لوله های فولادی مارپیچ نوعی لوله فولادی جوش داده شده هستند که به طور گسترده در مهندسی شهری، سیستم های تامین آب و زهکشی، خطوط لوله انتقال فشار کم تا{1} متوسط و ساخت و ساز زیرساخت استفاده می شود. به دلیل روش تولید بسیار پیوسته و قابلیت تطبیق با مشخصات گسترده، ارزش عملی بالایی در زمینه لولههای فولادی با قطر بزرگ- دارند. برای درک واقعی ویژگیهای عملکرد و محدوده قابل اجرا لولههای فولادی مارپیچی، ابتدا لازم است فرآیند تولید آنها را شروع کنیم و به طور کامل درک کنیم که چگونه لولههای فولادی مارپیچی گام به گام تولید میشوند.
به دنبال جریان تولید واقعی، این مقاله به طور سیستماتیک فرآیند تولید لوله های فولادی مارپیچی را تفسیر می کند.
I. مواد اولیه برای تولید لوله های فولادی مارپیچ
مواد اولیه اولیه برای لولههای فولادی مارپیچی، نوارهای فولادی گرم-نوردیده شده است. بر خلاف لولههای فولادی جوش داده شده با قوس زیردریایی (LSAW) ساخته شده از صفحات فولادی، لولههای فولادی مارپیچی با استفاده از نوارهای فولادی پیوسته تولید میشوند که یکی از ویژگیهای کلیدی روش ساخت آنها است.
در مرحله انتخاب مواد خام، معمولاً باید به جنبه های زیر توجه شود:
- اول، ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی نوار فولادی باید الزامات استانداردهای مهندسی مربوطه را برآورده کند.
- دوم، پایداری ضخامت و عرض نوار فولادی: عرض محدوده قطر لوله فولادی تمام شده را تعیین می کند، در حالی که ضخامت مستقیماً بر ظرفیت باربری فشار{0} لوله تأثیر می گذارد.
- سوم، کیفیت سطح نوار فولادی: نقص سطح بیش از حد بر کیفیت جوش تأثیر منفی می گذارد.
پایداری مواد خام پایه و اساس قوام محصولات لوله فولادی مارپیچ است.
II. نوار فولادی Uncoiling و Pre-درمانرویه ها
قبل از اینکه نوار فولادی به شکل مارپیچی درآید، تحت بازکردن پیچ و-پیش درمان اولیه قرار می گیرد.
عملکرد اصلی فرآیند بازکردن سیم پیچ، باز کردن هموار نوار فولادی سیم پیچ و از بین بردن تنش داخلی و تغییر شکل موج{0}در هنگام حمل و نقل و ذخیره سازی از طریق تجهیزات تسطیح است. این مرحله برای کیفیت شکل دهی بعدی بسیار مهم است: صافی ناکافی نوار فولادی ممکن است به راحتی منجر به انحراف جوش یا بیضی بیش از حد لوله در طول شکل دهی شود.
در برخی از خطوط تولید، برش لبه ها نیز انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که لبه های نوار فولادی مرتب و ضخامت یکنواخت هستند و شرایط خوبی برای جوشکاری بعدی ایجاد می شود.
III. شکل دهی مارپیچی: هسته فرآیند تولید
لوله های فولادی اسپیرال نام خود را از روش منحصر به فرد شکل دهی خود گرفته اند.
در مرحله شکلدهی، نوار فولادی مستقیماً در امتداد جهت محوری در یک لوله دایرهای نورد نمیشود، بلکه به طور مداوم در یک زاویه مارپیچ معین به واحد شکلدهی تغذیه میشود. از طریق اکستروژن تدریجی غلتکهای شکلدهنده، لبههای نوار فولادی یک اتصال لب به لب مارپیچی را در فضا تشکیل میدهند و در نتیجه شکل اصلی بدنه لوله را میسازند.
این روش شکل دهی ویژگی های آشکاری دارد:
- با تنظیم زاویه مارپیچ، نوارهای فولادی با عرض یکسان می توانند لوله های فولادی با قطرهای مختلف تولید کنند که سازگاری با مشخصات قوی را ارائه می دهد.
- فرآیند تولید مستمر برای نیازهای پروژههای خط لوله مسافت طولانی-مناسب است.
- طول جوش نسبتاً طولانی است و به پایداری بالایی در فرآیند جوشکاری نیاز دارد.
دقت شکل دهی مارپیچ مستقیماً گردی، صافی و پایداری موقعیت جوش لوله فولادی را تعیین می کند.
