تكنولوجيا التحكم في تغيير سماكة جدار الأنابيب الفولاذية غير الملحومة

تقليل مقدار التباين, أو تحقيق المزيد من اتساق سمك الجدار, يمكن أن يكون الفرق بين تلبية متطلبات العميل أم لا. كما أنه يساعد في تقليل أو حتى التخلص من حاجة العميل للعمليات اللاحقة مثل المعالجة الآلية.

عادةً ما يتم تصنيع الأنبوب غير الملحوم في مطحنة ثقب ثنائية الأسطوانة. في بعض الحالات ، تكون هذه الخطوة وحدها كافية لإنتاج أنبوب يلبي متطلبات العميل. ومع ذلك, إذا كان ثبات سمك الجدار يحتاج إلى مزيد من التحسين بعد الثقب, يمكن لمنتج الأنبوب استخدام معدات إضافية وخطوات معالجة. نوعان من المعدات هما مطحنة استطالة متقاطعة (المعروفة باسمها التجاري, مثل مطحنة Assel أو Diescher), ومقعد السحب البارد.

نظرة عامة على خطوات العملية الثلاث

يبدأ تصنيع الأنابيب غير الملحومة عادةً بالدرفلة المتقاطعة على الساخن في مطحنة الثقب. الثقب هو الخطوة الأولى في عملية صنع أنبوب بجدار عالي الجودة. عادة ما تتبع هذه الخطوة عملية استطالة واحدة أو أكثر يمكنها تحسين جودة الجدار مع زيادة طول الأنبوب أيضًا. بعد الأنبوب يترك المطحنة غير الملحومة ويبرد, يمكن تشطيبه على طاولة سحب باردة كخطوة ثالثة لتحسين تحمل الجدار.

مطحنة الثقب. يتم توجيه معظم الاهتمام حول جودة الجدار غير الملحوم إلى مطحنة الثقب. هذا الاهتمام له ما يبرره لأن طاحونة الثقب لها أكبر تأثير على اختلاف الجدار. يمكن تحسين الأنابيب التي تنتجها مطحنة الثاقب 7 إلى 10 نسبة اختلاف الجدار.

على الرغم من أن القشرة المثقوبة قد تحتوي على أقل من 10 نسبة اختلاف الجدار, هذا القدر من التباين مخصص لقسم جدار سميك نسبيًا. فمثلا, تحقيق تسامح جدار بنسبة ± 10 في المائة ينتج أنبوبًا بسماكة نطاق جدار 13.5 مم (0.531 في.) إلى 16.5 مم (0.650 في.) أو أكثر عند الطلب في 15 مم (0.590 في.). قد تكون هناك حاجة إلى مزيد من المعالجة بواسطة مطحنة مستطيلة لمتطلبات العملاء الأكثر صرامة.

مطحنة مستطيلة. يتم استخدام خمسة أنواع رئيسية من مطاحن الاستطالة في صناعة إنتاج الأنابيب: مطحنة الأنابيب المغزل, مقعد الدفع, مطحنة المكونات, مطحنة الحد من التمدد, وطاحونة الاستطالة المتقاطعة. خمسون عامًا من الاستخدام على مستوى الصناعة أظهرت ذلك, من هذه المطاحن, يوفر مطول التدحرج المتقاطع أهم تحسين في تحمل الجدار للأنبوب المنتج في مطحنة الثقب. تستخدم مطحنة الاستطالة المتقاطعة لفات العمل على OD ومغزل على المعرف (انظر في حين أن 1).

مقعد السحب البارد. الرسم على المقعد هو طريقة تشطيب على البارد تعمل على تحسين أبعاد جدار الأنبوب غير الملحوم. في عملية سحب مقاعد البدلاء, أولاً ، يتم ربط الأنبوب بشكل فضفاض على مغزل متصل بقضيب. ثم تقوم مجموعة ذات زردية بإمساك الأنبوب وتسحبه عبر كربيد ثابت أو قالب فولاذي للأداة. والنتيجة هي أنبوب مخصص مع تحكم جيد جدًا في الأبعاد. تفاوت OD النموذجي هو ± 0.1 مم (± 0.004 بوصة.), وهو ما يقرب من عُشر تحمل الأنبوب غير الملحوم النموذجي الساخن.

تشمل المزايا الإضافية لعملية الرسم تشطيب السطح المحسن, القدرة على توفير التفاوتات في الهوية, وتحسين الخواص الميكانيكية. أنابيب التي يتم إنتاجها بهذه العملية تتطلب معالجة بسيطة أو إضافية وتعتبر منتجات ذات قيمة مضافة.

