Pelurusan Pipa Baja Mulus

Deformasi lentur pada pipa baja seamless (pengelasan frekuensi tinggi-ERW, pengelasan busur terendam LSAW, dll.) pada dasarnya disebabkan oleh distribusi tegangan internal yang tidak merata + asimetri gaya eksternal/efek termal. Faktor-faktor inti yang mempengaruhi dapat diklasifikasikan menjadi empat kategori:

1. Bahan mentah dan faktor stres yang melekat

• Tegangan sisa strip baja selama penggulungan: Pendinginan dan deformasi yang tidak merata selama penggulungan mengakibatkan tegangan sisa di dalam strip/lembaran baja. Setelah menggelinding ke dalam pipa, tegangan dilepaskan sehingga menyebabkan pipa membengkok secara spontan.
• Ketidakhomogenan kinerja material:Pemisahan elemen karbon, mangan, dll. dalam billet, atau ketebalan strip baja yang tidak merata (perbedaan ketebalan dinding melintang), menyebabkan perbedaan kekuatan lokal dan ketahanan deformasi, yang mengakibatkan deformasi asimetris setelah pemrosesan.
• Anisotropi material:Terdapat perbedaan arah aliran serat selama penggulungan lembaran, dan sifat mekanik pada arah melintang dan memanjang berbeda. Setelah terbentuk, distribusi tegangan menjadi asimetris sepanjang arah keliling.

2. Penyimpangan dalam proses pembentukan

• Sistem rolling dan penyimpangan cetakan:Penyimpangan pada keausan gulungan pembentuk, gaya tekan-ke bawah yang tidak merata, atau penyimpangan pada garis tengah cetakan menyebabkan kelengkungan billet pipa tidak konsisten dan jumlah perpanjangan yang berbeda di kedua sisi. Dalam kasus yang parah, hal ini dapat menyebabkan puntiran spiral pada badan pipa.
• Ketegangan dan penyimpangan makan:Ketegangan yang tidak mencukupi pada bagian pelepasan, kemiringan pelat pemandu pengumpanan, dan strip baja yang diumpankan pada sudut miring ke dalam bagian pembentuk mengakibatkan penyimpangan lentur kumulatif mulai dari lintasan pertama.
• Parameter pra-pembengkokan dan pembentukan salah:Pra-pembengkokan tepi yang tidak memadai, jarak langkah pembentukan JCO yang tidak masuk akal/derajat pembukaan cetakan, menyebabkan konsentrasi tegangan pada bagian pipa dan kelurusan keseluruhan melebihi standar setelah pembentukan.

3. Deformasi termal pengelasan (penyebab khusus paling menonjol untuk pipa baja seamless)

• Masukan panas pengelasan asimetris: Saat mengelas di satu sisi, sisi las dipanaskan secara terkonsentrasi, dan kontraksi pendinginan jauh lebih besar daripada bahan dasar, menyebabkan badan pipa membengkok ke arah sisi las (umumnya dikenal sebagai "tikungan las"); jika masukan panas internal dan eksternal dalam pengelasan-dua sisi tidak seragam, masalah yang sama akan terjadi.
• "Efek tulang rusuk" dari kelebihan ketinggian las:Ketinggian berlebih yang tidak merata di bagian dalam dan luar las, setara dengan membentuk tulangan pada salah satu sisi badan pipa, membatasi deformasi pada sisi tersebut dan menyebabkan deviasi kelengkungan keseluruhan.
• Cacat ujung pipa yang "cemberut":Deformasi pemrosesan dan pengelasan pada kedua ujung lasan tidak sesuai, mengakibatkan lengkungan lokal pada ujung pipa, yang tidak hanya mempengaruhi tegak lurus permukaan ujung tetapi juga memperkuat deviasi kelurusan secara keseluruhan.

