Las razones de la curvatura de tubos soldados longitudinales y cómo enderezarlos

Las razones para doblar los tubos de acero con costura recta y los métodos para enderezarlos involucran la ciencia de los materiales, las técnicas de procesamiento y los principios mecánicos.

1. Materiales y tensiones residuales

• Estrés residual rodante:Durante el proceso de laminación de la placa de acero, debido al enfriamiento o deformación desigual, se forma tensión residual dentro de la placa. Después de enrollar la tubería, se libera la tensión, lo que hace que la tubería se doble.
• Segregación de componentes químicos:La distribución de elementos como el carbono y el manganeso en la palanquilla de acero es desigual, lo que da lugar a diferencias locales en la resistencia. Esto provoca deformaciones durante el procesamiento posterior.

2. Proceso de conformado y soldadura

• Desviación de formación:La presión desigual de los rodillos durante el proceso de laminación o el desgaste del molde provocan una curvatura inconsistente del tocho del tubo.
• Influencia térmica de soldadura:Para la soldadura de costura longitudinal, se utiliza soldadura de alta-frecuencia (ERW) o soldadura por arco sumergido (SAW). El área de soldadura no se calienta de manera uniforme y, después del enfriamiento, la distribución de tensiones está desequilibrada. Especialmente en la soldadura de un solo-lado, es más propenso a doblarse hacia el lado de la soldadura.
• Asimetría en la altura del filete de soldadura:La diferencia de altura entre las superficies interior y exterior de la soldadura crea un "efecto nervadura", que hace que el cuerpo de la tubería se deforme cuando se enfría.

3. Enfriamiento y Tratamiento Térmico

• Enfriamiento no homogéneo:Diferencias en las velocidades de enfriamiento durante los procesos de enfriamiento o normalización, lo que resulta en tensiones microestructurales (como los diferentes volúmenes de martensita y ferrita durante la transformación).
• ITemperatura incorrecta durante el alisado:Al realizar el alisado en caliente, la temperatura era inferior a la temperatura de recristalización (para acero al carbono, aproximadamente 600 grados). Esto provocaba una plasticidad insuficiente del material y la recuperación elástica después del enderezamiento conducía a una flexión secundaria.

4. Almacenamiento y transporte

• Soporte inadecuado:Al apilarlo en varias capas, el espacio entre los soportes era demasiado grande, lo que provocó que la parte central del tubo se combara por su propio peso y sufriera deformación plástica.
• gradiente de temperatura:Debido a la diferencia de temperatura entre el lado soleado y el lado sombreado durante el almacenamiento al aire libre, el estrés térmico provoca flexión.

1. Alisado mecánico (alisado en frío)

• Máquina enderezadora de rodillos:

1. Principio: Al utilizar múltiples juegos de rodillos enderezadores intercalados para realizar repetidamente el doblado plástico-en la tubería de acero, la curvatura se elimina gradualmente.
2. Parámetros clave:Espaciado entre rollos (generalmente 0.8 - 1.2 veces el diámetro de la tubería), cantidad de reducción (debe exceder el límite elástico pero ser menor que la resistencia a la tracción), velocidad de enderezamiento (para acero al carbono, generalmente es 20 - 40 m/min).
3. Llave puntos de ajuste:Utilice el "método de flexión inversa". Ajuste la cantidad de reducción del grupo de rodillos correspondiente según la posición del punto de flexión. Para curvas grandes, es necesario pasar varias veces.

• Máquina enderezadora a presión:

Es aplicable a curvas duras locales. Adopta el principio de flexión de tres-puntos, aplica presión en el lado convexo de la flexión y simultáneamente utiliza un micrómetro para controlar la rectitud en tiempo real (el objetivo es inferior o igual a 1,5 mm/m).

2. Alisado en caliente
• Alisado por llama:

1. Método:Utilice una llama de oxígeno-acetileno para aplicar calor en forma de banda-en el lado curvo convexo (temperatura 700 - 850 grados, que muestra un color rojo oscuro), luego enfríe y retraiga para enderezar.
2. Puntos técnicos:El ancho de calentamiento no debe ser más del doble del espesor de la pared de la tubería y la profundidad no debe exceder un-tercio del espesor de la pared. Evite el calentamiento excesivo que puede provocar el engrosamiento del grano.

• Alisado general mediante tratamiento térmico:
Para tuberías con tensión residual alta, el recocido-para aliviar la tensión (calentar a 580-650 grados, mantener durante un período y luego enfriar lentamente) combinado con enderezamiento mecánico produce mejores resultados.

1. Monitoreo en línea:

Utilice un escáner láser para medir continuamente la rectitud (como el sistema de medición láser LAP) y los datos se envían al PLC de la máquina enderezadora para su ajuste automático.

2. Optimización de procesos:

• Durante la soldadura, realice una soldadura síncrona de doble-cara para reducir la asimetría de la entrada de calor.
• Controle la temperatura de laminación final por encima del punto de transformación de la fase Ar3 (aproximadamente 850 grados para acero de baja aleación) y evite la laminación en zonas de dos-fases.

3. Especificaciones de almacenamiento:

 Utilice soportes de silla en forma de V-. La distancia entre los soportes no debe ser superior a 1/3 de la longitud de la tubería. Evite la exposición prolongada-de un solo-lado a la luz solar directa.

Para acero de alta-resistencia (como X70 o superior), el proceso de enderezamiento debe controlar que la tasa de deformación sea inferior al 3 % para evitar la expansión de micro-fisuras.

Para tubos de pared delgada-(con una relación diámetro/grosor superior a 40), se requiere un molde de soporte interno durante el enderezamiento para evitar errores de redondeo.

Después del enderezamiento, se recomienda realizar pruebas ultrasónicas (UT), especialmente para inspeccionar la zona de la soldadura afectada por el calor.