Причины изгиба прямошовных труб и способы их выпрямления

Причины изгиба прямошовных стальных труб и методы выпрямления связаны с материаловедением, технологиями обработки и механическими принципами.

1. Материалы и остаточное напряжение

• Прокатное остаточное напряжение:В процессе прокатки стального листа из-за неравномерного охлаждения или деформации внутри листа образуются остаточные напряжения. После прокатки трубы напряжение снимается, в результате чего труба изгибается.
• Разделение химических компонентов:Распределение таких элементов, как углерод и марганец, в стальной заготовке неравномерно, что приводит к локальным различиям в прочности. Это приводит к деформации при последующей обработке.

2. Процесс формовки и сварки

• Формирующее отклонение:Неравномерное прижатие валков в процессе прокатки или износ формы приводит к неравномерному искривлению трубной заготовки.
• Тепловое воздействие сварки:Для сварки продольных швов используется высокочастотная-сварка (ERW) или сварка под флюсом (SAW). Зона сварного шва прогревается неравномерно, а после охлаждения распределение напряжений становится неравномерным. Особенно при односторонней-сварке он более склонен к изгибу в сторону сварного шва.
• Асимметрия высоты галтели сварного шва:Разница в высоте между внутренней и внешней поверхностями сварного шва создает «ребристый эффект», вызывающий деформацию тела трубы при охлаждении.

3. Охлаждение и термообработка.

• Неоднородное охлаждение:Различия в скоростях охлаждения во время процессов закалки или нормализации, приводящие к микроструктурным напряжениям (например, к разным объемам мартенсита и феррита во время превращения).
• IПравильная температура во время выпрямления:При проведении горячей правки температура была ниже температуры рекристаллизации (для углеродистой стали примерно 600 град.). Это приводило к недостаточной пластичности материала, а упругое восстановление после выпрямления приводило к вторичному изгибу.

4. Хранение и транспортировка.

• Неправильная поддержка:При укладке в несколько слоев расстояние между опорами было слишком большим, в результате чего средняя часть трубы прогибалась под собственным весом и подвергалась пластической деформации.
• Градиент температуры:Из-за разницы температур между солнечной и теневой стороной при хранении на открытом воздухе термическая нагрузка вызывает изгиб.

1. Механическая правка (холодная правка)

• Роликовая правильная машина:

1. Принцип: использование нескольких комплектов чередующихся правильных роликов для многократного выполнения пластического-сгибания стальной трубы позволяет постепенно устранить кривизну.
2. Ключевые параметры:Расстояние между валками (обычно в 0.8 - 1.2 раза больше диаметра трубы), степень обжатия (должна превышать предел текучести, но быть ниже предела прочности на разрыв), скорость правки (для углеродистой стали обычно составляет 20 - 40 м/мин).
3. Ключ точки для регулировки:Используйте «метод обратного изгиба». Отрегулируйте степень уменьшения соответствующей группы валков в соответствии с положением точки изгиба. При больших изгибах необходимо пройти несколько раз.

• Машина для выпрямления давлением:

Это применимо к местным жестким изгибам. Он использует принцип трехточечного изгиба-, оказывая давление на выпуклую сторону изгиба и одновременно используя микрометр для контроля прямолинейности в режиме реального времени (цель: меньше или равно 1,5 мм/м).

2. Горячее выпрямление
• Выпрямление пламени:

1. Метод:Используйте кислородно--ацетиленовое пламя, чтобы нагреть ленточно--на выпуклой изогнутой стороне (температура 700 - 850 градуса, темно-красный цвет), затем охладите и втяните, чтобы выпрямить.
2. Технические моменты:Ширина обогрева не должна превышать толщину стенки трубы более чем в два раза, а глубина не должна превышать одну-треть толщины стенки. Избегайте чрезмерного нагрева, который может привести к укрупнению зерна.

• Общая выпрямление после термообработки:
Для труб с высоким остаточным напряжением-отжиг для снятия напряжений (нагрев до 580–650 градусов, выдержка в течение определенного периода времени, а затем медленное охлаждение) в сочетании с механической правкой дает лучшие результаты.

1. Онлайн-мониторинг:

Используйте лазерный сканер для непрерывного измерения прямолинейности (например, лазерная измерительная система LAP), и данные передаются обратно в ПЛК правильной машины для автоматической регулировки.

2. Оптимизация процесса:

• Во время сварки выполняйте двустороннюю-синхронную сварку, чтобы уменьшить асимметрию подвода тепла.
• Контролируйте конечную температуру прокатки выше точки фазового превращения Ar3 (приблизительно 850 градусов для низколегированной стали) и избегайте двух-зонной прокатки.

3. Характеристики хранения:

 Используйте опоры для седел V-образной формы. Расстояние между опорами должно составлять не более 1/3 длины трубы. Избегайте длительного-одного-воздействия прямых солнечных лучей.

Для высоко-прочных сталей (таких как X70 или выше) в процессе правки скорость деформации должна составлять менее 3 %, чтобы предотвратить расширение микро-трещин.

Для тонкостенных-труб (с соотношением диаметра и толщины более 40) во время правки требуется внутренняя опорная форма, чтобы предотвратить ошибки округления.

После правки рекомендуется провести ультразвуковой контроль (УЗК), особенно для контроля зоны термического влияния сварного шва.