ضخامت ناهموار (به عنوان مثال، ضخامت دیواره ناسازگار) در طول تولید لوله های گرد یک مسئله کیفیت رایج است. علل آن پیچیده است و جنبه های متعددی مانند مواد اولیه، تجهیزات، فرآیندها و کنترل را شامل می شود. در زیر تجزیه و تحلیل دقیق علل وجود دارد:
علت اصلی: تغییر شکل ناهمگن
ماهیت همه مسائل ضخامت ناهموار در این واقعیت نهفته است که در طول فرآیند شکل‌دهی (نورد، کشش، خمش) یا جوشکاری، تنش‌ها، کرنش‌ها یا شرایط گرمایی که قسمت‌های مختلف مواد لوله تجربه می‌کنند ناهماهنگ بوده و منجر به جریان یا انقباض ناهموار فلز می‌شود.
تجزیه و تحلیل دقیق طبقه بندی علت
1. عوامل مواد اولیه
- کیفیت ناهموار شمش لوله / فولاد نواری:بیلت های لوله گرد مورد استفاده برای سوراخ کردن یا فولاد نواری مورد استفاده برای لوله های جوش داده شده به طور ذاتی دارای تفکیک ترکیب شیمیایی، اجزاء داخلی یا ضخامت اصلی ناهموار (برای فولاد نوار) هستند. این عیوب در طی فرآیند تغییر شکل بعدی بزرگتر خواهند شد.
- گرمایش ناهموار (عمدتا برای لوله های بدون درز):قبل از نورد گرم و سوراخ کردن، شمش لوله به طور ناهموار در کوره گرمایش گرم می شود و در نتیجه دماهای مختلف در سر و دم، داخل و خارج و یا در امتداد محیط لوله ایجاد می شود. فلز در نواحی گرمتر نرمتر است و مستعد تغییر شکل است و باعث نازک شدن ضخامت دیواره در آن مکان می شود.
2. عوامل تجهیزات و ابزار
• دقت ناکافی تجهیزات نورد:
دستگاه سوراخ کردن لوله های بدون درز / لوله نورد:اگر سر بالایی دستگاه سوراخ کن فرسوده شده، نامرتب باشد، یا اگر سوراخ قالب دستگاه لوله نورد فرسوده شده باشد یا تنظیم شکاف غلتکی نامناسب باشد، مستقیماً باعث خروج از مرکز در ضخامت دیواره می شود.
دستگاه شکل دهی لوله:اگر تنظیمات غلتک‌های شکل‌دهی در هر عبور منطبق نباشد، نوار فولادی در طول فرآیند خم شدن به شکل دایره‌ای تحت نیروی ناهمواری قرار می‌گیرد که منجر به «لبه‌های{0}}گلابی شکل» یا «لبه‌های موج‌دار» می‌شود که منجر به ضخامت دیواره ناهموار بدنه لوله جوش‌شده می‌شود.
• لرزش و سفتی تجهیزات:اگر پایه تجهیزات ناپایدار باشد، شفت اصلی دارای فاصله زیاد یا سفتی ناکافی باشد، در حین کار{0}}با سرعت بالا لرزش ایجاد می‌کند و در نتیجه فرآیند شکل‌دهی ناپایدار ایجاد می‌شود.
3. عوامل فرآیند و کنترل
• پارامترهای فرآیند ناپایدار:
◦ لوله بدون درز: پارامترهایی مانند امتداد جلوی سر قالب، سرعت نورد و زاویه تغذیه دقیقاً تنظیم یا کنترل نمی شوند.
جوشکاری لوله: تغییرات در سرعت شکل‌دهی، گرمای جوش (جریان، ولتاژ) و نوسانات فشار غلتک‌های اکستروژن می‌تواند باعث انقباض ناهموار فلز در ناحیه درز جوش و ناحیه تحت تأثیر حرارت- شود.
• طراحی قالب یا قالب نامناسب:نوار اندازه قالب، شرایط روانکاری رضایت بخش نیست، یا طراحی قالب نمی تواند جریان یکنواخت فلز را تضمین کند.
• تشخیص آنلاین و تاخیر بازخورد:سیستم اندازه‌گیری و کنترل ضخامت آنلاین (مانند ضخامت‌سنج‌های مافوق صوت یا اشعه ایکس) دقت کافی، محل نصب نامناسب دارد یا سیستم کنترل خودکار (AGC) پاسخ آهسته دارد و اصلاح انحرافات را در زمان واقعی غیرممکن می‌کند.
4. عوامل عملیاتی و تنظیمی
• تنظیم ناکافی پس از تغییر مشخصات تولید: پس از تغییر مشخصات تولید، تنظیمات مربوط به قطعات کار مانند رول، راهنما و هد به طور کامل انجام نشد. طول مشخصی از "لوله های انتقال" برای رسیدن به حالت پایدار مورد نیاز بود و ضخامت دیواره این محصولات ناهموار بود.
• اجرای ضعیف نظم و انضباط فرآیند: اپراتورها به شدت از رویه های بازرسی تجهیزات، نظارت بر دما و تنظیم پارامتر پیروی نکردند.
مقایسه علل معمولی برای فرآیندهای کلیدی:
| نوع فرآیند | علل معمول ضخامت ناهموار |
| لوله های فولادی بدون درز (نورد گرم / کشش سرد) |
1. گرمایش ناهموار بیلت لوله (هسته) |
| 2. ساییدگی یا ناهماهنگی سر پانچ دستگاه پیرسینگ (که باعث "غیر مرکزیت ضخامت دیوار" می شود). | |
| 3. ساییدگی یا نامناسب بودن رول ها در دستگاه نورد. | |
| 4. ساییدگی یا روانکاری ضعیف سنبه کشی سرد-(سر هسته). لوله های فولادی جوش داده شده (درز مستقیم / درز مارپیچ) |
|
| لوله های فولادی جوش داده شده (درز مستقیم/جوش مارپیچی) |
1. مواد پایه فولاد نواری خود دارای "خم داس" یا ضخامت ناهموار (هسته) است. |
| 2. تنظیم رول های فرم دهنده نامناسب است و در نتیجه درزهای "گلابی-شکل" یا "لبه{2}} لبه دار" شکل می گیرد. | |
| 3. ورودی گرمای جوش ناهموار است و باعث انقباض ناسازگار در ناحیه جوش می شود. | |
| 4. تنظیم سایز رول ها نامناسب است. |
خلاصه و جهت حل
ضخامت ناهموار لوله دایره ای یک مشکل سیستمیک است. برای حل آن، یک رویکرد جامع از جمله تثبیت کیفیت مواد اولیه، اطمینان از دقت تجهیزات و نگهداری، بهینه سازی و کنترل دقیق پارامترهای فرآیند و همچنین تقویت تشخیص و بازخورد خودکار آنلاین مورد نیاز است. معمولاً با استفاده از شمش‌های ریخته‌گری پیوسته با دقت بالا، ارتقاء سیستم کنترل خودکار (AGC)، استفاده از ضخامت سنج‌های آنلاین پیشرفته و تعمیر و جایگزینی سریع قالب‌های ابزار، می‌توان یکنواختی ضخامت دیواره لوله را به میزان قابل توجهی بهبود بخشید.
