Výrobní a výrobní proces tvarovaných ocelových trubek

Úvod: definice a klasifikace tvarových ocelových trubek

Tvarové ocelové trubky, také známé jako tvarové ocelové roury nebo nekruhové ocelové trubky, jsou širokou kategorií ocelových trubek s průřezy, které se odchylují od standardního kruhového tvaru . Mezi tyto průřezy patří čtvercový, obdélníkový, eliptický, plochý, poloručníkový, šestihranný, osmihranný, trojúhelníkový, pětihranný, kosočtverečný, hvězdový, vypouklý, dutý a různé jiné zákaznické geometrie. Na základě charakteristik průřezu jsou tvarové trubky systematicky rozděleny do tří hlavních kategorií: tvarové trubky s rovnou tloušťkou stěny, tvarové trubky s nerovnoměrnou tloušťkou stěny a tvarové trubky s proměnným průměrem rozsah rozměrů těchto trubek je rozsáhlý, přičemž vnější průměry obvykle činí od 6 mm do 530 mm a tloušťky stěn se pohybují od 0,6 mm do 200 mm, což umožňuje použití jak pro součásti přesného měřicího zařízení, tak pro těžké konstrukční prvky. Na tyto výrobky se vztahují následující normy: GB/T 3094-2012 pro studeně tažené tvarové ocelové trubky a YB/T 4674-2018 pro svařované speciální tvarové ocelové trubky, které poskytují komplexní specifikace pro klasifikaci, rozměry, technické požadavky a zajištění kvality. .

Výroba bezešvých speciálních tvarových trubek: horké tváření a studené tažení

Výroba bezešvých speciálních tvarových ocelových trubek probíhá systémovým procesem, který přeměňuje pevné kulaté polotovary na přesné duté profily s nekulatým průřezem. výrobní proces začíná výběrem a kontrolou vysoce kvalitních ocelových polotovarů ve tvaru válce, které jsou nejprve zahřáté na přibližně 1 200 °C v rotační peci. Zahřátý polotovar je poté vložen do průrazového válcovacího stroje, kde kuželový mandrel pronikne středem polotovaru a vytvoří dutý plášť. tato horká deformace – zahrnující průraz, tříválcové příčné válcování, spojité válcování nebo extruzi – je následována operacemi zmenšení průměru trubky a kalibrování, aby byl dosažen počáteční kulatý dutý profil. horky tvarovaná kulatá trubka je poté podrobena studenému tažení nebo studenému válcování, což jsou klíčové technologie pro výrobu speciálních profilů. Při studeném tažení je kulatá trubka tahána přes přesně opracovanou formu (dýzu) za pokojové teploty, čímž se postupně mění její průřez na požadovaný nekulatý tvar. . Pro vysoké požadavky na přesnost může být proces studeného tažení proveden ve více průchodech s mezilehlým tepelným zpracováním a leptáním, aby se obnovila tažnost a odstranily povrchové oxidy . Komplexní pracovní postup pro studené tváření bezšvových speciálních trubek je následující: příprava kruhové trubky → zaostření → žíhání → leptání → mazání (olejování nebo mědění) → víceprůchodové studené tažení (nebo studené válcování) → tepelné zpracování → rovnání → kontrola → značení → skladování . Pro aplikace vyžadující extrémní přesnost studené valení lze použít studené válcování, při němž trubka prochází studeným válcovacím strojem, který snižuje průměr i tloušťku stěny a zároveň dosahuje vynikající rozměrové přesnosti a kvality povrchu.