إرشادات حول استطالة التدحرج المتقاطع

لاستطالة المتداول المتقاطعة, هناك مطلبان رئيسيان يتعلقان بالصدفة المثقوبة. هذه تملأ قسم ارتفاع سنام إلى 80 إلى 90 في المئة من تصميمها وتعظيم قبضة المدخل الجانبية. كلا المطلبين مرتبطان بتصميم لفة البكرة في مطحنة Assel.3

في حين أن 2
يقع سنام اللف بالقرب من منتصف لفة العمل. من المهم مواءمة قسم الأنبوب الذي يدخل المطحنة مع ميزات تصميم لفات العمل. الرسم بإذن من كوبرويلد, شيلبي, ولاية أوهايو.
ملء الحدبة. Hump ​​هو مصطلح عام للمنطقة القريبة من منتصف لفة العمل التي تحتوي على ملف تعريف مرتفع (انظر في حين أن 2). حشو الحدبة هي مسألة قياس الجدار المثقوب ثم مقارنته ببعد الحدبة المعروف من الطباعة. يتم بعد ذلك ضبط طاحونة الثقب للحصول على القيمة المناسبة. فمثلا, إذا كان تصميم الحدبة 8 مم (0.315 في.), يجب أن تقيس القشرة المثقوبة 7 مم (0.276 في.) أكثر من حجم العميل (لان 7 هو 90 نسبة مئوية من 8).

هذه العلاقة مهمة في إنتاج الأنبوب الرقيق الجدار لأن تحمل الجدار للأنابيب الميكانيكية يعتمد على النسبة المئوية (لكل معيار ASTM A519). يصعب تحقيق التفاوتات في الأنابيب ذات الجدران الرقيقة بسبب ذلك, على سبيل المثال, 5 نسبة مئوية من 5 مم (0.197 في.) هو بعد أضيق بكثير من 5 نسبة مئوية من 10 مم (0.394 في.). يجب أن يفهم منتجو الأنبوب أنه إذا كانت قدرة المطحنة كذلك 1 مم (0.040 في.) من اختلاف الجدار, يمكن أن يمثل هذا نصف التسامح التجاري لأقسام الجدران المتوسطة (قيمة Cp 2.0) وتباين خارج نطاق التسامح لأقسام الجدران الرقيقة (Cp أقل من 1.0).

يجب تقليل سمك الجدار من طاحونة الثقب لضمان ملء ارتفاع الحدبة بشكل مناسب. لأنابيب رقيقة للغاية الجدار, قد يجد المصنعون أن تحسين الجودة في مطحنة الدرفلة المتقاطعة قد يكون صعبًا إن لم يكن من المستحيل تحقيقه لأن الغلاف المثقوب به الكثير من التباين. لبعض أحجام الأنبوب, يمكن زيادة تباين الجدار كنسبة مئوية بدلاً من تقليله في مطحنة الثقب. يتم تحديد النسبة المئوية للتباين عن طريق الحساب الدقيق. على الرغم من أن تباين الأبعاد الإجمالي يقلل من البسط, يتناقص المقام بمعدل أكبر لأن الأنبوب من مطحنة الاستطالة المتقاطعة بها 50 إلى 75 سمك جدار أقل في المائة من الأنبوب من مطحنة الثقب.

متقاطع قبضة المتداول. الشرط الثاني هو الحفاظ على أفضل قبضة في عملية التدحرج المتقاطع. يتم تعريف القبضة على أنها عدد اللوالب الأنبوبية قبل خط المنتصف في تصميم ممر مطحنة الدرفلة المتقاطعة - بعبارات بسيطة, يجب أن يتلامس الغلاف المثقوب مع وجه الأسطوانة في وقت مبكر من العملية حتى يتم إنشاء أنبوب التغذية قبل أن يصادف منطقة العمل في قسم الحدبة. يتطلب العمل المنجز في قسم الحدبة قدرًا كبيرًا من الطاقة, تصل إلى عدة آلاف حصان. يتم تطبيق القوة العاملة في قسم قصير جدًا, مستخدم 15 إلى 25 مم (أقل 1 في.) واسع. إذا لم يتم إمساك الأنبوب بشكل صحيح, ستدور بدلاً من إطعامها, أو قد تتغذى بشكل غير منتظم من خلال منطقة العمل, خلق الاختلاف.

في معظم الحالات ، يتم تحقيق أفضل حالة للقشرة المثقوبة من خلال إنتاج أقصى قطر خارجي يتناسب بشكل صحيح مع وجه لفة مطحنة الاستطالة المتقاطعة. عادة ما يتم حل هذه العلاقة عن طريق ضبط إعداد مطحنة الثاقب لإنتاج أبعاد الأنبوب الصحيح. ولكن في بعض الحالات ، قد يكون من الضروري زيادة أو تقليل زاوية التباين قليلاً لمطحنة الاستطالة للتأكد من أن الغلاف سوف يتلاءم ويتحكم بشكل صحيح.

