Ujævn vægtykkelse i valsede stålrør (især sømløse stålrør, såsom varmt-valsede sømløse stålrør og kold-valsede sømløse stålrør) er et almindeligt kvalitetsproblem i produktionsprocessen. Kerneårsagerne kan tilskrives fire hovedkategorier: råmaterialer, udstyr, proces og drift. Specifikt kan det opdeles i følgende detaljerede faktorer, som forklares i detaljer i kombination med rulleprincippet (såsom gennemboring, kontinuerlig valsning og reducerende kerneprocesser):
I. Råstoffaktorer: Den "iboende basis" for ujævn vægtykkelse
Råmaterialer er udgangspunktet for valsning af stålrør. Hvis råvarerne selv har defekter, vil det direkte føre til afvigelser i vægtykkelsen af det færdige produkt, og det er svært at rette dem fuldstændigt i efterfølgende processer.
1. Kvalitetsproblemer af rørstang (stålstang)
- Ujævn vægtykkelse/diameter af rørstykket:
Selve røremnet (såsom rundstålstang, kontinuerlig støbeemne) har ellipticitet, diameterudsving eller lokal tykkelse/tyndhed (f.eks. den "løse zone", "krympehulrum", "segregation" af den kontinuerlige støbeemne), og metaldeformationen under valsning er inkonsekvent - den flydende side er for tyk på den flydende side på den tyndere side. hurtigt, hvilket i sidste ende resulterer i ujævn vægtykkelse af det færdige produkt.
- Indvendige defekter i røret:
Rørstykket har indeslutninger, porer, revner osv. Under valseprocessen er plasticiteten af metallet i defektområdet dårlig, og deformationen er ikke kontinuerlig, hvilket resulterer i, at den lokale vægtykkelse er for tynd (metallet ved defektområdet kan ikke fyldes effektivt) eller for tykt (metal samler sig omkring defekten).
- Ujævn røremnetemperatur:
Når rørstangen opvarmes (såsom i en ringvarmeovn), er opvarmningen ujævn, hvor lokale temperaturer er for høje (metallet er for blødt, flowet er for hurtigt) eller for lavt (metallet er for hårdt, flowet er blokeret), hvilket resulterer i afvigelser i vægtykkelsen efter valsning (f.eks. er den øverste del af røret, men den øverste vægdel har en for høj temperatur af den øvre valse af røret).
2. Kvalitetsproblem af rårøret (halv-færdig produkt efter perforering)
Det første trin i sømløs stålrørsvalsning er "piercing" (skruning af røremnet ind i et hult emnerør). Hvis vægtykkelsen af selve emnerøret er ujævn, er det svært at korrigere det fuldstændigt i de efterfølgende kontinuerlige valse- og limningsprocesser.
Forkert justering af keglens vinkel og den øverste position af rullerne i piercingmaskinen (såsom den tvær-rullende piercingmaskine) fører til "excentrisk vægtykkelse" (den ene side tyk og den anden side tynd) eller "spiral ujævn vægtykkelse" (vekslende tykkelse i en spiralform langs længden af stålrøret).
Råemnets ellipticitet overstiger standarden: Tværsnittet af emnerøret er ikke rundt, og metaldeformationen i omkredsretningen under rulning er anderledes, hvilket til sidst resulterer i ujævn vægtykkelse.
II. Udstyrsfaktorer: "Hardwaregarantien" for rullenøjagtighed er fejlet
Præcisionen, slidtilstanden og justeringen af udstyret bestemmer direkte ensartetheden af metaldeformation og er de vigtigste mekaniske årsager til ujævn vægtykkelse.
1. Afvigelse/slid af kernekomponenter i valseværket
- Rulleproblem:
Bearbejdningsnøjagtigheden af selve valserne (såsom arbejdsvalserne på kontinuerlige valseværker og valserne i dimensioneringsmaskiner) er utilstrækkelig (såsom inkonsistente valsediametre og afvigelser i valseoverfladens cylindricitet), hvilket resulterer i ujævn kraft på metallet under valsning.
