Nguyên nhân ống hàn dọc bị uốn và cách làm thẳng chúng

Nguyên nhân uốn ống thép có đường nối thẳng và phương pháp làm thẳng liên quan đến khoa học vật liệu, kỹ thuật gia công và nguyên lý cơ học.

1. Vật liệu và ứng suất dư

• Ứng suất dư lăn:Trong quá trình cán tấm thép, do làm nguội hoặc biến dạng không đều nên ứng suất dư được hình thành trong tấm thép. Sau khi cuộn ống, ứng suất được giải phóng làm cho ống bị uốn cong.
• Phân chia thành phần hóa học:Sự phân bố các nguyên tố như carbon và mangan trong phôi thép không đồng đều, dẫn đến sự khác biệt về độ bền cục bộ. Điều này dẫn đến biến dạng trong quá trình xử lý tiếp theo.

2. Quá trình tạo hình và hàn

• Độ lệch hình thành:Con lăn ép không đều trong quá trình cán hoặc khuôn bị mòn gây ra độ cong không đồng đều của phôi ống.
• Ảnh hưởng nhiệt hàn:Để hàn đường nối dọc, hàn tần số cao (ERW) hoặc hàn hồ quang chìm (SAW) được sử dụng. Vùng hàn được làm nóng không đều, sau khi nguội, sự phân bố ứng suất không cân bằng. Đặc biệt khi hàn một mặt, nó dễ bị uốn cong về phía mặt hàn hơn.
• Sự bất đối xứng về chiều cao mối hàn:Sự chênh lệch độ cao giữa bề mặt bên trong và bên ngoài của mối hàn tạo ra “hiệu ứng gân”, khiến thân ống biến dạng khi nguội.

3. Làm mát và xử lý nhiệt

• Làm mát không đồng nhất:Sự khác biệt về tốc độ làm mát trong quá trình làm nguội hoặc chuẩn hóa, dẫn đến ứng suất vi cấu trúc (chẳng hạn như thể tích martensite và ferrite khác nhau trong quá trình biến đổi).
• Inhiệt độ không chính xác trong quá trình làm thẳng:Khi thực hiện duỗi nóng, nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ kết tinh lại (đối với thép cacbon là khoảng 600 độ). Điều này dẫn đến độ dẻo của vật liệu không đủ và khả năng phục hồi đàn hồi sau khi duỗi thẳng dẫn đến uốn cong thứ cấp.

4. Lưu trữ và vận chuyển

• Hỗ trợ không đúng cách:Khi xếp thành nhiều lớp, khoảng cách giữa các giá đỡ quá lớn khiến phần giữa của ống bị võng xuống dưới sức nặng của chính nó và bị biến dạng dẻo.
• Độ dốc nhiệt độ:Do sự chênh lệch nhiệt độ giữa phía nắng và phía râm trong quá trình bảo quản ngoài trời nên ứng suất nhiệt gây ra hiện tượng cong.

1. Duỗi thẳng cơ học (duỗi nguội)

• Máy làm thẳng con lăn:

1. Nguyên tắc: Bằng cách sử dụng nhiều bộ cuộn duỗi thẳng xen kẽ để liên tục thực hiện uốn nhựa{0}}trên ống thép, độ cong sẽ dần được loại bỏ.
2. Các thông số chính:Khoảng cách cuộn (thường là 0.8 - 1.2 lần đường kính ống), lượng giảm (phải vượt quá cường độ chảy nhưng thấp hơn cường độ kéo), tốc độ làm thẳng (đối với thép carbon, thường là 20 - 40 m/phút).
3. Chìa khóa điểm điều chỉnh:Sử dụng "phương pháp uốn ngược". Điều chỉnh mức giảm của nhóm cuộn tương ứng theo vị trí của điểm uốn. Đối với những khúc cua lớn phải đi qua nhiều lần.

• Máy làm thẳng áp lực:

Nó được áp dụng cho các khúc cua cứng cục bộ. Nó áp dụng nguyên lý uốn ba điểm-, tạo áp lực lên mặt lồi của chỗ uốn và đồng thời sử dụng micromet để theo dõi độ thẳng trong thời gian thực (mục tiêu nhỏ hơn hoặc bằng 1,5mm/m).

2. Làm thẳng nóng
• Làm thẳng ngọn lửa:

1. Phương pháp:Sử dụng ngọn lửa oxy-axetylen để truyền nhiệt theo kiểu-như dải trên mặt cong lồi (nhiệt độ 700 - 850 độ, hiển thị màu đỏ sẫm), sau đó làm nguội và rút lại để làm thẳng.
2. Điểm kỹ thuật:Chiều rộng của hệ thống sưởi không được quá hai lần độ dày thành ống và độ sâu không được vượt quá một{0}}một phần ba độ dày thành ống. Tránh đun nóng quá mức có thể khiến hạt bị thô.

• Làm thẳng xử lý nhiệt tổng thể:
Đối với các đường ống có ứng suất dư cao, quá trình ủ-giảm ứng suất (làm nóng đến 580-650 độ, giữ trong một khoảng thời gian rồi làm nguội từ từ) kết hợp với việc làm thẳng cơ học mang lại kết quả tốt hơn.

1. Giám sát trực tuyến:

Sử dụng máy quét laser để liên tục đo độ thẳng (chẳng hạn như hệ thống đo laser LAP) và dữ liệu được đưa trở lại PLC của máy làm thẳng để điều chỉnh tự động.

2. Tối ưu hóa quy trình:

• Trong khi hàn, hãy thực hiện hàn đồng bộ hai mặt-để giảm sự bất đối xứng của nhiệt đầu vào.
• Kiểm soát nhiệt độ cán cuối cùng trên điểm biến đổi pha Ar3 (khoảng 850 độ đối với thép hợp kim thấp) và tránh cán hai vùng pha.

3. Thông số kỹ thuật lưu trữ:

 Sử dụng giá đỡ yên hình chữ V{0}}. Khoảng cách giữa các giá đỡ không quá 1/3 chiều dài ống. Tránh tiếp xúc lâu dài một mặt với ánh nắng trực tiếp.

Đối với thép có độ bền-cao (chẳng hạn như X70 trở lên), quá trình làm thẳng phải kiểm soát tốc độ biến dạng nhỏ hơn 3% để ngăn chặn sự mở rộng của các vết nứt vi mô.

Đối với các ống có thành mỏng (có tỷ lệ đường kính/độ dày lớn hơn 40), cần có khuôn đỡ bên trong trong quá trình làm thẳng để tránh lỗi làm tròn.

Sau khi làm thẳng, nên tiến hành kiểm tra siêu âm (UT), đặc biệt là kiểm tra vùng ảnh hưởng nhiệt của mối hàn.