As razões para dobrar tubos soldados longitudinais e como endireitá-los

As razões para a dobra de tubos de aço com costura reta e os métodos de endireitamento envolvem ciência de materiais, técnicas de processamento e princípios mecânicos.

1. Materiais e Tensão Residual

• Tensão residual rolante:Durante o processo de laminação da chapa de aço, devido ao resfriamento ou deformação irregular, uma tensão residual é formada dentro da chapa. Depois que o tubo é enrolado, a tensão é liberada, fazendo com que o tubo dobre.
• Segregação de componentes químicos:A distribuição de elementos como carbono e manganês no tarugo de aço é desigual, resultando em diferenças locais de resistência. Isto leva à deformação durante o processamento subsequente.

2. Processo de conformação e soldagem

• Desvio de formação:A pressão irregular do rolo durante o processo de laminação ou o desgaste do molde causam curvatura inconsistente do tarugo do tubo.
• Influência térmica da soldagem:Para soldagem de costura longitudinal, é usada-soldagem de alta frequência (ERW) ou soldagem por arco submerso (SAW). A área de solda não é aquecida uniformemente e, após o resfriamento, a distribuição de tensões fica desequilibrada. Especialmente na soldagem-de um lado, é mais propenso a dobrar em direção ao lado da solda.
• Assimetria na altura do filete de solda:A diferença de altura entre as superfícies interna e externa da solda cria um “efeito de nervura”, fazendo com que o corpo do tubo se deforme quando resfriado.

3. Resfriamento e Tratamento Térmico

• Resfriamento não homogêneo:Diferenças nas taxas de resfriamento durante os processos de têmpera ou normalização, resultando em tensões microestruturais (como os diferentes volumes de martensita e ferrita durante a transformação).
• Intemperatura correta durante o alisamento:Ao realizar o endireitamento a quente, a temperatura foi inferior à temperatura de recristalização (para aço carbono, aproximadamente 600 graus). Isto resultou em plasticidade insuficiente do material e a recuperação elástica após o endireitamento levou à flexão secundária.

4. Armazenamento e Transporte

• Suporte inadequado:Ao empilhar em múltiplas camadas, o espaçamento entre os suportes era muito grande, fazendo com que a parte central do tubo cedesse com o próprio peso e sofresse deformação plástica.
• Gradiente de temperatura:Devido à diferença de temperatura entre o lado ensolarado e o lado sombreado durante o armazenamento ao ar livre, o estresse térmico causa flexão.

1. Alisamento mecânico (alisamento a frio)

• Máquina de endireitamento de rolo:

1. Princípio: ao usar vários conjuntos de rolos de endireitamento intercalados para realizar repetidamente dobras-de plástico no tubo de aço, a curvatura é gradualmente eliminada.
2. Parâmetros principais:Espaçamento entre rolos (geralmente 0.8 - 1.2 vezes o diâmetro do tubo), quantidade de redução (deve exceder a resistência ao escoamento, mas ser inferior à resistência à tração), velocidade de endireitamento (para aço carbono, normalmente é 20 - 40 m/min).
3. Chave pontos para ajuste:Use o "método de dobra reversa". Ajuste a quantidade de redução do grupo de rolos correspondente de acordo com a posição do ponto de dobra. Para curvas grandes é necessário passar várias vezes.

• Máquina de endireitamento de pressão:

É aplicável a curvas rígidas locais. Ele adota o princípio de flexão de três pontos, aplicando pressão no lado convexo da curva e usando simultaneamente um micrômetro para monitorar a retilineidade em tempo real (o alvo é menor ou igual a 1,5 mm/m).

2. Alisamento a quente
• Endireitamento de chama:

1. Método:Use uma chama de oxigênio-acetileno para aplicar calor em forma de faixa-no lado curvado convexo (temperatura 700 - 850 grau, mostrando uma cor vermelha escura), depois esfrie e retraia para endireitar.
2. Pontos técnicos:A largura de aquecimento não deve ser superior a duas vezes a espessura da parede do tubo e a profundidade não deve exceder um-terço da espessura da parede. Evite o aquecimento excessivo que pode causar o engrossamento dos grãos.

• Alisamento geral com tratamento térmico:
Para tubos com alta tensão residual, o recozimento-de alívio de tensão (aquecimento a 580-650 graus, retenção por um período e depois resfriamento lento) combinado com o endireitamento mecânico produz melhores resultados.

1. Monitoramento on-line:

Use um scanner a laser para medir continuamente a retilineidade (como o sistema de medição a laser LAP) e os dados são retornados ao PLC da máquina de endireitamento para ajuste automático.

2. Otimização de processos:

• Durante a soldagem, realize soldagem síncrona-de dupla face para reduzir a assimetria da entrada de calor.
• Controle a temperatura final de laminação acima do ponto de transformação da fase Ar3 (aproximadamente 850 graus para aço de baixa liga) e evite laminação de zona bi-fase.

3. Especificações de armazenamento:

 Use suportes de sela em formato-de V. O espaçamento entre os suportes não deve ultrapassar 1/3 do comprimento do tubo. Evite a exposição-única-de longo prazo à luz solar direta.

Para aço-de alta resistência (como X70 ou superior), o processo de endireitamento deve controlar a taxa de deformação para ser inferior a 3% para evitar a expansão de micro{3}}fissuras.

Para tubos-de paredes finas (com relação diâmetro/espessura superior a 40), é necessário um molde de suporte interno durante o endireitamento para evitar erros de arredondamento.

Após o endireitamento, recomenda-se a realização de testes ultrassônicos (UT), principalmente para inspecionar a zona da solda afetada pelo calor.