Como são produzidos e formados tubos quadrados e retangulares de grande{0}}diâmetro? O que deve ser observado durante o processo de produção?

Para tubos quadrados e retangulares de grande-diâmetro (normalmente referindo-se àqueles com uma única dimensão lateral maior ou igual a 200 mm), os processos principais são a transformação redonda-em{3}}quadrada (extrusão/laminação de tubos) ou formação direta (laminação de tiras de aço + soldagem de alta-frequência).

O núcleo da produção envolve conformação progressiva, controle de temperatura e forma, qualidade de solda/filme e controle de tensão residual. Para tubos de tamanho-com paredes grossas/altas-, a transformação redonda-para{4}}quadrada é preferível; enquanto para produção em-paredes finas/grande{6}}escala, a conformação direta é adotada.

(1) Método de formação-arredondado-retangular (parede sem costura/espessa-preferencial)
Usando tubos redondos sem costura ou tubos redondos soldados como matéria-prima, através de múltiplas passagens de matrizes ou moldes, de redondo → elíptico → redondo alongado → quadrado / retangular, o perímetro permanece basicamente inalterado e a deformação plástica do metal completa a conversão da seção.

- Fluxo do processo:

1. Preparação de Matéria Prima: Selecione se qualificadotubos redondos sem emenda (como 20#, Q355B) ou tubos soldados de grande-diâmetro, conduzem detecção de falhas, remoção de ferrugem e endireitamento.
2. Aquecimento (opcional): Aqueça tubos-de paredes grossas a 800–950 graus (melhora a plasticidade e evita rachaduras).
3. Pré-formação:Compressão progressiva por vários conjuntos de matrizes rolantes, o tubo redondo muda para elíptico, circular alongado, desbaste uniforme da parede e pré--prensagem de canto.
4. Formação retangular quadrada:Matrizes ou moldes especiais do tipo furo{0}}, pressione gradualmente os 4 cantos a 90 graus, controle o comprimento da borda, a diagonal e a espessura da parede de maneira uniforme.
5. Controle e modelagem de diâmetro:Máquina de laminação / endireitamento fino, tamanho correto, retilineidade, distorção, controle do canto redondo R (geralmente R menor ou igual a 1,5 × espessura da parede).
6. Resfriamento:Resfriamento a ar ou resfriamento a água (controle a velocidade de resfriamento, evite rachaduras por estresse).
7. Acabamento e Detecção de Falhas:Corte em comprimentos fixos, alise, dê polimento; Detecção de falhas UT/MT, medição de tamanho, espessura de parede, dureza.

- Recursos:

Sem costura de solda, alta resistência, espessura de parede uniforme, boa qualidade de canto; adequado para tubos-de paredes espessas com dimensões de 200×200–400×400mm e espessura de parede de 10–40mm; a eficiência é menor do que a formação direta.

(2) Método de conformação direta (laminação de tiras de aço + soldagem de alta frequência, parede fina/produção em lote preferida)

As tiras de aço laminadas a quente/laminadas a frio passam por processos de enrolamento, achatamento e laminação múltipla para formar formatos U→O→quadrado/retangular. Em seguida, eles são soldados usando soldagem por indução de alta-frequência e o processo é realizado continuamente.

- Fluxo do processo:

1. Desenrolamento e endireitamento:Desenrole a tira de aço, corte-a e solde-a e endireite-a para eliminar ondas/dobras de facas.
2. Pré--formação de dobra:  Vários rolos formadores dobram gradualmente a tira de aço em tarugos em forma de U → O, com alinhamento preciso da borda.
3. Soldagem de alta frequência:Aplique corrente de alta-frequência (200–450 kHz) para aquecer as bordas até derreter e use rolos de extrusão para soldá-las. Remova quaisquer rebarbas externas (as rebarbas internas podem ser removidas conforme os requisitos).
4. Resfriamento:A seção de soldagem é resfriada com água, reduzindo a temperatura para menos de aproximadamente 100 graus.
5. Formação retangular quadrada:Os tarugos em forma de O- entram no grupo de rolos de formação quadrado/retangular, onde os quatro cantos são gradualmente dobrados em 90 graus, controlando o comprimento, a diagonal e a verticalidade.
6. Controle de diâmetro e endireitamento:Os rolos de laminação finos controlam o diâmetro, e a endireitadeira corrige a retilineidade e a torção, controlando a planicidade e a verticalidade.
7. Corte automático no comprimento:Corte no comprimento, com cabeças chatas e rebarbadas.
8. Inspeção de precisão:Tratamento de superfície, detecção de falhas, testes de tamanho/propriedades mecânicas.

