Làm thẳng ống thép liền mạch

Biến dạng uốn của ống thép liền mạch (hàn -tần số ERW cao, hàn hồ quang chìm LSAW, v.v.) về cơ bản là do sự phân bố ứng suất bên trong không đồng đều + sự bất đối xứng của ngoại lực/hiệu ứng nhiệt. Các yếu tố ảnh hưởng cốt lõi có thể được phân thành bốn loại:

1. Nguyên liệu thô và các yếu tố căng thẳng vốn có

• Ứng suất dư của dải thép trong quá trình cán: Làm mát không đều và biến dạng trong quá trình cán dẫn đến ứng suất dư bên trong dải/tấm thép. Sau khi lăn vào đường ống, ứng suất được giải phóng khiến đường ống tự động uốn cong.
• Hiệu suất vật liệu không đồng nhất:Sự phân chia các nguyên tố cacbon, mangan, v.v. trong phôi thép hoặc độ dày không đồng đều của dải thép (chênh lệch độ dày thành ngang), dẫn đến sự khác biệt về cường độ cục bộ và khả năng chống biến dạng, dẫn đến biến dạng không đối xứng sau khi gia công.
• Tính dị hướng của vật liệu:Có sự khác biệt về hướng dòng sợi trong quá trình cuộn tấm và các tính chất cơ học theo hướng ngang và dọc cũng khác nhau. Sau khi hình thành, sự phân bố ứng suất không đối xứng dọc theo hướng chu vi.

2. Những sai lệch trong quá trình tạo hình

• Hệ thống cán và độ lệch khuôn:Những sai lệch về độ mòn của các cuộn tạo hình, lực ép xuống -không đồng đều hoặc sai lệch ở đường tâm của khuôn gây ra độ cong không nhất quán của phôi ống và độ giãn dài khác nhau ở cả hai bên. Trong trường hợp nghiêm trọng, nó có thể dẫn đến xoắn ốc thân ống.
• Căng thẳng và độ lệch cho ăn:Lực căng không đủ ở phần tháo cuộn, tấm dẫn hướng nạp bị lệch và dải thép được đưa vào một góc xiên vào phần tạo hình dẫn đến sai lệch uốn tích lũy bắt đầu từ lần vượt qua đầu tiên.
• Các thông số uốn trước và tạo hình không chính xác:{0}}Uốn trước-cạnh không đủ, khoảng cách bước tạo hình JCO/mức độ mở khuôn không hợp lý, gây ra sự tập trung ứng suất trong phần ống và độ thẳng tổng thể vượt quá tiêu chuẩn sau khi tạo hình.

3. Biến dạng nhiệt hàn (nguyên nhân đặc biệt nổi bật nhất đối với ống thép liền mạch)

• Đầu vào nhiệt hàn không đối xứng: Khi hàn một bên, mặt hàn được làm nóng tập trung và độ co lại khi làm mát lớn hơn đáng kể so với vật liệu nền, khiến thân ống uốn cong về phía mặt hàn (thường được gọi là "uốn cong hàn"); nếu nhiệt đầu vào bên trong và bên ngoài khi hàn hai mặt-không đồng đều thì vấn đề tương tự sẽ xảy ra.
• “Hiệu ứng sườn” của chiều cao vượt quá của mối hàn:Chiều cao vượt quá không đồng đều ở bên trong và bên ngoài mối hàn, tương đương với việc hình thành cốt thép ở một bên thân ống, hạn chế biến dạng ở bên đó và gây ra sai lệch độ cong tổng thể.
• Lỗi “bĩu môi” ở đầu ống:Biến dạng gia công và hàn ở hai đầu mối hàn không khớp nhau dẫn đến cong vênh cục bộ ở đầu ống, điều này không chỉ ảnh hưởng đến độ vuông góc của mặt cuối mà còn làm tăng độ lệch độ thẳng tổng thể.

4. Các quá trình tiếp theo và các yếu tố ngoại lực

• Làm mát không đều:Có sự chênh lệch nhiệt độ giữa mặt trên và mặt dưới, bên trái và bên phải của ống sau khi hàn và tốc độ co rút khác nhau ở mỗi bộ phận, dẫn đến hiện tượng uốn ứng suất nhiệt.
• Quá trình giãn nở và áp lực nước:Các thông số giãn nở không phù hợp, tốc độ biến dạng không đồng đều dọc theo hướng trục hoặc sự phân bổ lại ứng suất dư sau khi kiểm tra áp suất nước sẽ làm lộ ra khả năng uốn cong và thậm chí gây ra các biến dạng mới.
• Nâng và xếp chồng:Điểm nâng không đủ đối với các ống dài hoặc các lớp xếp chồng lên nhau quá mức sẽ khiến nhựa bị uốn cong do trọng lực, đây là một-biến dạng sau khi đúc do ngoại lực gây ra.

