O que causa a espessura irregular da parede do tubo de aço? O que deve ser observado?

A irregularidade da espessura da parede dos tubos de aço pode ser dividida em irregularidade da espessura da parede lateral (a diferença entre a espessura máxima e mínima da parede dentro da mesma seção-transversal) e irregularidade da espessura da parede longitudinal (a flutuação da espessura da parede ao longo do comprimento do tubo). É um dos defeitos de precisão dimensional mais comuns na produção de tubos de aço. Suas causas estão fortemente relacionadas ao processo produtivo. As principais causas diferem significativamente entre tubos sem costura e tubos soldados. Ao mesmo tempo, é influenciado por múltiplos fatores, como matérias-primas, equipamentos e operações.

1. Desvios inerentes às matérias-primas

• Tubos de aço sem costura: A tolerância do diâmetro do tarugo do tubo é grande, a circularidade é fraca, há porosidade central/encolhimento do forno ou segregação da composição, o que causa diretamente excentricidade na espessura da parede após a perfuração; se a temperatura de aquecimento do piO tarugo pe é irregular (com diferenças significativas de temperatura entre as paredes interna e externa e as seções da cabeça e da cauda), a resistência à deformação é inconsistente e, após a deformação perfurante, o desvio da espessura da parede será ainda mais amplificado.
• Tubos de aço soldados:A tolerância de espessura da tira/placa de aço é excessiva. Há "afinamento da borda" (a espessura da borda é menor que a parte intermediária) no mesmo rolo de tira de aço, ou a flutuação de espessura na cabeça e na cauda da tira de aço, que se converte diretamente na falta de homogeneidade da espessura da parede longitudinal e transversal do corpo do tubo; quando a tira de aço tem uma curvatura crescente, a flutuação no ângulo de formação também causará indiretamente um desvio na espessura da parede.

2. Desvios de processo nos procedimentos de formação/laminação

• Processo de perfuração de tubo sem costura -: Esta é a principal fonte de espessura irregular da parede no tubo. Desgaste e excentricidade da cabeça da máquina de perfuração, flexão da haste, centralização imprecisa do tarugo do tubo, assimetria no ângulo de inclinação dos rolos e ajuste irracional da extensão da haste, tudo pode causar "desvio do centro" durante a perfuração do tubo bruto, resultando na excentricidade da espessura da parede de todo o tubo de aço.
• Tubo sem costura - processo contínuo de laminação e redução de dimensionamento: Ajuste inconsistente da folga do rolo na laminadora contínua, desgaste inconsistente da matriz, tensão de laminação instável (puxando aço / empilhando aço), podem causar flutuações longitudinais na espessura da parede ao longo do comprimento do tubo; quantidade de redução excessiva na máquina de redução de dimensionamento, correspondência de tensão inadequada, não apenas amplificará o desvio original da espessura da parede, mas também resultará em espessamento típico da espessura da parede da extremidade do tubo (com a espessura da parede final sendo maior que a parte central do corpo do tubo).
• Tubo de aço- estirado a frio: Desgaste e danos ao molde externo e à cabeça do núcleo, precisão de centralização insuficiente, velocidade de trefilação instável, lubrificação irregular podem levar a uma quantidade inconsistente de redução da espessura da parede, resultando em desvios longitudinais ou laterais da espessura da parede.
• Processo de formação e dimensionamento de tubo soldado -: Ajuste inconsistente de pressão dos rolos formadores, quantidade inconsistente de deformação por flexão nas bordas, pode causar diferenças de deformação na espessura da parede de ambos os lados após a soldagem; A centralização inconsistente da matriz na máquina de dimensionamento agravará ainda mais a diferença de espessura da parede lateral; O controle inadequado da quantidade de extrusão na área de solda também pode resultar em anormalidades locais na espessura da parede.

3. Precisão insuficiente de equipamentos e ferramentas

• A precisão do processamento de rolos laminadores e perfis de matrizes não atende aos padrões.Após a produção-de longo prazo, eles podem sofrer desgaste irregular ou colapso local, o que não pode garantir dimensões de conformação estáveis.
• A precisão do alinhamento dos dispositivos de guia e mandris/cabeçalhos é baixa.Ou os mandris podem ser dobrados ou desgastados de maneira irregular, fazendo com que o tubo de aço se desvie durante a laminação e resultando em deformação por força assimétrica.
• A rigidez do equipamento principal é insuficiente. Durante a laminação de tubos de parede grande-espessa-de tamanho, a quantidade de ressalto flutua muito e o valor real da quantidade de redução desvia significativamente do valor definido.