- Recursos:

Contínuo e eficiente, baixo custo, boa qualidade superficial, alta precisão dimensional; adequado para tubos-de paredes finas com dimensões de 200×200–500×500mm e espessuras de parede de 3–12mm; tem costuras de solda e requer detecção rigorosa de falhas.

(3) Outros processos auxiliares (especificações especiais/produção de pequenos lotes)
- Extrusão a quente:

O tarugo do tubo redondo é aquecido a 1100–1200 graus e então formado em um formato quadrado/retangular por meio de uma única extrusão em uma matriz; adequado para diâmetros extremamente grandes / paredes espessas / materiais especiais (como aço-liga, aço inoxidável), com alto custo e lote pequeno.

- Estiramento/laminação a frio:

Os tubos redondos sem costura são gradualmente reduzidos em diâmetro e moldados em um formato quadrado/retangular por meio de múltiplas matrizes de trefilação a frio ou rolos de laminação a frio; alta precisão, boa superfície, adequado para diâmetros médios e pequenos com tubos de alta precisão.

1. Controle de qualidade da matéria-prima (prevenção de defeitos na origem)

• Conformidade material:Q235B/Q355B/20# etc., com certificados de qualidade completos, e a composição e propriedades mecânicas atendem aos padrões.
• Superfície livre de defeitos:sem rachaduras, dobras, cicatrizes, camadas, ferrugem; a tira de aço não tem dobras em forma de foice, bordas onduladas ou rebarbas.
• Estabilidade dimensional:a elipticidade do tarugo do tubo redondo é menor ou igual a 1,5%, a tolerância de espessura da tira de aço é menor ou igual a ± 0,1 mm; o desempenho do mesmo lote de materiais é uniforme.

2. Controle do processo durante a conformação (evitando deformações, rachaduras, mantendo dimensões)
- Formação progressiva:deformação por passagem Menor ou igual a 10%, os cantos são dobrados lentamente (R Maior ou igual a 1,2 × espessura da parede), nunca pressurize a 90 graus de uma só vez (evitando microfissuras nos cantos e concentração de tensão interna).

- Controle de temperatura:

• Aquecimento para transformação redonda-para{1}}quadrada: 800–950 graus, aquecimento uniforme (diferença de temperatura menor ou igual a 50 graus), evita superaquecimento local e queima excessiva.
• Soldagem de-alta frequência: temperatura de soldagem de 1.350 a 1.450 graus, correspondência de corrente/tensão, velocidade de soldagem equilibrada com calor (evitando soldagem falsa, queimadura-, rebarbas excessivas).
• Resfriamento: controle de temperatura segmentado, resfriamento de água após soldagem menor ou igual a 100 graus, principalmente resfriamento de ar para tubos de paredes espessas-(evitando resfriamento repentino e rachaduras).

- Precisão da dimensão:
- Tolerância de comprimento da borda: ±0,5–1,0 mm (dependendo da especificação), diferença diagonal menor ou igual a 1,5 mm, perpendicularidade menor ou igual a 0,5 grau.
- Uniformidade da espessura da parede: desvio menor ou igual a ±8%, espessura da parede do canto maior ou igual a 90% da lateral (evitando resistência insuficiente nos cantos).
- Linearidade: Menor ou igual a 1,5mm/m, grau de torção Menor ou igual a 1 grau /m (ajuste fino por endireitadeira).

3. Controle de qualidade de solda (núcleo do método de formação direta)
- Parâmetros de soldagem: correspondência de potência de{1}}alta frequência, frequência e velocidade de soldagem, fusão de borda suficiente, extrusão adequada, sem soldagem falsa, inclusão de escória, poros ou queimadura-.
- Acabamento de borda: Remoção completa de rebarbas externas (transição suave), rebarbas internas menores ou iguais a 0,5 mm (rebarbas em tubos de alta-pressão/fluxo precisam ser removidas).
- Inspeção de solda: 100% de corrente parasita + inspeção ultrassônica, de acordo com os padrões GB/T 11345 Nível II ou API 5L.

