แผนผังกระบวนการผลิตข้อศอกเหล็ก

ไร้รอยต่อข้อศอกเหล็กข้อศอกเหล็กเป็นอุปกรณ์ท่อชนิดหนึ่งที่ใช้ที่ปลายท่อส่ง ในบรรดาอุปกรณ์ท่อทั้งหมดที่ใช้ในระบบท่อส่ง ข้อศอกเหล็กมีสัดส่วนประมาณ 80% โดยทั่วไปแล้ว จะเลือกใช้กระบวนการขึ้นรูปที่แตกต่างกันสำหรับข้อศอกเหล็กที่ทำจากวัสดุหรือมีความหนาของผนังต่างกัน กระบวนการขึ้นรูปข้อศอกเหล็กไร้รอยต่อที่ใช้กันทั่วไปในโรงงานผลิต ได้แก่ การขึ้นรูปด้วยความร้อน การปั๊มขึ้นรูป การอัดรีด เป็นต้น กระบวนการขึ้นรูปข้อศอกเหล็กด้วยการขึ้นรูปด้วยความร้อนจะใช้เครื่องขึ้นรูปข้อศอกเหล็กแบบพิเศษ แกนหมุน และอุปกรณ์ทำความร้อน เพื่อให้ชิ้นงานที่วางอยู่บนแม่พิมพ์เคลื่อนที่ไปข้างหน้าภายใต้แรงดันของเครื่องขึ้นรูป และจะถูกทำให้ร้อนและขยายตัวในระหว่างการเคลื่อนที่ ทำให้เกิดกระบวนการดัดและขยายขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง

ลักษณะการขึ้นรูปของข้อศอกเหล็กดัดร้อนนั้น กำหนดโดยการกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเปล่าตามกฎที่ว่าปริมาตรของวัสดุโลหะไม่เปลี่ยนแปลงก่อนและหลังการขึ้นรูปพลาสติก เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเปล่าที่ใช้จะมีขนาดเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของข้อศอกเหล็ก กระบวนการขึ้นรูปของท่อเปล่าจะถูกควบคุมโดยแกนหมุน เพื่อให้การไหลของโลหะที่ถูกอัดภายในบริเวณส่วนโค้งชดเชยส่วนอื่นๆ ที่บางลงเนื่องจากการขยายตัวของเส้นผ่านศูนย์กลาง ทำให้ได้ข้อศอกเหล็กที่มีความหนาของผนังสม่ำเสมอ

กระบวนการขึ้นรูปข้อศอกเหล็กด้วยความร้อนมีลักษณะเด่นคือ รูปลักษณ์สวยงาม ความหนาของผนังสม่ำเสมอ และสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก ดังนั้นจึงกลายเป็นวิธีการขึ้นรูปหลักสำหรับข้อศอกเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าอัลลอย และยังใช้ในการขึ้นรูปข้อศอกเหล็กกล้าไร้สนิมบางขนาดอีกด้วย

วิธีการให้ความร้อนที่ใช้ในกระบวนการขึ้นรูป ได้แก่ การให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำความถี่ปานกลางหรือความถี่สูง (วงแหวนให้ความร้อนอาจมีหลายรอบหรือรอบเดียว) การให้ความร้อนด้วยเปลวไฟ และการให้ความร้อนด้วยเตาสะท้อนความร้อน วิธีการให้ความร้อนที่ใช้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปและสถานการณ์ด้านพลังงาน การปั๊มขึ้นรูปข้อศอกเหล็กเป็นกระบวนการขึ้นรูปที่เก่าแก่ที่สุดที่ใช้ในการผลิตข้อศอกเหล็กไร้รอยต่อจำนวนมาก ปัจจุบันได้ถูกแทนที่ด้วยการดันร้อนหรือกระบวนการขึ้นรูปอื่นๆ ในการผลิตข้อศอกเหล็กตามข้อกำหนดที่ใช้กันทั่วไป แต่ในข้อศอกเหล็กบางข้อกำหนด เนื่องจากปริมาณการผลิตน้อย ความหนาของผนังจึงอาจหนาหรือบางเกินไป

ผลิตภัณฑ์นี้ยังคงใช้เมื่อมีความต้องการพิเศษ การขึ้นรูปด้วยการปั๊มขึ้นรูปของข้อศอกเหล็กใช้ท่อเปล่าที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเท่ากับข้อศอกเหล็ก และกดลงในแม่พิมพ์โดยตรงโดยใช้เครื่องอัด