Ujævnt slid på rullerne efter brug (såsom kraftigt slid på den ene side), uensartet mellemrum mellem rullerne (større på den ene side og mindre på den anden) og tykkelsesafvigelse, når metal passerer igennem.
Ujævn temperatur på rullerne (såsom blokering af kølevandvejen, lokal overophedning og ekspansion) fører til ændringer i den faktiske rullespalte.
- Top-/dornproblem:
Toppen af gennemboringsmaskinen og dornen på det kontinuerlige valseværk (bruges til at understøtte stålrørets indervæg) er excentriske (ikke på linje med valsernes midterlinje), hvilket resulterer i, at den ene side af stålrørets indervæg er tæt fastgjort til dornen, og spalten på den anden side er for stor, hvilket danner en "indvendig vægforskydning" af den indre væg.
Slid, deformation af dornen (såsom lokal udtynding) eller dårlig overfladesmøring (metalvedhæftning) kan forårsage lokal vægtykkelsesafvigelse på indervæggen.
- Afvigelse af guidebeskyttelsesenheden :
Styre- og beskyttelsesanordningerne (såsom styreplader og styreruller) bruges til at føre røret/emnerøret ind i rullerne. Hvis positionen af styret og beskyttelsen er forskudt, eller sliddet er ujævnt, vil det få rørstykket til at "afvige", og under rulning vil metalkraften blive forspændt til den ene side, hvilket resulterer i ujævn vægtykkelse.
2. Fejl i udstyrstilpasning/-niveau
Niveau- og vertikalitetsafvigelserne af valseværksrammen og basen (såsom fundamentsætning og løsgørelse af bolte efter lang tids-brug) resulterer i, at centerlinjerne af valserne og dornerne ikke er justeret (dårlig justering), og metaldeformationen er asymmetrisk.
Midterlinjerne for hvert stativ på det kontinuerlige valseværk med flere-stande er ikke justeret (den langsgående justering er dårlig), og de tomme rør bliver gentagne gange "klemt og afbøjet", når de passerer igennem, hvilket resulterer i periodisk ujævn vægtykkelse langs længderetningen.
3. Synkroniseringsproblem af transmissionssystemet
Fejl i transmissionskomponenterne i valseværket, såsom motor, reduktion og kobling (såsom inkonsekvent rotationshastighed og overdreven transmissionsafstand) forårsager, at rotationshastighederne for hver rulle er ude af sync, hvilket resulterer i, at metallet "trækkes" eller "ujævnt klemt" og forårsager udsving i vægtykkelsen.
III. Procesfaktorer: Forkert "parametertilpasning" under rulleprocessen
Procesparametre er nøglen til at kontrollere metaldeformation. Urimelige parameterindstillinger kan føre til uoverensstemmelser i deformationsmængde, temperatur og hastighed, hvilket forårsager ujævn vægtykkelse.
1. Forkert temperaturproces
- Opvarmningstemperaturafvigelse :
Hvis opvarmningstemperaturen på røremnet er for høj (overophedning), vil metallet have for stor plasticitet, hvilket let kan føre til "overdeformation" (lokal udtynding). Når temperaturen er for lav (underopvarmet), er metalets plasticitet dårlig, deformationsmodstanden er stor, og "hård klemning" (lokal tykkelse) er tilbøjelig til at forekomme.
Utilstrækkelig opvarmningstid eller ujævn varmekonservering, for stor temperaturforskel mellem indersiden og ydersiden af røret eller mellem top og bund (såsom for tæt stabling af rørstykker i en ringvarmeovn) og ujævn deformation under valsning.
- Fejl ved temperaturkontrol under rulleprocessen:
Når det ru rør rulles og afkøles for hurtigt (såsom med for meget kølevand eller ujævn afkøling), hærder det lokale metal for tidligt, hvilket gør efterfølgende deformation vanskelig og resulterer i vægtykkelsesafvigelse.