4. Proses selanjutnya dan faktor kekuatan eksternal

• Pendinginan tidak merata:Terdapat perbedaan suhu antara bagian atas dan bawah, kiri dan kanan pipa setelah pengelasan, dan tingkat kontraksi yang berbeda pada setiap bagian, sehingga terjadi pembengkokan tegangan termal.
• Proses ekspansi dan tekanan air:Parameter muai yang tidak tepat, laju regangan yang tidak seragam sepanjang arah aksial, atau redistribusi tegangan sisa setelah pengujian tekanan air akan memperlihatkan potensi tekukan dan bahkan menyebabkan deformasi baru.
• Mengangkat dan menumpuk:Titik angkat yang tidak memadai untuk pipa panjang, atau lapisan yang ditumpuk secara berlebihan, akan menyebabkan pembengkokan plastis karena gravitasi, yang merupakan deformasi pasca{0}}cetakan yang disebabkan oleh gaya eksternal.

Pelurusan adalah proses utama dalam produksi pipa baja seamless untuk memastikan akurasi dan kinerja dimensi. Kebutuhan inti terletak pada aspek-aspek berikut:
1. Memenuhi persyaratan akurasi perakitan dan konstruksi

• Persyaratan pemrosesan ujung pipa:Pipa oli, pipa mekanis memerlukan penguliran, dan sebagian besar proses penguliran berbasis rotasi pipa. Penyimpangan kelurusan yang berlebihan akan menyebabkan eksentrisitas pada ulir dan kegagalan penyegelan sambungan; Penyimpangan kelurusan juga akan menyebabkan pemrosesan alur ujung pipa tidak merata dan penyimpangan pemotongan yang berlebihan. 
• Efisiensi koneksi-di situs:Dalam konstruksi-jaringan pipa jarak jauh dan jaringan pipa struktural, pipa baja yang bengkok tidak dapat disejajarkan dengan tepat dan memerlukan-koreksi atau pemotongan sekunder di lokasi, yang secara signifikan meningkatkan biaya konstruksi dan jangka waktu konstruksi. Ketika diletakkan dalam jarak yang jauh, penyimpangan kecil dari masing-masing bagian dapat terakumulasi menjadi offset keseluruhan yang sangat besar.

2. Memastikan keselamatan dan masa pakai

• Keamanan struktural:Sebagai penopang struktural atau poros mekanis, pembengkokan akan menyebabkan konsentrasi tegangan lokal, dan-penggunaan jangka panjang rentan terhadap patah lelah.
• Kinerja transportasi:Dinding bagian dalam yang melengkung pada pipa pengangkut fluida akan membentuk turbulensi, meningkatkan hambatan pengangkutan dan mempercepat korosi lokal, sehingga memperpendek masa pakai pipa.
• Kualitas lapisan:Dalam 3PE dan operasi pelapisan lainnya, pembengkokan pipa akan menyebabkan ketebalan lapisan yang tidak merata dan kegagalan pada area tipis lapisan, yang menyebabkan bahaya korosi pada pipa.

3. Hilangkan dan homogenkan sisa stres

• Pelurusan dicapai melalui deformasi plastis terbalik yang terkendali, yang mendistribusikan kembali tegangan sisa pembentukan dan pengelasan di dalam badan pipa, mengurangi puncak tegangan dan mencegah pipa berubah bentuk secara spontan selama pemrosesan, penyimpanan, atau penggunaan selanjutnya, sehingga menstabilkan keakuratan dimensi.

4. Sesuai dengan toleransi standar produk

• Standar arus utama seperti API 5L, GB/T 3091, dan GB/T 9711 semuanya memiliki persyaratan yang jelas untuk kelurusan pipa baja (biasanya Kurang dari atau sama dengan 0,15% L, dengan persyaratan presisi tinggi mencapai Kurang dari atau sama dengan 0,05% L). Pelurusan adalah proses yang diperlukan untuk memenuhi standar dan mencapai pengiriman pabrik.

Untuk produksi pipa baja jahitan lurus, proses utamanya adalah pelurusan mekanis dingin, ditambah dengan pelurusan panas. Pada saat yang sama, pra-pemrosesan dilakukan untuk mengontrol pengurangan tekukan, membentuk sistem lengkap "pencegahan + pelurusan kasar + pelurusan halus + pelurusan tambahan".

