Isu Tekanan dalam Pengeluaran Paip Keluli

Punca utama tekanan dalaman dalam paip keluli adalahperubahan suhu tidak sekata, ubah bentuk plastik tidak sekata, danperalihan fasa tak segerak dalam struktur.Fenomena tegasan ini berlaku pada peringkat awal, pertengahan dan akhir proses pengeluaran dan boleh dikelaskan kepada tegasan sementara (yang hilang selepas proses selesai) dan tegasan baki (yang kekal dalam produk siap dan merupakan faktor teras yang mempengaruhi kualiti). Terdapat perbezaan yang ketara dalam peringkat penjanaan tegasan untuk laluan pengeluaran yang berbeza (seperti paip keluli lancar dan paip keluli yang dikimpal). Butiran khusus adalah seperti berikut:

Semasa peringkat ini, tegasan adalah terutamanya tegasan haba, kebanyakannya tegasan sementara. Beberapa tegasan baki awal akan dibawa ke langkah pemprosesan seterusnya bersama-sama dengan bahan mentah.

• Tegasan baki awal bilet paip: Semasa proses penyejukan dan pelurus bilet paip tuangan berterusan dan bilet paip gulung, dalamantekanan mempunyaisudah dikekalkan. Ini tergolong dalam tegasan pra{1}}pemprosesan yang dibawa oleh bahan mentah dan akan ditumpangkan pada tegasan pemprosesan berikutnya.
• Tegasan terma semasa proses pemanasan:Apabila bilet paip dipanaskan, lapisan permukaan mengembang terlebih dahulu disebabkan oleh haba, manakala lapisan teras mempunyai suhu yang lebih rendah dan jumlah pengembangan yang lebih kecil. Lapisan permukaan dimampatkan dan lapisan teras diregangkan. Jika kelajuan pemanasan terlalu cepat atau suhu dalam relau tidak sekata, tegasan haba akan meningkat dengan mendadak, dan dalam kes yang melampau, ia boleh menyebabkan keretakan pada permukaan bilet paip. Selepas pemanasan seragam, tegasan terma serta-merta akan lega dengan ketara.

Ini adalah peringkat paling kritikal untuk penjanaan tekanan. Ubah bentuk plastik besar dan kitaran haba tempatan menjana sejumlah besar tegasan ubah bentuk dan tegasan haba, yang merupakan sumber utama tegasan sisa dalam produk siap.

• Proses teras paip keluli lancar

1. Proses menindik: Semasa tindikan bergolek condong, bilet tiub mengalami ubah bentuk plastik-tidak seragam tiga dimensi tiga dimensi yang sengit di bawah tindakan gulungan dan kepala tebuk. Terdapat perbezaan ketara dalam jumlah ubah bentuk ketebalan dinding dan permukaan dalam dan luar, mengakibatkan tegasan ubah bentuk yang ketara; penyejukan yang tidak sekata selepas menindik akan menambah tegasan haba, bersama-sama membentuk tegasan baki awal tiub.
2. Tiub bergolek / Proses diameter pengurangan tetap:Semasa rolling berterusan dan rolling tiub automatik, ketebalan dinding dikurangkan dan sambungan paksi berlaku. Ubah bentuk diagihkan secara tidak rata di sepanjang ketebalan dinding; dalam proses diameter tetap dan diameter pengurangan, ubah bentuk mampatan lilitan berlaku, dan perbezaan dalam ubah bentuk antara permukaan dalam dan luar diperkuatkan lagi, yang merupakan sumber utama tegasan baki paksi dan lilitan dalam paip lancar bergolek-panas.

• Proses teras paip keluli yang dikimpal

1. Proses pembentukan:Keluli jalur dibengkokkan beberapa kali oleh penggelek untuk membentuk paip kosong. Ubah bentuk lenturan menyebabkan lapisan luar plat keluli berada di bawah ketegangan dan lapisan dalam berada di bawah mampatan. Selepas ubah bentuk plastik sejuk, tekanan baki lenturan sisa kekal. Ini tergolong dalam tegasan pemprosesan membentuk.
2. Proses kimpalan:Jahitan kimpalan dan zon terjejas haba dipanaskan dengan cepat dan disejukkan secara tempatan. Pengembangan haba kawasan pemanasan dikekang oleh logam sejuk di sekeliling, mengakibatkan ubah bentuk plastik mampatan; semasa penyejukan, pengecutan dihadkan oleh logam asas sekeliling, dan akhirnya tegasan tegangan sisa yang sangat tinggi terbentuk di kawasan jahitan kimpalan. Logam asas pada kedua-dua belah berada di bawah tegasan mampatan untuk mengekalkan keseimbangan, yang merupakan sumber tegasan paling teras bagi paip yang dikimpal. Lebih besar tenaga talian kimpalan dan lebih cepat kelajuan penyejukan, lebih tinggi tahap tegasan sisa.