Làm thẳng là một quá trình quan trọng trong sản xuất ống thép liền mạch để đảm bảo độ chính xác về kích thước và hiệu suất. Sự cần thiết cốt lõi nằm ở các khía cạnh sau:
1. Đáp ứng yêu cầu về độ chính xác lắp ráp và thi công

• Yêu cầu xử lý đầu ống:Ống dầu, ống cơ khí yêu cầu phải có ren và hầu hết các quy trình tạo ren đều dựa trên cơ sở xoay ống-. Độ lệch thẳng quá mức sẽ gây ra hiện tượng lệch tâm trong ren và làm hỏng kết nối; sai lệch về độ thẳng cũng sẽ gây ra việc xử lý rãnh cuối ống không đồng đều và độ lệch cắt quá mức. 
• Hiệu quả kết nối trên trang web-:Khi xây dựng các đường ống-đường dài và mạng lưới đường ống kết cấu, các ống thép uốn cong không thể căn chỉnh chính xác và cần phải-sửa chữa hoặc cắt thứ cấp tại chỗ, điều này làm tăng đáng kể chi phí xây dựng và thời gian xây dựng. Khi được đặt trên một khoảng cách xa, những sai lệch nhỏ của từng mảnh riêng lẻ có thể tích tụ thành những sai lệch tổng thể rất lớn.

2. Đảm bảo an toàn và tuổi thọ sử dụng

• An toàn kết cấu:Là kết cấu đỡ hoặc trục cơ học, việc uốn cong sẽ gây ra sự tập trung ứng suất cục bộ và-khi sử dụng lâu dài dễ bị gãy do mỏi.
• Hiệu suất vận chuyển:Thành trong cong của đường ống vận chuyển chất lỏng sẽ hình thành nhiễu loạn, tăng lực cản vận chuyển và đẩy nhanh quá trình ăn mòn cục bộ, rút ​​​​ngắn tuổi thọ của đường ống.
• Chất lượng lớp phủ:Trong 3PE và các hoạt động phủ khác, ống uốn sẽ gây ra độ dày lớp phủ không đồng đều và hư hỏng các vùng mỏng của lớp phủ, dẫn đến nguy cơ ăn mòn đường ống.

3. Loại bỏ và đồng nhất ứng suất dư

• Việc làm thẳng đạt được thông qua biến dạng dẻo ngược có kiểm soát, giúp phân phối lại ứng suất dư hình thành và hàn trong thân ống, giảm đỉnh ứng suất và ngăn ống biến dạng tự phát trong quá trình xử lý, bảo quản hoặc sử dụng tiếp theo, từ đó ổn định độ chính xác về kích thước.

4. Tuân thủ dung sai tiêu chuẩn sản phẩm

• Các tiêu chuẩn chính thống như API 5L, GB/T 3091 và GB/T 9711 đều có yêu cầu rõ ràng về độ thẳng của ống thép (thường Nhỏ hơn hoặc bằng 0,15% L, yêu cầu độ chính xác cao đạt Nhỏ hơn hoặc bằng 0,05% L). Làm thẳng là một quá trình cần thiết để đáp ứng các tiêu chuẩn và đạt được việc giao hàng tại nhà máy.

Đối với sản xuất ống thép có đường nối thẳng, quá trình làm thẳng cơ học nguội là quy trình chính, được bổ sung bằng quá trình làm thẳng nóng. Đồng thời, quá trình xử lý sơ bộ được thực hiện để kiểm soát việc giảm uốn, tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh gồm "phòng ngừa + làm thẳng thô + làm thẳng mịn + làm thẳng bổ sung".