4. Controle de qualidade de superfície (anti-arranhões, anti-oxidação, preservação da aparência)
- Condição da superfície do rolo: O rolo formador e os rolos guia são lisos (Ra menor ou igual a 1,6), sem rachaduras, sem adesão de aço e são polidos regularmente para evitar arranhões e reentrâncias.
- Lubrificação e resfriamento: A área de conformação utiliza emulsões/lubrificantes especializados, para resfriamento, redução de atrito e prevenção de oxidação; a área de soldagem é protegida com gases protetores (argônio/nitrogênio) para evitar a oxidação da solda.
- Limpeza de superfície: Remova incrustações de óxido, escória de soldagem, manchas de óleo e rebarbas; tubos de aço inoxidável precisam ser lavados-com ácido para passivação, e tubos de aço carbono podem ser jateados-com jateamento ou jato de areia.

5. Tensão residual e controle de endireitamento (evitando deformações/rachaduras posteriores)
- Liberação de tensão: para aço de-parede espessa/alta{2}}resistência (Q355 e superior), o recozimento de alívio de tensão pós{4}}formação (mantendo a 550–650 graus por 2–4 horas, resfriamento a ar) é realizado para eliminar tensões residuais da conformação e soldagem, evitando deformações posteriores, rachaduras e corrosão sob tensão.
- Processo de endireitamento: O endireitamento com rolo é o método principal, complementado pelo endireitamento por pressão; o espaçamento, o ângulo e a pressão dos rolos de endireitamento são precisamente combinados (muito pequeno causa danos à superfície, muito grande deixa tensão residual); a deformação local é corrigida com precisão usando uma prensa para evitar endireitamento excessivo.

6. Inspeção e Controle de Fábrica (Circuito Fechado de Qualidade)
- Inspeção Dimensional: Meça o comprimento da borda, espessura da parede, diagonal, retilineidade e distorção de cada tubo. Use medidor de diâmetro a laser/paquímetro/nível.
- Testes não-destrutivos: 100% UT/ET para soldas, UT/MT para material de base (para tubos-de paredes espessas).
- Propriedades Mecânicas: Colete amostras de cada lote para testes de tração, flexão e impacto, de acordo com GB/T 6728/GB/T 17200.
- Inspeção de Superfície: Inspeção visual + inspeção de partículas magnéticas (para aplicações críticas). Sem rachaduras, arranhões, ferrugem ou deformação.

• Rachaduras nos cantos:Causas → Deformação excessiva de uma só vez, valor R muito pequeno, baixa temperatura, material duro; Prevenção → Conformação progressiva, R maior ou igual a 1,2 × espessura da parede, aquecimento de parede espessa, recozimento para alívio de tensões.
• Defeitos de soldagem (soldagem não totalmente fundida ou queimada{{0}):Causas → Potência de frequência insuficiente/alta, velocidade de soldagem muito rápida/lenta, alinhamento impreciso da borda; Prevenção → Correspondência de parâmetros, alinhamento preciso, velocidade de soldagem estável.
• Desvios dimensionais (comprimento lateral/ângulo diagonal/retitude):Causas → Desgaste/deslocamento dos rolos formadores, parâmetros de endireitamento inadequados, resfriamento irregular; Prevenção → Calibração regular dos conjuntos de rolos, ajuste preciso do alisamento, resfriamento uniforme.
• Sarranhões na superfície/recuos:Causas → Superfície rugosa do rolo/aderência do aço, entrada de objetos estranhos, bloqueio do rolo-guia; Prevenção → Polir a superfície do rolo, limpar a linha de produção, inspecionar regularmente os rolos-guia.
• Deformação por tensão residual:Causas → Não recozido, resfriamento muito rápido, endireitamento excessivo; Prevenção → Recozimento com alívio de tensões, controle segmentado de temperatura, alisamento preciso.

O núcleo da produção de tubos quadrados e retangulares de grande-diâmetro reside na "formação gradual, controle de temperatura e forma, soldas confiáveis, superfície limpa, liberação de tensão e inspeção precisa". A transição de redondo para quadrado é adequada para cenários de alta demanda-de paredes espessas/sem costura-, enquanto a conformação direta é adequada para produção eficiente de-paredes finas/de alto{5}}volume.

Durante o processo de produção, é necessário um controle rigoroso de todo o processo, incluindo matéria-prima, conformação, soldagem, resfriamento, endireitamento e detecção de falhas para evitar rachaduras nos cantos, soldagem incompleta, desvios de tamanho, defeitos superficiais e problemas de tensão residual.