Under kontinuerlig rulning er temperaturudsvingene mellem hver ramme for store (for eksempel er udgangstemperaturen for den forreste ramme for høj, og deformationen af den bagerste ramme under rulning er for stor).
2. Deformationsparametre stemmer ikke overens
- Forkert indstilling af rullegabet:
Rullegabet er en kerneparameter, der bestemmer stålrørets vægtykkelse. Hvis mellemrummet på den ene side er for stort under justeringen af rullegabet (såsom ikke kalibreres i henhold til den faktiske størrelse af emnerøret), eller rullegabet Indstillingerne for hver ramme er ikke kontinuerlige (såsom et stort rullegab i den forreste ramme og et lille rullegab i den bagerste ramme), vil det forårsage en pludselig ændring i metaldeformationen og ujævn vægtykkelse.
- Urimelig forlængelseskoefficient:
Forlængelseskoefficienten (forholdet mellem længden efter valsning og længden før valsning) er for stor eller for lille, eller forlængelseskoefficienten er ujævnt fordelt mellem hver ramme -, hvis forlængelseskoefficienten er for stor, flyder metallet for hurtigt, hvilket er tilbøjeligt til lokal udtynding. Ujævn fordeling vil føre til forskelle i deformationsmængden af hver sektion, hvilket resulterer i udsving i vægtykkelsen.
- Forkerte hastighedsparametre:
Billettens tilførselshastighed (gennemboringshastighed), rullernes rotationshastighed og dornens udtrækningshastighed stemmer ikke overens, hvilket resulterer i utilstrækkelig metaltilførsel eller -akkumulering. For eksempel, hvis gennemboringshastigheden er for høj, og dornstøtten ikke er rettidig, vil stålrørets indervæg blive lokalt tyndere.
3. Fejl i smøre-/køleprocessen
Utilstrækkelig smøring under valsning (såsom utilstrækkelig smøreolie eller forringet fedt) fører til overdreven friktion mellem metallet og valserne eller dornen, hvilket resulterer i øget modstand mod lokal deformation og en tykkere vægtykkelse.
Ujævn køleproces (såsom blokering af kølevandveje, afvigelse af dysevinkler), hurtig lokal afkøling af stålrørets overflade, øget hårdhed og manglende evne til effektivt at korrigere den i efterfølgende processer, hvilket resulterer i vægtykkelsesafvigelse.
IV. Operationelle faktorer: Den "præcisionsudførelse" styret af mennesker er ikke på plads
Operatørernes færdigheder, rettidigheden af inspektion og justering påvirker direkte processens udførelseseffekt og er de "menneskelige årsager" til ujævn vægtykkelse.
1. Fejl i parameterjustering
Operatøren undlod at justere parametre såsom rullegab, rotationshastighed og temperatur i henhold til specifikationerne og materialerne for røret (for eksempel ved at bruge de gamle parametre til at producere stålrør med forskellige specifikationer), hvilket resulterede i et misforhold mellem parametrene og råmaterialerne.
Ved justering af rullespalten blev den ikke kalibreret (såsom kun justering baseret på erfaring uden brug af værktøjer som en måleur til måling), hvilket resulterede i en afvigelse mellem den faktiske rullespalte og den indstillede værdi.
2. Inspektion og vedligeholdelse er ikke rettidigt
- Slidforholdene for komponenter såsom ruller, dorne og styreskærme blev ikke efterset regelmæssigt (f.eks. blev rullerne ikke udskiftet, når sliddet oversteg standarden), eller metaladhæsioner og oxidskaller på overfladen af komponenterne blev ikke renset i tide, hvilket resulterede i ujævn deformation.
- Manglende opdagelse af udstyrsjusteringsafvigelser rettidigt (såsom rammeforskydning, løse styreafskærmninger) eller manglende rettidig justering efter opdagelse.
3. Udvælgelsen af råvarer er ikke streng
Operatørerne undlod at udføre udseende- og dimensionsinspektioner på rørstangene (såsom brug af rørstykker med overdreven elliptiskhed), hvilket resulterede i, at "iboende defekter" strømmede ind i valseprocessen.
