El espesor desigual (es decir, espesor de pared inconsistente) durante la producción de tubos redondos es un problema de calidad común. Sus causas son complejas e involucran múltiples aspectos como materias primas, equipos, procesos y control. El siguiente es un análisis detallado de las causas:
Causa principal: deformación no homogénea
La esencia de todos los problemas de espesor desigual radica en el hecho de que durante el proceso de conformado (laminado, estiramiento, doblado) o soldadura, las tensiones, deformaciones o condiciones de calor experimentadas por diferentes partes del material de la tubería son inconsistentes, lo que resulta en un flujo o contracción desigual del metal.
Análisis detallado de la clasificación de causas.
1. Factores de materia prima
- Calidad desigual del tubo de acero en palanquilla/flejes:Los tochos de tubo redondo utilizados para perforar o las tiras de acero utilizadas para tubos soldados tienen inherentemente segregación de composición química, inclusiones internas o espesor original desigual (para las tiras de acero). Estos defectos se magnificarán durante el proceso de deformación posterior.
- Calentamiento desigual (principalmente para tubos sin costura):Antes de laminar y perforar en caliente, el tocho del tubo se calienta de manera desigual en el horno de calentamiento, lo que da como resultado diferentes temperaturas en la cabeza y la cola, dentro y fuera, o a lo largo de la circunferencia del tubo. El metal en las áreas más calientes es más blando y más propenso a deformarse, lo que hace que el espesor de la pared en ese lugar se vuelva más delgado.
2. Factores de equipos y herramientas
• Precisión insuficiente del equipo de laminación:
Máquina de perforación/laminación de tubos sin costura:Si el cabezal superior de la máquina perforadora está desgastado, desalineado, o si el orificio del troquel de la máquina de tubos laminados está desgastado o el ajuste de la separación de los rodillos es inadecuado, provocará directamente excentricidad en el espesor de la pared.
Máquina formadora de tubos:Si los ajustes de los rodillos formadores en cada pasada no son consistentes, la tira de acero estará sujeta a una fuerza desigual durante el proceso de doblarse en un círculo, lo que resultará en "bordes en forma de pera-" u "ondulados", lo que dará lugar a un espesor de pared desigual del cuerpo del tubo soldado.
• Vibración y rigidez del equipo:Si la base del equipo es inestable, el eje principal tiene un espacio excesivo o una rigidez insuficiente, generará vibraciones durante el funcionamiento a alta-velocidad, lo que resultará en un proceso de formación inestable.
3. Factores de proceso y control
• Parámetros de proceso inestables:
◦ Tubería sin costura: Los parámetros como la extensión frontal del cabezal de troquel, la velocidad de laminado y el ángulo de alimentación no se establecen ni controlan con precisión.
Soldadura de tuberías: los cambios en la velocidad de formación, el calor de soldadura (corriente, voltaje) y las fluctuaciones de presión de los rodillos de extrusión pueden provocar una contracción desigual del metal en el área de la costura de soldadura y en la zona-afectada por el calor.
• Diseño inadecuado de molde o matriz:La banda de tamaño del molde, las condiciones de lubricación no son satisfactorias o el diseño del troquel no garantiza el flujo uniforme del metal.
• Detección en línea y retraso de retroalimentación:El sistema de control y medición de espesor en línea (como los medidores de espesor por ultrasonidos o rayos X-) tiene una precisión insuficiente, una ubicación de instalación incorrecta o el sistema de control automático (AGC) tiene una respuesta lenta, lo que imposibilita corregir las desviaciones en tiempo real.
4. Factores de Operación y Ajuste
• Ajuste inadecuado después de cambiar las especificaciones de producción: Después de cambiar las especificaciones de producción, los ajustes a las piezas de trabajo como rodillos, guías y cabezales no fueron exhaustivos. Se necesitaba una cierta longitud de "tubos de transición" para alcanzar un estado estable y el espesor de las paredes de estos productos era desigual.
• Aplicación deficiente de la disciplina del proceso: los operadores no siguieron estrictamente los procedimientos de inspección de equipos, monitoreo de temperatura y configuración de parámetros.
Comparación de causas típicas de procesos clave:
| Tipo de proceso | Causas típicas de espesor desigual. |
| Tubos de acero sin costura (laminados en caliente/estirados en frío) |
1. Calentamiento desigual del tocho del tubo (núcleo) |
| 2. Desgaste o desalineación del cabezal perforador de la máquina perforadora (provocando "excentricidad del espesor de la pared"). | |
| 3. Desgaste o desalineación de los rodillos en la laminadora. | |
| 4. Desgaste o mala lubricación del mandril de trefilado en frío-(cabezal del núcleo). Tubos de acero soldados (costura recta/costura helicoidal) |
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| Tubos de acero soldados (con costura recta/soldados en espiral) |
1. El material base de la propia banda de acero tiene "curvas en forma de guadaña" o espesor desigual (núcleo). |
| 2. El ajuste de los rodillos formadores es inadecuado, lo que da como resultado costuras de formación en forma de "pera-" o de "borde-a tope". | |
| 3. La entrada de calor de soldadura es desigual, lo que provoca una contracción inconsistente en el área de soldadura. | |
| 4. El ajuste de los rodillos calibradores es inadecuado. |
Resumen y dirección de la solución
El espesor desigual de la tubería circular es un problema sistémico. Para resolverlo, se necesita un enfoque integral, que incluya estabilizar la calidad de las materias primas, garantizar la precisión del equipo y el mantenimiento, optimizar y controlar con precisión los parámetros del proceso, así como fortalecer la detección y retroalimentación automática en línea. Por lo general, al utilizar palanquillas de fundición continua de alta-precisión, actualizar el sistema de control automático (AGC), adoptar medidores de espesor en línea avanzados y reparar y reemplazar rápidamente los moldes de herramientas, la uniformidad del espesor de la pared de la tubería se puede mejorar significativamente.
