διαδικασία ταξινόμησης/μείωσης μεγέθους: Ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος στο άκρο, πολύ χαμηλή θερμοκρασία στο άκρο του τυφλού σωλήνα, ακατάλληλη ρύθμιση του κενού κυλίνδρων της μηχανής ταξινόμησης μεγέθους, απόκλιση του οδηγού και του προφυλακτήρα

Χρησιμοποιήστε ένα μετρητή πάχους υπερήχων για να μετρήσετε κατά μήκος της περιφέρειας του χαλύβδινου σωλήνα (τουλάχιστον τέσσερις κατευθύνσεις) και την κατεύθυνση μήκους (κάθε 100-200 mm) για να προσδιορίσετε τη μορφή της ανομοιομορφίας (εκκεντρότητα, ελικοειδής, περιοδική).

- Έκκεντρος τοίχος: Δώστε προτεραιότητα στον έλεγχο της ευθυγράμμισης του εξοπλισμού (κύλινδρος-κεντρική γραμμή χειρολαβής), της εκκεντρότητας της επάνω ράβδου/μανδαλίου και της ανομοιόμορφης θέρμανσης της ράβδου του σωλήνα.

- Ανομοιόμορφο σπειροειδές σχήμα: Ελέγξτε το προστατευτικό οδηγό της μηχανής διάτρησης, τη γωνία κώνου των κυλίνδρων και την απόκλιση του τυφλού σωλήνα.

- Περιοδικές διακυμάνσεις: Ελέγξτε τον συγχρονισμό της ταχύτητας συνεχούς έλασης, τον κύκλο φθοράς των κυλίνδρων και τη ρύθμιση του διακένου κυλίνδρων.

- Πρώτες ύλες:

Κλείστε τα κατάλληλα μπιλιέτα σωλήνων (με ομοιόμορφο μέγεθος και θερμοκρασία) και αφαιρέστε τις ελαττωματικές πρώτες ύλες.

- Εξοπλισμός:

Βαθμονόμηση ευθυγράμμισης και ισοπέδωσης, αντικατάσταση φθαρμένων εξαρτημάτων (ρολά, άξονες, προστατευτικοί οδηγοί) και καθαρισμός των επιφανειών των εξαρτημάτων.

- Διαδικασία:

Βελτιστοποιήστε τη θερμοκρασία θέρμανσης (ομοιόμορφη μόνωση), προσαρμόστε την αντιστοίχιση διακένου/ταχύτητας κυλίνδρων και βελτιώστε τη λίπανση και την ψύξη.

- Λειτουργία:

Ενισχύστε την επιθεώρηση (βαθμονομήστε τις παραμέτρους και ελέγξτε την κατάσταση του εξοπλισμού για κάθε παρτίδα) και βελτιώστε τις δεξιότητες των χειριστών.

Από την παραπάνω ανάλυση, μπορεί να φανεί ότι το ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος των ελασματοποιημένων χαλύβδινων σωλήνων είναι αποτέλεσμα της συντονισμένης αστοχίας πολλαπλών συνδέσμων όπως η λειτουργία "πρώτων υλών - εξοπλισμός - διαδικασίας -", και ο πυρήνας βρίσκεται στην καταστροφή της ομοιομορφίας της παραμόρφωσης μετάλλων. Στην παραγωγή, είναι απαραίτητος ο πλήρης-έλεγχος της διαδικασίας από την "πηγή (πρώτες ύλες) - διαδικασία (εξοπλισμός + τεχνολογία) - εκτέλεση (λειτουργία)" για να μειωθεί αποτελεσματικά η πιθανότητα ανομοιόμορφου πάχους τοιχώματος.

​