Erityismuotoisten teräsputkien tuotanto ja valmistusprosessi

Johdanto: erityismuotoisten teräsputkien määritelmä ja luokittelu

Erityismuotoiset teräsputket, joita kutsutaan myös muotoiltuiksi teräsputkiksi tai ei-pyöreiksi teräsputkiksi, ovat laaja luokka teräsputkia, joiden poikkileikkauspoikkeaa standardista pyöreästä muodosta . Nämä poikkileikkaukset sisältävät neliö-, suorakaide-, ellipsi-, litteä-, puoliympyrä-, kuusikulmio-, kahdeksankulmio-, kolmi-, viisikulmio-, timantti-, tähti-, kupera-, kovera- ja useita muita erikoismuotoja. Poikkileikkauksen ominaisuuksien perusteella erityismuotoiset putket luokitellaan järjestelmällisesti kolmeen pääluokkaan: yhtä paksuiset erityismuotoiset putket, eri paksuiset erityismuotoiset putket ja muuttuvan halkaisijan erityismuotoiset putket näiden putkien mittojen vaihteluväli on laaja: ulkohalkaisijat vaihtelevat yleensä 6 mm:stä 530 mm:iin ja seinämän paksuudet 0,6 mm:stä 200 mm:iin, mikä mahdollistaa niiden käytön kaikenlaisissa sovelluksissa – tarkkuusmittauslaitteiden komponenteista raskaisiin rakenteellisiin osiin. Tuotteita koskevat ohjaavat standardit ovat GB/T 3094-2012 kylmävetoisille muotoiltuille teräsputkille ja YB/T 4674-2018 hitsattuille erikoismuotoisille teräsputkille, joiden avulla annetaan kattavat määrittelyt luokittelusta, mitoista, teknisistä vaatimuksista ja laadunvarmistuksesta .

Saumattomien erikoismuotoisten putkien valmistus: kuumakäsitteleminen ja kylmäveto

Saumattomien erikoismuotoisten teräsputkien valmistus perustuu systemaattiseen prosessiin, jossa kiinteistä pyöreistä valukappaleista muodostetaan tarkkuusvalmisteisia onttoja osia, joiden poikkileikkaus ei ole pyöreä tuotantoprosessi alkaa korkealaatuisten pyöreiden teräsbillettien valinnalla ja tarkastuksella, jotka ensin kuumennetaan noin 1 200 °C:n lämpötilaan pyörivässä uunissa. Kuumennettu billetti syötetään porauspuristimeen, jossa terävä työntäjä työntyy sen keskelle ja muodostaa ontelon kuoren. tämä kuumamuokkausvaihe – johon kuuluvat poraus, kolmirullainen poikittaispuristus, jatkuva puristus tai puristusmuovaus – seuraa putken pienentämis- ja mitoitusoperaatiot, joilla saavutetaan alustava pyöreä onteloprofiili. kuumamuokattu pyöreä putki käsitellään sitten kylmävetolaitteella tai kylmäpuristimella, jotka ovat erityisprofiilien valmistuksen ydinteknologioita. Kylmävetoprosessissa pyöreä putki vedetään huoneenlämpöisessä tilassa tarkasti koneistetun muottiputken läpi, mikä muokkaa sen poikkileikkausta vaiheittain haluttuun ei-pyöreään profiiliin. . Korkean tarkkuuden vaatimuksissa kylmävetoprosessi voi sisältää useita kierroksia välilämmityksen ja happokäsittelyn kanssa, jotta muovautuvuus palautetaan ja pinnan okсидit poistetaan . Kylmämuokkauksen kattava työnkulku hitsaamattomille erikoisprofiiliputkille on seuraava: pyöreän putken valmistus → kärjistys → pehmennyslämmitys → happokäsittely → voitelu (öljyminen tai kuparipinnoitus) → monivaiheinen kylmävetoproossi (tai kylmäpuristus) → lämmityskäsittely → suoristus → tarkastus → merkintä → varastointi . Erittäin korkean tarkkuuden sovelluksissa kylmä tiivistys voidaan käyttää kylmäpuristusta, jossa putki kulkee kylmäpuristuspuristimen läpi, mikä pienentää halkaisijaa ja seinämän paksuutta samalla kun saavutetaan erinomainen mitallinen tarkkuus ja pinnanlaatu.