Peringkat ini mungkin memperkenalkan tegasan baki baharu, atau tegasan ini boleh dihapuskan melalui proses tertentu pada peringkat sebelumnya.

• Proses penyejukan: Apabila paip keluli yang digulung dan dikimpal panas-menyejukkan, permukaan menyejuk lebih cepat manakala teras menyejuk lebih perlahan. Permukaan mula-mula mengecut dan berada di bawah tegangan, manakala teras kemudian mengecut dan berada di bawah mampatan, mengakibatkan baki tegasan haba; lebih cepat kadar penyejukan dan lebih tidak sekata penyejukan, lebih besar baki tegasan haba.
• Proses meluruskan:Meluruskan sejuk membetulkan kelengkungan paip melalui lenturan songsang berulang dan ubah bentuk plastik, tetapi ubah bentuk tidak sekata akan memperkenalkan tegasan baki lenturan baharu. Biasanya, lapisan permukaan paip mengekalkan tegasan mampatan dan sub{1}}lapisan permukaan mengekalkan tegasan tegangan; pelurus panas (menggunakan baki haba daripada bergolek ke meluruskan) memperkenalkan tegasan yang jauh lebih kecil daripada tegasan daripada pelurus sejuk.
• Peringkat pemprosesan sejuk (lukisan sejuk/tiub rolling sejuk): Di bawah ubah bentuk plastik yang besar pada suhu bilik, pengerasan pemprosesan yang sangat kuat dan tegasan sisa akan dijana, yang merupakan sumber utama mutlak tegasan sisa untuk paip keluli tergelek-sejuk/sejuk-dan tahap tegasan jauh lebih tinggi daripada paip keluli tergelek panas-.
• Memotong dan pemprosesan hujung paip: Menggergaji, membengkak dan memproses alur akan menyebabkan ubah bentuk plastik setempat, mengakibatkan kepekatan tegasan setempat pada hujung paip.
• Proses rawatan haba: Apabila proses dijalankan dengan betul, tekanan dapat dihapuskan; jika pemanasan tidak sekata atau penyejukan terlalu cepat (seperti pelindapkejutan), tegasan haba dan tegasan mikrostruktur baru akan dihasilkan, dan dalam kes yang teruk, paip keluli akan retak.

Tekanan serta-merta semasa proses hanya menjejaskan kestabilan proses. Tekanan sisa ialah faktor teras yang menentukan kualiti dan prestasi perkhidmatan produk siap, dan ia mempunyai dua kesan: kesan negatif dan kesan positif yang boleh dikawal.

• Ketidakstabilan dimensi dan bentuk:Tekanan baki ialah daya pengimbangan diri-dalaman. Apabila langkah pemprosesan seterusnya seperti pemotongan, belitan, lenturan, dsb. mengganggu keseimbangan tegasan, pelepasan tegasan akan menyebabkan paip keluli bengkok, melebihi had eliptik, mengembang atau mengecut diameter, dan menjejaskan ketepatan dimensi; pelepasan tegasan perlahan semasa penyimpanan-panjang juga boleh menyebabkan kegagalan ubah bentuk.
• Tekanan dikurangkan-prestasi galas dan keletihan: Tegasan tegangan sisa akan ditindih dengan tegasan kerja yang dijana oleh tekanan kerja dan beban berselang-seli, menyebabkan paip keluli sebenarnya menanggung daya lebih daripada nilai reka bentuk, dengan itu mengurangkan tekanan-kapasiti galasnya; di bawah beban berselang-seli seperti turun naik tekanan bendalir dan getaran, tegasan tegangan sisa akan mempercepatkan permulaan retak dan mengurangkan hayat keletihan dengan ketara, dan dalam kes yang teruk, menyebabkan paip pecah atau patah.
• Cetuskan keretakan kakisan tegasan: Dalam media menghakis yang mengandungi sulfur, ion klorida, dsb. (seperti pengangkutan minyak dan gas, saluran paip kimia), tekanan tegangan sisa akan berinteraksi dengan kakisan, mendorong keretakan kakisan tegasan (SCC), yang merupakan salah satu bentuk kegagalan teras paip pengangkutan minyak dan gas serta penapisan dan paip kimia.
• Kemerosotan prestasi pemprosesan seterusnya: Untuk paip keluli dengan tegasan sisa yang besar, semasa langkah pemprosesan sekunder seperti membongkok, mengembang dan mengecut, ia terdedah kepada keretakan dan lantunan yang berlebihan, mengakibatkan penurunan ketara dalam kadar kelayakan pemprosesan.

Tidak semua tegasan sisa memudaratkan: Tegasan mampatan sisa permukaan boleh mengatasi beberapa beban tegangan luaran, meningkatkan kekuatan keletihan dan rintangan kakisan tegasan paip keluli. Dalam industri, tegasan mampatan permukaan terkawal diperkenalkan secara aktif melalui proses seperti shot peening dan ujian hidrostatik untuk mengoptimumkan prestasi perkhidmatan paip keluli.

