Výrobný a výrobný proces špeciálne tvarovaných oceľových rúr

Úvod: definícia a klasifikácia špeciálne tvarovaných oceľových rúr

Špeciálne tvarované oceľové rúry, tiež známe ako tvarované oceľové trubice alebo nekruhové oceľové rúry, sú širokou kategóriou oceľových trubíc s prierezovými profílmi, ktoré sa odlišujú od štandardného kruhového tvaru . Medzi tieto profily patria štvorcový, obdĺžnikový, eliptický, plochý, polkruhový, šesťuholníkový, osemuholníkový, trojuholníkový, päťuholníkový, kosoštvorcový, hviezdicový, vypuklý, dutý a rôzne iné špeciálne geometrie. Na základe charakteristík prierezu sa špeciálne tvarované rúry systematicky rozdeľujú do troch hlavných kategórií: špeciálne tvarované rúry s rovnakou hrúbkou steny, špeciálne tvarované rúry s nerovnakou hrúbkou steny a špeciálne tvarované rúry s premenným priemerom rozsah rozmerov týchto rúr je veľmi široký, priemer vonkajší sa zvyčajne pohybuje od 6 mm do 530 mm a hrúbka steny od 0,6 mm do 200 mm, čo umožňuje použitie od presných prvkov pre meracie prístroje až po ťažké konštrukčné prvky. Základné normy pre tieto výrobky zahŕňajú GB/T 3094-2012 pre studenoväčované tvarové oceľové rúry a YB/T 4674-2018 pre zvárané špeciálne tvarové oceľové rúry, ktoré poskytujú komplexné špecifikácie pre klasifikáciu, rozmery, technické požiadavky a zabezpečenie kvality .

Výroba bezševových špeciálnych tvarových rúr: horúca práca a studené taženie

Výroba bezševových špeciálnych tvarových oceľových rúr prebieha systematickým procesom, ktorý mení pevné okrúhle polotovary na presné duté profily s nekruhovým prierezom výrobný proces začína výberom a kontrolou kvalitných oceľových polotovarov v tvare valca, ktoré sa najprv zohrejú na približne 1 200 °C v rotačnej peci. Zohriaty polotovar sa potom privádza do prebiejaceho valcovacieho stroja, kde kužeľový mandrel prechádza jeho stredom a vytvára dutý plášť. táto horúca deformácia – vrátane prebiehania, krížového valcovania na troch valcoch, kontinuálneho valcovania alebo extrúzie – je nasledovaná operáciami zmenšovania priemeru rúrky a kalibrovania, aby sa dosiahla počiatočná kruhová dutá časť. horúco tvarovaná kruhová rúrka sa potom podrobuje studenej ťahu alebo studenej valcovania, čo sú základné technológie na výrobu profilov špeciálneho tvaru. Pri studenom ťahu sa kruhová rúrka ťahá cez presne obrobenú výstupnú formu pri izbovej teplote, čím sa postupne mení jej prierezový tvar na požadovaný netvarový profil. . Pre vysoké požiadavky na presnosť môže proces studeného ťahania zahŕňať viacero prechodov s medzitým tepelným spracovaním a kyselinovým čistením, aby sa obnovila tažnosť a odstránili povrchové oxidy . Komplexný pracovný postup studenej deformácie pre bezšvíkové špeciálne tvarované rúry je nasledovný: príprava okrúhlej rúry → zaostrenie → žíhanie → kyselinové čistenie → mazanie (naftovanie alebo mednenie) → viacprechodové studené ťahanie (alebo studené valcovanie) → tepelné spracovanie → vyrovnávanie → kontrola → označovanie → skladovanie . Pre aplikácie s ultra vysokou presnosťou sa studené valenie môže použiť studené valcovanie, pri ktorom rúra prechádza studeným valcovacím strojom, ktorý znižuje priemer a hrúbku steny a zároveň dosahuje vynikajúcu rozmerovú presnosť a kvalitu povrchu.

Výroba zváraných špeciálnych tvarovaných rúr: tváranie a vysokofrekvenčné zváranie