1. Quy trình và thiết bị làm thẳng nguội phổ biến
(1) Máy làm thẳng con lăn nghiêng nhiều con lăn (thiết bị cốt lõi để làm thẳng mịn)

• Nguyên tắc làm việc: Nó sử dụng nhiều bộ con lăn làm thẳng cong nghiêng xen kẽ (thường là sáu hoặc bảy cấu trúc con lăn), với trục con lăn ở góc nghiêng 25 độ đến 35 độ so với trục ống; con lăn phía dưới dẫn động ống quay và tiến về phía trục, trong khi con lăn phía trên tác dụng một lực nén, làm cho ống bị uốn ngược nhiều lần xung quanh chu vi, thông qua biến dạng dẻo đàn hồi{2}}, loại bỏ dần mọi hướng cong.
• Các tình huống áp dụng: Làm thẳng tinh các ống hàn ERW có đường kính trung bình và nhỏ hoặc làm thẳng tinh bổ sung cho các ống có đường kính lớn{0}}với độ chính xác làm thẳng đạt trong khoảng 0,2mm/m.
• Kiểm soát thông số chính:Khoảng cách con lăn bằng 0,8 đến 1,2 lần đường kính ống; lượng giảm phải vượt quá biến dạng năng suất của vật liệu nhưng thấp hơn độ bền kéo để tránh nứt hoặc co ngót; tốc độ làm thẳng của thép cacbon thường là 20 đến 40m/phút.

(2) Máy làm thẳng bằng áp lực (làm thẳng cục bộ cho các ống có đường kính{1}}lớn)

• Nguyên tắc làm việc: Dựa trên nguyên lý cơ học uốn ba{0}}điểm, hai giá đỡ giữ thân ống ở dạng uốn cong và một áp suất tập trung tác dụng lên điểm cao nhất của mặt lõm của ống, khiến ống trải qua biến dạng dẻo ngược và sau khi bật lại, đạt được yêu cầu về độ thẳng.
• Các tình huống áp dụng: Làm thẳng bổ sung cục bộ cho các ống hàn LSAW có thành dày-đường kính{1}}lớn hoặc cho các ống có uốn cứng cục bộ, thường được sử dụng kết hợp với làm thẳng con lăn.
• Đặc điểm quy trình: Nó có thể theo dõi độ lệch trong thời gian thực và điều chỉnh mức giảm khi cần thiết; hệ thống thông minh hiện đại có thể tự động tính toán các thông số giảm dựa trên phép đo độ võng ban đầu, thay thế cho trải nghiệm thủ công.

(3) Phối hợp nắn thẳng trong quá trình giãn nở

• Giãn nở nguội là một quy trình tiêu chuẩn dành cho các ống hàn hồ quang chìm trong đường may thẳng có đường kính lớn{0}}lớn, sử dụng khuôn để giãn nở ống đồng đều xung quanh chu vi, không chỉ loại bỏ ứng suất dư khi hàn và cải thiện độ tròn mà còn kiểm soát hợp lý tốc độ biến dạng giãn nở, có thể cải thiện đáng kể độ thẳng tổng thể, kiểm soát độ thẳng trong phạm vi 0,15% L, đây là phương tiện chính để "ngăn chặn việc làm thẳng trước".

2. Quá trình ép nóng (bổ sung cho tôi thod)
Phương pháp được sử dụng phổ biến nhất là làm thẳng ngọn lửa:

• Phương thức vận hành:Ở phía lồi của phần uốn ống, sử dụng ngọn lửa oxy{0}}etan để gia nhiệt dải hoặc điểm, với nhiệt độ được kiểm soát ở mức 700 đến 850 độ (thép chuyển sang màu đỏ sẫm), sau đó làm nguội tự nhiên hoặc bằng nước, sử dụng biến dạng co lại của vùng gia nhiệt để hủy bỏ hiện tượng uốn ban đầu.
• Các tình huống áp dụng: Hiệu chỉnh biến dạng lớn cục bộ trong dây chuyền sản xuất, sửa chữa tại-tại chỗ, chiều rộng gia nhiệt thường không quá hai lần độ dày thành ống và cần phải kiểm soát nhiệt độ nghiêm ngặt để tránh quá nhiệt hoặc hư hỏng vật liệu.

3. Bố trí thẳng trong quá trình sản xuất
Bố trí quy trình làm thẳng dây chuyền sản xuất ống hàn đường may thẳng điển hình:
Tạo hình và hàn → San phẳng đường hàn → Giãn nở nguội → Làm thẳng thô (con lăn song song / khoảng cách con lăn lớn) → Làm thẳng mịn (máy làm thẳng con lăn nghiêng) → Kiểm tra thủy lực → (làm thẳng bổ sung cục bộ) → Xử lý đầu ống → Kiểm tra thành phẩm