Berkenaan tegasan, ia terbahagi kepada dua jenis pendekatan: "Menghapuskan/mengawal tegasan baki yang telah dijana" dan "Mengurangkan penjanaan tekanan pada punca".

• Kaedah rawatan haba (kebanyakan teras, kadar penyingkiran tertinggi)

​​​​​​​

Kaedah yang paling biasa digunakan ialah tekanan-melegakan penyepuhlindapan: panaskan paip keluli di bawah suhu penghabluran semula (untuk keluli karbon, umumnya 550-650 darjah, untuk keluli aloi, laraskan mengikut bahan), tahan sebentar, dan kemudian sejukkan perlahan-lahan. Melalui aliran plastik mikro dan penyebaran atom, tekanan dalaman dilepaskan, dengan kadar penyingkiran 70% hingga 90%, sementara tidak mengurangkan kekuatan bahan dengan ketara. Ia adalah proses standard untuk paip-sejuk, paip dikimpal dan paip dandang tekanan tinggi.

Proses penormalan + pembajaan menghapuskan tekanan baki secara serentak sambil melaraskan struktur dan mengoptimumkan sifat mekanikal, kebanyakannya digunakan untuk rawatan haba akhir paip keluli lancar.

• Kaedah peraturan mekanikal

1. Ujian hidrostatik: gunakan tekanan air terlebih tekanan untuk menyebabkan ubah bentuk plastik mikro pada dinding paip, lepaskan tegasan sisa dan agihkan semula tegasan, membentuk tegasan mampatan yang bermanfaat pada lapisan permukaan, mempunyai fungsi dwi pemeriksaan kualiti dan pengawalan tegasan, dan merupakan proses yang diperlukan untuk tekanan-bearing paip keluli.
2. Rawatan letupan tembakan/peening: projektil berkelajuan tinggi-mempengaruhi permukaan paip keluli, menyebabkan ubah bentuk plastik lapisan permukaan, memperkenalkan tegasan mampatan sisa permukaan yang boleh dikawal, mengatasi tegasan tegangan berbahaya dan pada masa yang sama meningkatkan kekuatan keletihan dan rintangan kakisan. Ia biasanya digunakan untuk pra-rawatan sebelum anti-karat.
3. Penuaan getaran: gunakan resonans untuk membuat kecacatan mikroskopik dalam gelinciran paip keluli, lepaskan tegasan baki, sesuai untuk paip keluli berdiameter-besar dan besar-, dengan penggunaan tenaga yang rendah dan kitaran pendek, tetapi kadar penyingkiran tegasan lebih rendah daripada rawatan haba.

• Penuaan semulajadi: simpan di luar untuk membenarkan tekanan dilepaskan secara perlahan dan semula jadi, dengan kitaran panjang dan kesan terhad, hanya digunakan sebagai kaedah tambahan.

• Optimumkan teknik pemprosesan haba: Kawal kelajuan pemanasan bilet tiub untuk memastikan suhu relau seragam; mengamalkan penyejukan terkawal selepas bergolek panas untuk mengelakkan penyejukan pantas dan penyejukan tidak sekata, dengan itu mengurangkan tekanan terma.
• Optimumkan teknik ubah bentuk plastik: Memperbaik reka bentuk menindik, menggelek tiub, dan konfigurasi die pengurangan berterusan untuk memastikan ubah bentuk seragam sepanjang ketebalan dinding dan arah panjang; mengagihkan dengan munasabah jumlah ubah bentuk dalam setiap laluan untuk mengelakkan ubah bentuk yang berlebihan dalam satu laluan.
• Pengoptimuman proses kimpalan (paip dikimpal): Kawal input haba kimpalan, pakai proses prapemanasan dan selepas pemanasan untuk mengurangkan kadar penyejukan, dan meminimumkan kecerunan suhu pada jahitan kimpalan; gunakan kimpalan simetri dan kimpalan berbilang-laluan untuk mengatasi beberapa ubah bentuk dan tegasan.
• Pengoptimuman teknik pemprosesan sejuk: Agihkan jumlah ubah bentuk dalam lukisan sejuk/gulungan sejuk dengan munasabah, jadualkan penyepuhlindapan perantaraan untuk menghapuskan pengerasan kerja dan tekanan semasa pemprosesan, dan kemudian teruskan dengan pemprosesan sejuk berikutnya.
• Pengoptimuman proses meluruskan: Utamakan menggunakan pelurus panas dan bukannya pelurus sejuk, optimumkan jumlah pengurangan meluruskan dan corak gulung, kurangkan tegasan yang diperkenalkan dengan meluruskan; gunakan gergaji ketepatan dan bukannya ricih untuk mengurangkan kepekatan tegasan pada hujung paip.