Các phương pháp xử lý chính củaống thép đường kính lớnCác phương pháp cán thép bao gồm: Rèn thép: Phương pháp gia công bằng áp lực sử dụng lực tác động qua lại của búa rèn hoặc áp lực của máy ép để biến phôi thành hình dạng và kích thước cần thiết. Ép đùn: Phương pháp gia công thép bằng cách đặt kim loại vào hộp ép đùn kín và tác dụng áp lực ở một đầu để kim loại được ép đùn ra khỏi lỗ khuôn đã định sẵn, thu được sản phẩm hoàn thiện có hình dạng và kích thước tương tự. Phương pháp này chủ yếu được sử dụng để sản xuất thép kim loại màu. Cán: Phương pháp gia công bằng áp lực trong đó phôi thép đi qua khe hở giữa một cặp trục cán quay (nhiều hình dạng khác nhau), tiết diện của vật liệu bị giảm và chiều dài tăng lên do sự nén của các trục cán. Kéo thép: Phương pháp gia công trong đó phôi kim loại đã cán (hình chữ nhật, ống, sản phẩm, v.v.) được kéo qua lỗ khuôn để giảm tiết diện và tăng chiều dài. Hầu hết các phương pháp này được sử dụng cho gia công nguội. Ống thép đường kính lớn chủ yếu được hoàn thiện bằng cách giảm ứng suất và cán liên tục kim loại cơ bản rỗng mà không cần trục gá. Các văn bản quy chuẩn về sản xuất ống thép đường kính lớn chỉ ra rằng có những sai lệch cho phép trong quá trình sản xuất ống thép đường kính lớn: sai lệch chiều dài cho phép: sai lệch chiều dài cho phép của thanh thép khi giao hàng theo chiều dài quy định không được vượt quá ±50mm. Độ uốn và đầu mút: Biến dạng uốn của thanh thép thẳng không được ảnh hưởng đến việc sử dụng bình thường, và tổng độ uốn không được vượt quá 40% tổng chiều dài của thanh thép; đầu mút của thanh thép phải được cắt thẳng, và biến dạng cục bộ không được ảnh hưởng đến việc sử dụng. Chiều dài: thanh thép thường được giao theo chiều dài cố định, và chiều dài giao hàng cụ thể phải được quy định trong hợp đồng; khi thanh thép được giao theo cuộn, mỗi cuộn phải là một thanh thép, và 5% số cuộn trong mỗi lô được phép gồm hai thanh thép. Trọng lượng và đường kính của tấm thép được hai bên cung cấp và tiêu chuẩn hóa.
Mô tả chiều dài của các ống thép đường kính lớn:
1. Chiều dài tiêu chuẩn (còn gọi là chiều dài không cố định): Bất kỳ chiều dài nào nằm trong phạm vi chiều dài được quy định trong tiêu chuẩn và không có yêu cầu về chiều dài cố định đều được gọi là chiều dài tiêu chuẩn. Ví dụ, tiêu chuẩn ống kết cấu quy định ống thép cán nóng (ép đùn, giãn nở) có chiều dài từ 3000mm đến 12000mm; ống thép kéo nguội (cán) có chiều dài từ 2000mm đến 10500mm.
2. Chiều dài đến chiều dài: Chiều dài đến chiều dài phải nằm trong phạm vi chiều dài tiêu chuẩn, tức là kích thước chiều dài cố định được yêu cầu trong hợp đồng. Tuy nhiên, trong thực tế vận hành, không thể cắt bỏ chiều dài theo yêu cầu, vì vậy tiêu chuẩn quy định giá trị sai lệch dương cho phép đối với chiều dài cắt theo yêu cầu.
3. Chiều dài thước đôi: Chiều dài thước đôi nên nằm trong phạm vi chiều dài thông thường. Chiều dài thước đơn và bội số của tổng chiều dài cần được quy định trong hợp đồng (ví dụ: 3000mm×3, là bội số của 3000mm, và tổng chiều dài là 9000mm). Trong thực tế, cần cộng thêm sai lệch dương cho phép là 20mm vào tổng chiều dài, cộng thêm phần dư cắt cho mỗi chiều dài thước đơn. Nếu tiêu chuẩn không quy định về sai lệch chiều dài và phần dư cắt, cần phải được nhà cung cấp và người mua thỏa thuận và ghi rõ trong hợp đồng. Thang đo chiều dài đôi giống với thang đo chiều dài cố định, điều này sẽ làm giảm đáng kể năng suất của doanh nghiệp sản xuất. Do đó, việc doanh nghiệp sản xuất tăng giá là hợp lý, và phạm vi tăng giá tương đương với mức tăng chiều dài cố định.