1. Mengarusutamakan proses dan peralatan pelurusan dingin
(1) Mesin pelurus rol miring multi-roller (peralatan inti untuk pelurusan halus)

• Prinsip kerja: Menggunakan beberapa set rol pelurus melengkung miring yang disisipkan (umumnya enam atau tujuh struktur rol), dengan sumbu rol pada sudut kemiringan 25 derajat hingga 35 derajat relatif terhadap sumbu pipa; roller bawah menggerakkan pipa untuk berputar dan maju secara aksial, sedangkan roller atas menerapkan gaya tekan, menyebabkan pipa mengalami pembengkokan terbalik berulang kali di sekeliling kelilingnya, melalui deformasi plastis-elastis, yang secara bertahap menghilangkan segala arah kelengkungan.
• Skenario yang berlaku: Pelurusan halus pada pipa las ERW berdiameter sedang dan kecil, atau pelurusan halus tambahan untuk pipa berdiameter-besar, dengan akurasi pelurusan mencapai 0,2 mm/m.
• Kontrol parameter kunci:Jarak roller adalah 0,8 hingga 1,2 kali diameter pipa; jumlah pengurangan harus melebihi deformasi hasil material tetapi lebih rendah dari kekuatan tarik, untuk menghindari retak atau penyusutan; kecepatan pelurusan baja karbon biasanya 20 hingga 40m/menit.

(2) Mesin pelurus bertekanan (pelurus lokal untuk pipa berdiameter-besar)

• Prinsip kerja: Berdasarkan prinsip mekanika pembengkokan tiga-titik, dua penyangga menahan badan pipa dalam bentuk bengkok, dan tekanan terkonsentrasi diterapkan pada titik tertinggi sisi cekung pipa, menyebabkan pipa mengalami deformasi plastis terbalik, dan setelah memantul, mencapai persyaratan kelurusan.
• Skenario yang berlaku: Pelurusan tambahan lokal untuk pipa las LSAW berdinding-diameter tebal-besar, atau untuk pipa dengan tikungan keras lokal, sering digunakan bersama dengan pelurusan roller.
• Karakteristik proses: Dapat memantau defleksi secara real time dan menyesuaikan jumlah pengurangan sesuai kebutuhan; sistem cerdas modern dapat secara otomatis menghitung parameter reduksi berdasarkan pengukuran defleksi awal, menggantikan pengalaman manual.

(3) Pelurusan terkoordinasi dalam proses perluasan

• Ekspansi dingin adalah proses standar untuk pipa las busur terendam jahitan lurus berdiameter besar, menggunakan cetakan untuk melebarkan pipa secara merata di sekeliling keliling, tidak hanya menghilangkan tegangan sisa pengelasan dan meningkatkan kebulatan, namun juga mengontrol laju regangan ekspansi secara wajar, yang secara signifikan dapat meningkatkan kelurusan keseluruhan, mengontrol kelurusan dalam 0,15% L, yang merupakan cara utama untuk "mencegah pelurusan terlebih dahulu".

2. Proses pelurusan panas (tambahan saya itu)
Yang paling umum digunakan adalah pelurusan api:

• Metode operasi:Pada sisi cembung tikungan pipa, gunakan api oksigen-etana untuk pemanasan strip atau titik, dengan suhu dikontrol pada 700 hingga 850 derajat (baja berubah menjadi merah tua), lalu dinginkan secara alami atau dengan air, menggunakan deformasi kontraksi pada area pemanasan untuk membatalkan pembengkokan awal.
• Skenario yang berlaku: Koreksi deformasi lokal yang besar di jalur produksi,-perbaikan di lokasi, lebar pemanasan biasanya tidak lebih dari dua kali ketebalan dinding pipa, dan kontrol suhu yang ketat diperlukan untuk menghindari panas berlebih atau kerusakan material.

3. Pelurusan penataan dalam proses produksi
Pengaturan proses pelurusan jalur produksi pipa las jahitan lurus yang khas:
Pembentukan dan pengelasan → Perataan jahitan las → Ekspansi dingin → Pelurusan kasar (rol paralel / jarak rol besar) → Pelurusan halus (mesin pelurus rol miring) → Uji hidraulik → (pelurusan tambahan lokal) → Pemrosesan ujung pipa → Inspeksi produk jadi