V. Typiske årsager til ujævn vægtykkelse på grund af forskellige valseprocesser (oversigtstabel)
| Rulleproces: | Typiske former for ujævn vægtykkelse; |
Kerneårsager |
| Varmt-valsede sømløse stålrør (piercing + kontinuerlig valsning) | Excentrisk væg (tykkelse/tyndhed på den ene side) | Ujævn opvarmning af emnet, excentricitet af piercingmaskinens tophoved, dårlig justering af det kontinuerlige valseværk, ujævnt slid på rullerne |
| Ujævn vægtykkelse i spiralformen | Forkert keglevinkel på stansemaskinens rulle, forskydning af styrebeskyttelsesanordningen og afvigelse af det ru rør | |
| Periodiske udsving i vægtykkelse | Rotationshastighederne for hver ramme af det kontinuerlige valseværk er ikke synkroniserede, rullespaltens indstilling er ikke kontinuerlig, og dornene er ujævnt slidte | |
| Kold-valset sømløst stålrør | Indvendig forskudt væg (ujævn tykkelse af indervæggen) | mandbar excentricitet, dårlig justering af koldvalsevalserne, utilstrækkelig smøring, hvilket fører til metaladhæsion |
| Lokale tynde prikker/tykke prikker | Lokale defekter i råmaterialer (blanke rør), urenheder, der klæber til overfladen af rullerne og ujævn afkøling | |
| Dimensionerings-/reduktionsproces | Vægtykkelsen i enden er ujævn | Temperaturen for enden af det tomme rør er for lav, dimensioneringsmaskinens rullespalte er forkert justeret, og føringsafskærmningens styreafvigelse |
urenheder klæber til overfladen af rullerne, ujævn afkøling
Dimensionerings-/reduktionsproces: Ujævn vægtykkelse i enden, for lav temperatur for enden af emnerøret, forkert justering af dimensioneringsmaskinens rullespalte, afvigelse af føring og beskyttelse
VI. Hvordan identificerer og løser man ujævn vægtykkelse? (Kort vejledning)
1. Registrering og positionering:
Brug en ultralydstykkelsesmåler til at måle langs omkredsen af stålrøret (mindst fire retninger) og længderetningen (hver 100. -200 mm) for at bestemme formen for uensartethed (excentricitet, spiralformet, periodisk).
2. Målrettet undersøgelse:
- Excentrisk væg: Prioriter at kontrollere udstyrets justering (rulle-mandbarens midterlinje), excentriciteten af toppen/mandbaren og ujævn opvarmning af røret.
- Ujævn spiralform: Tjek stansemaskinens styreskærm, rullernes keglevinkel og afvigelsen af det tomme rør.
- Periodiske udsving: Tjek synkroniseringen af den kontinuerlige valseværkshastighed, rullernes slidcyklus og indstillingen af valsegabet.
3. Løsninger:
- Råvarer:
Skærm kvalificerede rørstykker (med ensartet størrelse og temperatur) og fjern defekte råmaterialer;
- Udstyr:
Kalibrer justering og planhed, udskift slidte dele (ruller, dorne, styreskærme), og rengør komponenternes overflader;
- Proces:
Optimer opvarmningstemperaturen (ensartet isolering), juster valsegabet/hastighedstilpasning og forbedre smøring og køling;
- Betjening:
Styrk inspektionen (kalibrer parametre og kontroller udstyrsstatus for hver batch) og forbedre operatørernes færdigheder.
Fra ovenstående analyse kan det ses, at den ujævne vægtykkelse af valsede stålrør er resultatet af det koordinerede svigt af flere led, såsom "råmaterialer - udstyr - proces - drift", og kernen ligger i ødelæggelsen af ensartetheden af metaldeformation. I produktionen er fuld-proceskontrol fra "kilde (råmaterialer) - proces (udstyr + teknologi) - udførelse (drift)" nødvendig for effektivt at reducere sandsynligheden for ujævn vægtykkelse.