4. Operação e controle de processo insuficientes

• Depois de alterar as especificações, trocar os rolos/trocar os bicos, foi realizada uma depuração insuficiente. O primeiro lote de tubos de aço foi produzido sem verificação completa da espessura da parede.
• A distribuição da temperatura no forno de aquecimento era desigual e o ritmo de aquecimento não era razoável. A diferença de temperatura dos tarugos dos tubos excedeu a faixa permitida do processo.

1. Pontos-chave para controle de produção

• Controlar rigorosamente a entrada de matérias-primas:Realize inspeções padrão no diâmetro, circularidade, qualidade da superfície dos tarugos, bem como na tolerância de espessura e diferença de espessura da borda das tiras de aço. Matérias-primas não qualificadas não serão colocadas em produção; garanta a precisão de centralização antes da perfuração do tarugo.
• Calibração regular e substituição de ferramentas:Estabeleça padrões de detecção de desgaste para rolos, cabeçotes, núcleos e matrizes. Substitua-os imediatamente caso ultrapassem os limites; após cada troca de ferramenta ou alteração de especificação, realize o ajuste de centralização e a medição da espessura da parede da primeira-peça e somente prossiga com a produção em lote se for qualificado.
• Otimize a estabilidade dos parâmetros do processo: Controlar a uniformidade do aquecimento do tarugo, reduzir a diferença de temperatura entre a cabeça e a cauda e o interior e o exterior; combinar com precisão a velocidade de laminação, tensão e quantidade de redução para evitar flutuações significativas; para o problema de espessamento da cauda em cabeças de redução fixas, o sistema de tensão e o processo de compensação de desbaste final podem ser otimizados para melhorar a situação.
• Configurar loops de detecção online: Instale sistemas de medição de espessura on-line ultrassônicos ou radiográficos para monitorar os desvios laterais e longitudinais da espessura da parede em tempo real e ajustar os parâmetros de laminação de maneira coordenada para corrigir prontamente os desvios.

2. Precauções para Aceitação do Produto

• Verifique rigorosamenteo desvio permitido da espessura da parede de acordo com os padrões aplicáveis ​​(como GB/T 8163, API 5L, ASTM A106, DIN 2448, etc.): A tolerância para a espessura da parede em tubos industriais convencionais é normalmente de ±10% a ±12,5%, enquanto para tubos de alta-precisão, pode atingir ±5% a ±8%.
• A inspeção deve abranger posições-chave, como a parte central do corpo do tubo, ambas as extremidades e costuras de solda (tubos soldados), não apenas medindo a espessura da parede de-ponto único, mas também detectando a espessura máxima/mínima da parede da mesma seção e calculando a irregularidade da espessura da parede.
• Para tubos de aço com desvios críticos de espessura de parede, é necessária uma verificação adicional da circularidade para evitar erros de avaliação da espessura da parede devido à "deformação por compressão".
• Não havia método-on-line de monitoramento da espessura da parede.Durante a produção, os parâmetros não puderam ser ajustados em tempo real e os desvios continuaram a acumular-se.

3. Pós-processamento e precauções de uso

• Antes de realizar o processamento secundário, como rosqueamento, dobra, alargamento e trefilação a frio, é necessário verificar novamente o desvio da espessura da parede. Ao processar tubos de aço com espessura muito irregular, podem ocorrer problemas como rachaduras, perfil de rosca inadequado e desbaste excessivo no lado externo do tubo dobrado.
• Para tubulações que suportam-pressão e cenários de suporte de carga-estrutural, atenção especial deve ser dada: espessuras irregulares da parede podem causar concentração de tensão, reduzindo a capacidade de suporte-de pressão geral e a segurança estrutural. Sob alta-pressão e condições corrosivas, o risco de falha local será exacerbado.
• Durante o armazenamento e transporte, evite que objetos pesados ​​sejam pressionados ou batam e evite a deformação local da extremidade do tubo que leva ao desvio de medição da espessura da parede.