IV. اجرای فرآیند جوشکاری زیر آب
لوله فولادی پس از شکل دهی مارپیچی وارد مرحله جوشکاری می شود. لوله های فولادی مارپیچی معمولاً برای اتصال جوش از فرآیند جوشکاری قوس زیر آب استفاده می کنند.
فرآیند جوشکاری به طور کلی به دو مرحله تقسیم می شود: جوشکاری داخلی و جوشکاری خارجی:
- جوش داخلی: جوش مارپیچ در داخل لوله فولادی، عمدتاً اطمینان از کیفیت همجوشی ریشه جوش.
- جوش خارجی: انجام جوشکاری تقویتی در قسمت بیرونی بدنه لوله برای اینکه جوش مطابق با نیازهای طراحی و شکل دهی باشد.
جوشکاری زیرپودری با فرآیند جوشکاری پایدار، نفوذ عمیق جوش، و شکل دهی خوب جوش مشخص می شود، که آن را برای جوشکاری لوله های فولادی با دیواره ضخیم- مناسب می کند. با این حال، به دلیل طولانی بودن جوش مارپیچی، الزامات بالایی بر روی کنترل پارامترهای جوشکاری، تطبیق شار سیم-و تداوم جوش تحمیل می شود.
V. روشنlبازرسی جوش و کنترل کیفیت
تکمیل جوشکاری به معنای پایان فرآیند تولید نیست. بازرسی کیفیت یک پیوند ضروری در تولید لوله های فولادی مارپیچ است.
در خط تولید، نظارت آنلاین جوش معمولاً با تمرکز بر تداوم جوش، وضعیت شکلگیری و وجود عیوب جوشکاری آشکار انجام میشود. متعاقباً، لوله فولادی باید مطابق با الزامات استاندارد برای شناسایی عیوب داخلی نامرئی تحت آزمایشهای غیرمخرب- (NDT) قرار گیرد.
برای لولههای فولادی مارپیچ درجه مهندسی-، کیفیت جوش مستقیماً عملکرد خدمات ایمن آنها را تعیین میکند، بنابراین پیوند بازرسی جایگاه مهمی را در کل فرآیند تولید اشغال میکند.
VI. اندازه، صاف کردن، و کنترل ابعاد
پس از اتمام جوشکاری، لوله فولادی باید از طریق تجهیزات اندازه گیری و صاف کردن، اصلاح ابعاد نهایی را انجام دهد.
- اندازه: اطمینان می دهد که قطر بیرونی، گرد بودن و بیضی بودن لوله فولادی الزامات طراحی را برآورده می کند.
- صاف کردن: صافی لوله فولادی را بهبود می بخشد و از خم شدن موضعی ناشی از شکل دهی و جوش جلوگیری می کند.
پایداری ابعادی نه تنها به راحتی نصب مهندسی مربوط می شود، بلکه بر پیشرفت روان مراحل بعدی ضد خوردگی و اتصال نیز تأثیر می گذارد.
VII. فینalبازرسی و آماده سازیبرای حمل و نقل
لوله های فولادی مارپیچ پس از تکمیل کلیه فرآیندهای ساخت، تحت یک سری بازرسی های نهایی از جمله آزمایش ابعادی، بازرسی ظاهری و آزمایش خواص مکانیکی تصادفی قرار می گیرند.
تنها زمانی که تمام شاخص ها الزامات استانداردهای مربوطه را برآورده کنند، لوله فولادی وارد مرحله تحویل می شود. با توجه به نیازهای مهندسی، برخی از لولههای فولادی مارپیچی نیز تحت درمان ضد خوردگی قرار میگیرند تا با شرایط مختلف محیطی سازگار شوند.
نتیجه گیری
از نوارهای فولادی گرم- تا لوله های فولادی تمام شده، فرآیند تولید لوله های فولادی مارپیچی یک سیستم صنعتی بسیار پیوسته با رویه های نزدیک به هم است. مزایای اصلی آن در راندمان تولید بالا و مشخصات انعطافپذیر است که میتواند نیازهای واقعی پروژههای خط لوله بزرگ-قطر و مسافت طولانی-را برآورده کند.
با این حال، همچنین باید توجه داشت که لولههای فولادی مارپیچ نیازمندیهای بالایی برای پایداری مواد خام، دقت شکلدهی و کنترل کیفیت جوش دارند. لوله های فولادی مارپیچی فقط تحت فرآیندهای تولید استاندارد و سیستم های کنترل کیفیت دقیق می توانند ارزش مناسب خود را در کاربردهای مهندسی اعمال کنند.
با درک فرآیند تولید لوله های فولادی مارپیچ، مهندسان و خریداران می توانند مواد آگاهانه و منطقی تری را در پروژه های واقعی خود انتخاب کنند.