ก่อนทำการปั๊มขึ้นรูป ชิ้นงานท่อจะถูกวางลงบนแม่พิมพ์ด้านล่าง จากนั้นจึงติดตั้งแกนด้านในและแม่พิมพ์ปลายเข้าไปในชิ้นงานท่อ แม่พิมพ์ด้านบนจะเคลื่อนลงด้านล่างเพื่อเริ่มทำการปั๊ม และข้อต่อเหล็กจะถูกขึ้นรูปโดยอาศัยแรงยึดเหนี่ยวจากแม่พิมพ์ด้านนอกและการรองรับจากแม่พิมพ์ด้านใน

เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการขึ้นรูปด้วยความร้อน คุณภาพด้านรูปลักษณ์ของการขึ้นรูปด้วยการปั๊มขึ้นรูปนั้นไม่ดีเท่า เนื่องจากส่วนโค้งด้านนอกของข้อศอกเหล็กที่ขึ้นรูปด้วยการปั๊มขึ้นรูปจะอยู่ในสภาพที่ยืดออกระหว่างการขึ้นรูป และไม่มีโลหะส่วนเกินในส่วนอื่น ๆ เพื่อชดเชย ดังนั้นความหนาของผนังที่ส่วนโค้งด้านนอกจึงลดลงประมาณ 10% อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความเหมาะสมสำหรับการผลิตชิ้นเดียวและต้นทุนต่ำ กระบวนการขึ้นรูปข้อศอกเหล็กด้วยการปั๊มขึ้นรูปจึงถูกใช้เป็นส่วนใหญ่สำหรับการผลิตข้อศอกเหล็กผนังหนาจำนวนน้อย

ข้อต่อท่อเหล็กขึ้นรูปด้วยการปั๊มขึ้นรูปแบ่งออกเป็นสองประเภท คือ การปั๊มขึ้นรูปเย็นและการปั๊มขึ้นรูปด้วยความร้อน โดยปกติแล้วจะเลือกใช้การปั๊มขึ้นรูปเย็นหรือปั๊มขึ้นรูปด้วยความร้อนตามคุณสมบัติของวัสดุและความสามารถของเครื่องจักร

กระบวนการขึ้นรูปข้อศอกเหล็กด้วยการอัดขึ้นรูปเย็น คือการใช้เครื่องขึ้นรูปข้อศอกเหล็กแบบพิเศษ โดยใส่ชิ้นงานท่อเข้าไปในแม่พิมพ์ด้านนอก หลังจากปิดแม่พิมพ์ด้านบนและด้านล่างแล้ว ชิ้นงานท่อจะถูกดันไปตามแม่พิมพ์ด้านในและแม่พิมพ์ด้านนอกด้วยก้านดัน แม่พิมพ์จะเคลื่อนที่ผ่านช่องว่างที่เว้นไว้เพื่อทำการขึ้นรูปให้เสร็จสมบูรณ์

ข้อต่อท่อเหล็กที่ผลิตด้วยการอัดขึ้นรูปเย็นโดยใช้แม่พิมพ์ภายในและภายนอก มีรูปลักษณ์ที่สวยงาม ความหนาของผนังสม่ำเสมอ และความคลาดเคลื่อนของขนาดเล็ก ดังนั้น ข้อต่อท่อสแตนเลส โดยเฉพาะข้อต่อท่อสแตนเลสผนังบาง จึงมักผลิตด้วยกระบวนการนี้ แม่พิมพ์ภายในและภายนอกที่ใช้ในกระบวนการนี้ต้องมีความแม่นยำสูง และข้อกำหนดเกี่ยวกับความคลาดเคลื่อนของความหนาของผนังของชิ้นงานท่อก็เข้มงวดเช่นกัน

การเชื่อมแผ่นกลาง: ใช้เครื่องอัดขึ้นรูปเพื่อสร้างครึ่งหนึ่งของโปรไฟล์ข้อศอกเหล็กจากแผ่นกลาง แล้วเชื่อมโปรไฟล์ทั้งสองเข้าด้วยกัน กระบวนการนี้โดยทั่วไปใช้ในการผลิตข้อศอกเหล็กที่มีขนาดใหญ่กว่า DN700 นอกจากกระบวนการขึ้นรูปที่ใช้กันทั่วไปสามวิธีข้างต้นแล้ว การขึ้นรูปข้อศอกเหล็กไร้รอยต่อยังใช้กระบวนการขึ้นรูปที่อัดขึ้นรูปท่อเปล่าเข้าไปในแม่พิมพ์ภายนอก แล้วขึ้นรูปท่อเปล่าผ่านลูกบอลภายใน อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ค่อนข้างซับซ้อนและยุ่งยากในการใช้งาน และคุณภาพการขึ้นรูปไม่ดีเท่ากระบวนการที่กล่าวมาข้างต้น ดังนั้นจึงไม่ค่อยได้ใช้