تم استخدام التجارب التي أجريت على جودة جدار الأنابيب المأخوذة مباشرة من مطحنة الاستطالة لتحديد ما إذا كانت الأنابيب تتمتع بجودة جدار أفضل من الأنابيب التي تمت معالجتها بشكل أكبر بواسطة مطحنة التحجيم أو مطحنة تقليل التمدد. تقرر أنه في عملية تخفيض الحجم, تعمل القوى الطولية والضغطية على الجدار ويمكن أن تزيد من تباين الجدار. الأنابيب المأخوذة مباشرة من طاحونة استطالة ذات درفلة متقاطعة تتميز بتماسك جدار فائق وجودة سطح أفضل لأنها لا تتعرض لظروف الدرفلة في مطحنة التحجيم. الأنابيب التي مرت من خلال مطحنة التحجيم, ومع ذلك, يمكن تقليل تباين الجدار عن طريق الرسم البارد على طاولة السحب.

إرشادات للرسم على البارد

يعتمد النجاح في معالجة الأنبوب غير الملحوم المسحوب على البارد على الحفاظ على جودة الجدار العالية من الطاحونة الساخنة غير الملحومة والاختيار المناسب لأدوات طاولة السحب على البارد (مجموعات مغزل ويموت).

ثلاث نقاط رئيسية تتعلق برسم الأنبوب المثقوب هي:

• هناك حاجة إلى بعض تقليل الجدار لضمان عضات المغزل على الحائط في بداية السحب ثم يجلس المغزل بشكل صحيح في محمل القالب أثناء السحب. إذا كان الجدار القادم غير منتظم أو خفيف جدًا, لن يتقدم المغزل في محمل القالب, ولن يكون للأنبوب الناتج تفاوتات جيدة للأبعاد الخارجية, البعد الداخلي, وسمك الجدار.
• رسم مقاعد البدلاء يقتصر على الحد الأقصى 40 تخفيض في المئة في المنطقة. إذا كان الجدار القادم ثقيلًا جدًا, قد يتسبب ذلك في تعطل المعدن بدلاً من الخضوع أثناء الرسم, خاصة لدرجات سبائك الصلب تصلب العمل.
• الرسم عملية طولية. هناك إمكانية محدودة لتصحيح التباين الشديد في الجدار الطولي لأن القالب والشياق يتحركان بحرية وسيتبعان تباين الجدار بدلاً من تصحيحه.

يمكن تحسين الرسم على البارد عن طريق اختيار ملف تعريف القالب الأنسب (انظر في حين أن 3). لا يوجد تصميم واحد يعمل بشكل أفضل لجميع الأنابيب غير الملحومة لأن التصميم يعتمد على العديد من العوامل, مثل سمك الجدار, الصف الفولاذ, اجتياز متطلبات التخفيض, ورسم قيود مقاعد البدلاء.

في حين أن 3
ثلاثة أشكال رئيسية للقالب بالرسم على البارد هي نصف القطر, مستقيم, ومزيج مستقيم / نصف قطر, أو مزيج

ثلاثة ملامح يموت:

• نصف القطر يموت - مدخل القالب عبارة عن قوس بدون زوايا حادة أو أسطح مستوية.
• يموت مستقيم - مدخل القالب به شقة, السطح الزاوي, عادة 10 إلى 20 درجات لكل جانب.
• القوالب المختلطة - يجمع مدخل القالب بين الأسطح المسطحة وخلائط نصف القطر.

لكل أمر إنتاج يتم رسمه, يمكن إكمال مخطط التحكم الإحصائي أو طريقة اختبار t للطالب واستخدامها لتحسين ملف تعريف القالب وبُعد القالب كسجل دائم.

لمعظم الأنابيب غير الملحومة, ينتج قالب نصف قطر أفضل جودة للجدار. لأن نصف القطر يحتوي على ملف تعريف مدخل أكثر تدريجيًا ومزجًا سلسًا في قسم المحمل, يكون سحب الأنبوب أكثر اتساقًا وينتج عنه أبعاد عالية الجودة. لكن هناك عيبًا لهذا النوع من الموت: بسبب ملف تعريف المدخل التدريجي, يمكن إجراء تخفيض صغير فقط في OD على الأنبوب. يجب تخصيص الأنبوب غير الملحوم لاستخدام هذا النوع من القوالب, إضافة مصاريف التحويل.

تحقيق التناسق باستمرار

يتطلب تحقيق التناسق تحليل العملية إلى الوراء, من النهاية إلى البداية. توفر سماكة الجدار المحددة من قبل العميل للمنتج النهائي الأبعاد النهائية للأنبوب المعالج بواسطة طاولة السحب, الذي يرشد يموت واختيار مغزل. يحدد هذا الاختيار الحجم المناسب للأنابيب من الطاحونة غير الملحومة, التي تحدد الإعداد الصحيح ومعلمات التشغيل.