Hitsattujen erikoisprofiiliputkien valmistus: muotoilu ja korkeataajuushitsaus

Hitsattuja erikoisprofiiliteräsputkia valmistetaan erillisellä tuotantolinjalla, joka alkaa teräsnavan tai -nauhan käytöstä eikä kiinteistä valukappaleista prosessi alkaa korkealaatuisen kylmävalssatun tai kuumavalssatun nauhateräksen valinnalla, joka tarkastetaan huolellisesti pinnan virheiden ja mittojen noudattamisen varmistamiseksi nauha puristetaan sitten auki ja ohjataan sarjaan muotoilurullia, jotka muovaa tasaisen nauhan vaiheittain putkimaiseksi muodoksi. Erityismuotoisten profiilien valmistuksessa muotoiluprosessi on monimutkaisempi kuin tavallisten pyöreiden putkien valmistuksessa, ja se vaatii tarkasti suunnitellun rullajärjestyksen halutun poikkileikkauksen saavuttamiseksi. Muotoillun putken reunat yhdistetään käyttäen korkeataajuista sähköistä vastus hitsausta (ERW) , jossa korkeataajuista virtaa käytetään reunojen kuumentamiseen hitsauslämpötilaan, minkä jälkeen puristusrullat muovaa ne yhteen ilman täyteainetta . Hitsausnahto käsitellään sen jälkeen (sisäinen ja ulkoinen kiilakappale poistetaan), jotta pinnat ovat tasaiset suuremmille halkaisijoille tai paksuimmille seinämille sulkuliimauksen (SAW) alla voidaan käyttää, jossa käytetään yksittäistä tai kaksinkertaista langanhitsausta automaattisella sulatusaineen syöttöjärjestelmällä valmistusprosessi hitsattuille erikoismuotoisille putkille sisältää seuraavat vaiheet: nauhamaisen teräksen tarkastus → purkaminen → tasaus → reunan leikkaus → muotoilu → korkeataajuushitsaus → pinnan poisto → koon säätö → suoristus → leikkaus → ei-tuhova testaus → hydrostaattinen testaus → tarkastus → pakkaus hitsattujen erikoismuotoisten putkien standardi YB/T 4674-2018 määrittelee vaatimukset rakennus- ja muihin sovelluksiin tarkoitettujen hitsattujen muotoiltujen teräsputkien osalta.

Kylmämuokkausteknologiat: rullamuovaus ja venytysmuovaus

Kylmävetämis- ja hitsausteknologioiden lisäksi erikoismuotoisten putkien tuotannossa käytetään useita edistyneitä kylmämuokkausteknologioita. Rullamuotoilu (tunnettu myös nimellä kylmärullamuovaus on yleisimmin käytettyjä menetelmiä, jossa jo valmiiksi muotoiltu pyöreä tai perusmuotoinen putki ohjataan sarjaan rullamuottipareja, jotka muovaa sen vaiheittain lopulliseen erikoismuotoiseen profiiliin tällä prosessilla on useita etuja: yksinkertainen käyttö, korkea tuotantoteho, kohtalaiset työkalukustannukset ja mahdollisuus tuottaa yhtenäistä laatua suurilla tuotantomääriä. puurullausprosessi koostuu useista vaiheista, joissa putki kulkee peräkkäin muotoiltujen rullien läpi, jotka muovaavat materiaalia vaiheittain, kunnes saavutetaan lopullinen poikkileikkaus. Venytysmuovaus käytetään sovelluksissa, joissa vaaditaan erinomaista mittatarkkuutta ja korkealaatuista pinnanlaatua tähän menetelmään kuuluvat muun muassa tyhjä vetäminen (ilman sisäistä tukea), mandrel-vetäminen (sisäisellä tuella) ja rulla-muovaus; rulla-muovausmenetelmä tarjoaa etuja kiinteän muottivetämisverrattuna, koska liukumisvastus muuttuu vierimisvastukseksi, mikä vähentää kustannuksia ja parantaa tuotantotehoa monimutkaisia geometrioita, joissa vaaditaan useita muovausvaiheita, voidaan käsitellä näillä kylmämuovausmenetelmillä peräkkäin.

Lämmökäsittely, pinnankäsittely ja laadunvalvonta

Lämmökäsittely on erityismuotoisten putkien valmistuksessa ratkaiseva vaihe, jolla säädellään mekaanisia ominaisuuksia ja poistetaan kylmämuokkauksen aiheuttamat sisäiset jännitykset . Anneointiin, normalisointiin, karkaisuun ja sitä seuraavaan pehmentämiseen perustuvilla prosesseilla valmistajat voivat optimoida putken lujuutta, sitkeyttä ja korroosionkestävyyttä . Anneointi on erityisen tärkeää kylmävetämillä ja kylmäpuristetulla valmistetuille putkille, sillä se palauttaa muovautuvuuden ja poistaa muodonmuutoksessa kertyneen työkovettumisen. Erityismuotoisille ruostumattomille teräsputkille voidaan käyttää liuotusanneointia ja sen jälkeistä nopeaa jäähdytystä saadakseen erotettua sadeaineet ja palautettua korroosionkestävyyden. Lämmökäsittelyn jälkeen putket käsitellään pintakäsittely parantamaan ulkoasua ja kestävyyttä . Tähän voi kuulua esimerkiksi oksidikalvon poisto happokäsittelyllä, ruostumattomien terästen passivoiminen tai suojaavien pinnoitteiden, kuten maalaamisen, sähkökromauksen tai jauhepinnoituksen, käyttö hitsattujen putkien hitsausnaulaa tarkastetaan jatkuvasti online-ultraäänitarkastuksella varmistaakseen sen eheyden, minkä jälkeen suoritetaan hydrostaattinen painekoe tiukkuuden varmistamiseksi. lopullinen laadunvalvonta kattaa mittojen tarkistuksen (ulkohalkaisija, seinämän paksuus, pituus, suoruus), mekaanisten ominaisuuksien testauksen (vetolujuus, kovuus, litistys) ja pinnan laadun arvioinnin. Laaja-alainen laaturiippuvuusjärjestelmä varmistaa, että jokainen erikoismuotoinen teräsputki täyttää tiukat vaatimukset tarkoitukseensa – täsmäkoneisiin ja autoteollisuuden komponentteihin sekä rakenteellisiin kehiköihin että arkkitehtonisiin elementteihin.