Zvárané špeciálne tvarované oceľové rúry sa vyrábajú inou výrobnou cestou, ktorá začína oceľovým páskom alebo kotúčom namiesto pevných polotovarov . Proces začína výberom vysokokvalitnej studenej alebo horúco valcovanej oceľovej pásiky, ktorá prechádza prísne kontroly povrchových chýb a dodržania rozmerov . Pásika sa potom odvinie a privádza sa cez sériu formovacích valčekov, ktoré postupne ohýbajú plochú pásiku do tvaru rúry. Pri profiloch špeciálneho tvaru je formovací proces zložitejší ako pri štandardných okrúhlych rúrach a vyžaduje starostlivo navrhnuté postupnosti valčekov, aby sa dosiahla požadovaná geometria prierezu. Okraje vytvorenej rúry sa spájajú pomocou vysokofrekvenčného elektrického odporového zvárania (ERW) , ktoré používa vysokofrekvenčný prúd na zahriatie okrajov na teplotu zvárania, nasledované stlačovacími valčekmi, ktoré ich spoja bez prídavného materiálu . Zvárací šev sa následne odstráni (odstránením vnútorného aj vonkajšieho výstupku), aby sa zabezpečili hladké povrchy . Pre väčšie priemery alebo hrubšie steny sa môže použiť submerged Arc Welding (SAW) , pričom sa uplatňujú jednovláknové alebo dvojvláknové techniky so samostatným prívodom fluksu výrobný proces zváraných špeciálnych profilových rúr zahŕňa: kontrolu oceľového pásu → odvinutie → vyrovnanie → orezanie okrajov → tvarovanie → vysokofrekvenčné zváranie → odstraňovanie hrotov → kalibrovanie → narovnávanie → rezy → nedestruktívne skúšanie → hydrostatické skúšanie → kontrola → balenie štandard zváraných špeciálnych profilových rúr YB/T 4674-2018 stanovuje požiadavky na zvárané tvarované oceľové rúry určené pre stavebníctvo a iné aplikácie.

Technológie studeného tvárnenia: valcovanie a ťahanie

Okrem studeného ťahania a zvárania sa pri výrobe špeciálnych profilových rúr používajú aj niektoré pokročilé technológie studeného tvárnenia. Tvarenie valcom (známy tiež ako studené valcovanie) je jednou z najviac rozšírených metód, pri ktorej sa už hotová kruhová alebo základne tvarovaná rúra vedie cez sériu valcových nástrojov, ktoré ju postupne studeným tvárením pretvárajú do konečného špeciálneho profilu tento proces ponúka niekoľko výhod: jednoduchý prevádzkový postup, vysoký výstup výroby, stredné náklady na nástroje a schopnosť dosiahnuť konzistentnú kvalitu počas veľkých výrobných sérií proces valcovania pozostáva z viacerých etáp, pričom rúrka prechádza postupne tvarovanými valcami, ktoré materiál postupne deformujú, až kým sa nedosiahne konečný prierez. Ťahové tvárnenie sa používa pre aplikácie, ktoré vyžadujú mimoriadne vysokú rozmerovú presnosť a vynikajúcu povrchovú úpravu táto metóda zahŕňa techniky ako prázdne ťahanie (bez vnútorného podporovania), ťahanie s mandrelom (s vnútorným podporovaním) a ťahanie valcovým dielom. Metóda s valcovým dielom ponúka výhody oproti ťahaniu pevným dielom tým, že premení šmykové trenie na valivé trenie, čím zníži náklady a zvýši výrobnú efektívnosť pre zložité geometrie vyžadujúce viacero etáp deformácie sa môžu tieto techniky studenej tvárnosti uplatniť postupne v kombinácii.

Žíhanie, povrchová úprava a kontrola kvality

Žiarenie je kritickým krokom pri výrobe tvarových rúr, ktorý upravuje mechanické vlastnosti a odstraňuje vnútorné napätia spôsobené studenou deformáciou . Procesmi ako žíhanie, normalizácia, kalenie a došľahovanie môžu výrobcovia optimalizovať pevnosť, húževnatosť a odolnosť proti korózii rúr . Žíhanie je obzvlášť dôležité pre studenovytiahnuté a studenoväčované rúry, keďže obnovuje kujnosť a uvoľňuje tvrdosť spôsobenú deformáciou. Pre tvarové rúry z nehrdzavejúcej ocele sa môže použiť rozpustné žíhanie so následným rýchlym ochladzovaním, aby sa rozpustili vysrážané fázy a obnovila odolnosť proti korózii. Po žiarení sa rúry podrobia povrchová úprava na zlepšenie vzhľadu a trvanlivosti . Toto môže zahŕňať leptanie na odstránenie oxidovej vrstvy, pasiváciu pre triedy nehrdzavejúcej ocele alebo aplikáciu ochranných povlakov, ako sú náter farbou, galvanické pokovovanie alebo práškové nátery . Pri zváraných rúrach sa zvarový šev podrobuje online nepretržitej ultrazvukovej kontrole, aby sa overila jeho celistvosť, a následne hydrostatickému tlakovému testu na potvrdenie tesnosti proti úniku. . Finálna kontrola kvality zahŕňa overenie rozmerov (vonkajší priemer, hrúbka steny, dĺžka, rovnosť), skúšky mechanických vlastností (ťah, tvrdosť, sploštenie) a posúdenie kvality povrchu. Komplexný systém zabezpečenia kvality zaisťuje, že každá špeciálne tvarovaná oceľová rúrka spĺňa prísne požiadavky svojho určenia – od presných strojov a automobilových súčiastok až po nosné konštrukcie a architektonické prvky.