Výroba svařovaných speciálních trubek: tvarování a vysokofrekvenční svařování

Svařované speciální ocelové trubky se vyrábějí jinou výrobní cestou, která začíná ocelovým pásem nebo cívkou místo plných polotovarů proces začíná výběrem vysoce kvalitního studeně váleného nebo horkováleného ocelového pásu, který je důkladně prohlížen z hlediska povrchových vad a dodržení rozměrových tolerancí pás je poté rozvinut a vedeno skrz řadu tvářecích válců, které postupně ohýbají plochý pás do trubkovitého tvaru. U profilů se speciálním tvarem je tvářecí proces složitější než u standardních kulatých trubek a vyžaduje pečlivě navrženou posloupnost válců, aby byla dosažena požadovaná geometrie průřezu. Okraje vytvarované trubky jsou spojeny pomocí svaru elektrickým odporem s vysokou frekvencí (ERW) , při němž je na okraje aplikován proud vysoké frekvence, čímž se zahřejí na teplotu vhodnou pro svařování, následovaným stlačením válců, které je spojí bez přídavného materiálu . Svarová spojka je následně odstraněna (odstranění vnitřního i vnějšího navařku), aby byly zajištěny hladké povrchy u větších průměrů nebo větší tloušťky stěny může být použita submerged Arc Welding (SAW) svarová metoda pod tavidlem (SAW), přičemž se uplatňují jednovláknové nebo dvouváhové techniky s automatickým přívodem tavidla výrobní proces pro svařované trubky speciálního tvaru zahrnuje: kontrolu páskové oceli → odvíjení → vyrovnání → řezání hran → tváření → vysokofrekvenční svařování → odstraňování převisů → kalibrování → narovnávání → řezání → nedestruktivní zkoušení → hydrostatické zkoušení → kontrola → balení norma pro svařované trubky speciálního tvaru YB/T 4674-2018 stanovuje požadavky na svařované ocelové trubky tvaru pro stavebnictví a jiné aplikace.

Technologie za studena: válcování a tažení

Kromě tažení za studena a svařování se při výrobě trubek speciálního tvaru používají i některé pokročilé technologie tváření za studena. Tvarování valcem (známé také jako válcování za studena) je jednou z nejvíce rozšířených metod, při níž již hotová kulatá nebo základního tvaru trubka prochází řadou válcových nástrojů, které ji postupně tváří za studena do konečného profilu speciálního tvaru tento proces nabízí několik výhod: jednoduchý provoz, vysoký výstup výroby, střední náklady na nástroje a schopnost dosahovat konzistentní kvality při velkých výrobních šaržích proces valcování zahrnuje více stupňů, přičemž trubka prochází postupně tvarovanými válečky, které materiál postupně deformují, dokud není dosaženo konečného průřezu. Protažené tváření se používá pro aplikace vyžadující mimořádnou rozměrovou přesnost a vynikající povrchovou úpravu tato metoda zahrnuje techniky jako tažení bez jádra (bez vnitřní podpory), tažení s jádrem (s vnitřní podporou) a protažení válečkovým nástrojem; metoda protažení válečkovým nástrojem má oproti protažení pevným nástrojem výhodu přeměny smykového tření na valivé tření, čímž se snižují náklady a zvyšuje se výrobní efektivita pro složité geometrie vyžadující více stupňů deformace lze tyto techniky studeného tváření kombinovat a aplikovat postupně.

Žíhání, povrchová úprava a kontrola kvality

Žíhání je kritickým krokem při výrobě trubek neobvyklého tvaru, který upravuje mechanické vlastnosti a odstraňuje vnitřní napětí způsobená za studena prováděnou tvářením . Procesy jako žíhání, normalizace, kalení a popouštění umožňují výrobcům optimalizovat pevnost, houževnatost a odolnost proti korozi trubek . Žíhání je zvláště důležité pro trubky tažené a válcované za studena, neboť obnovuje tažnost a odstraňuje ztvrdnutí materiálu vzniklé během deformace. U speciálních trubek ze nerezové oceli se může použít žíhání v roztoku následované rychlým ochlazením, aby se rozpustily vysrážené fáze a obnovila odolnost proti korozi. Po tepelném zpracování se trubky podrobují povrchová úprava pro zlepšení vzhledu a trvanlivosti . Může jít například o leptání za účelem odstranění oxidové vrstvy, pasivaci u tříd nerezové oceli nebo aplikaci ochranných povlaků, jako je natírání, pokovování nebo práškové nátěry . U svařovaných trubek se svárový šev podrobuje online nepřetržité ultrazvukové kontrole integrity, následované hydrostatickým tlakovým zkoušením za účelem potvrzení těsnosti proti úniku. . Finální kontrola kvality zahrnuje ověření rozměrů (vnější průměr, tloušťka stěny, délka, rovnost), mechanické zkoušky (tahová pevnost, tvrdost, zploštění) a posouzení povrchové kvality. Komplexní systém zajištění kvality zaručuje, že každá speciálně tvarovaná ocelová trubka splňuje přísné požadavky určeného použití – od precizních strojů a automobilových komponentů až po konstrukční rámce a architektonické prvky.