4. Độ dài phạm vi: Độ dài phạm vi nằm trong phạm vi thông thường. Khi người dùng yêu cầu độ dài phạm vi cố định, điều này phải được quy định rõ trong hợp đồng.
Tính chất cơ học của ống thép đường kính lớn:
1. Độ bền kéo: Độ bền kéo (σb) được tính bằng ứng suất (σ) thu được từ diện tích mặt cắt ngang ban đầu (So) của mẫu khi chịu lực (Fb) tác dụng lên mẫu khi bị đứt trong quá trình kéo giãn, đơn vị là N/mm2 (MPa). Nó thể hiện khả năng tối đa của vật liệu kim loại trong việc chống lại sự hư hại dưới tác dụng của lực kéo.
2. Điểm chảy dẻo: Đối với vật liệu kim loại có hiện tượng chảy dẻo, ứng suất mà tại đó mẫu có thể tiếp tục kéo dài mà không cần tăng lực (giữ không đổi) trong quá trình kéo giãn được gọi là điểm chảy dẻo. Nếu lực giảm, cần phân biệt điểm chảy dẻo trên và dưới. Đơn vị của điểm chảy dẻo là N/mm2 (MPa).
3. Độ giãn dài sau khi đứt: Trong thử nghiệm kéo, phần trăm chiều dài tăng thêm của chiều dài đo sau khi mẫu bị đứt so với chiều dài đo ban đầu được gọi là độ giãn dài. Được biểu thị bằng σ, đơn vị là %. Các thông số quy trình chính của ống hàn đường thẳng tần số cao bao gồm nhiệt lượng hàn, áp suất hàn, tốc độ hàn, góc mở, vị trí và kích thước của cuộn cảm ứng, vị trí của trở kháng, v.v. Các thông số này có tác động lớn đến việc nâng cao chất lượng sản phẩm ống hàn tần số cao, hiệu quả sản xuất và năng suất đơn vị. Việc kết hợp các thông số khác nhau có thể giúp các nhà sản xuất thu được lợi ích kinh tế đáng kể.
1. Nhiệt lượng hàn: Trong hàn ống thẳng tần số cao, công suất hàn quyết định lượng nhiệt lượng hàn. Khi các điều kiện bên ngoài không đổi và nhiệt lượng đầu vào không đủ, mép của dải thép được nung nóng không đạt đến nhiệt độ hàn và giữ nguyên nhiệt độ. Loại cấu trúc rắn này tạo thành mối hàn nguội và thậm chí không thể nóng chảy. Sự thiếu hụt nóng chảy do nhiệt lượng hàn đầu vào quá nhỏ. Sự thiếu hụt nóng chảy này thường biểu hiện bằng việc không vượt qua được thử nghiệm làm phẳng, ống thép bị nổ trong quá trình thử nghiệm thủy lực, hoặc đường hàn bị nứt khi ống thép được nắn thẳng. Đây là một khuyết tật nghiêm trọng. Ngoài ra, nhiệt lượng hàn đầu vào cũng bị ảnh hưởng bởi chất lượng của mép dải thép. Ví dụ, khi có gờ trên mép dải thép, các gờ này sẽ gây ra hiện tượng bắt lửa trước khi đi vào điểm hàn của con lăn ép, dẫn đến mất công suất hàn và giảm nhiệt lượng đầu vào, dẫn đến mối hàn không nóng chảy hoặc mối hàn nguội. Khi nhiệt lượng đầu vào quá cao, mép của dải kim loại được nung nóng vượt quá nhiệt độ hàn, dẫn đến quá nhiệt hoặc thậm chí cháy quá mức, và mối hàn sẽ bị nứt sau khi chịu ứng suất, và đôi khi kim loại nóng chảy sẽ bắn tung tóe và tạo thành các lỗ do sự phá vỡ mối hàn. Các lỗ do nhiệt lượng đầu vào quá mức gây ra chủ yếu biểu hiện ở các thử nghiệm làm phẳng 90° không đạt yêu cầu, thử nghiệm va đập không đạt yêu cầu, và hiện tượng vỡ hoặc rò rỉ ống thép trong quá trình thử nghiệm thủy lực.
2. Áp suất hàn (giảm đường kính): Áp suất hàn là thông số chính của quá trình hàn. Sau khi mép dải kim loại được nung nóng đến nhiệt độ hàn, các nguyên tử kim loại kết hợp với nhau để tạo thành mối hàn dưới lực ép của con lăn ép. Độ lớn của áp suất hàn ảnh hưởng đến độ bền và độ dẻo dai của mối hàn. Nếu áp suất hàn quá nhỏ, mép hàn không thể được nóng chảy hoàn toàn, và các oxit kim loại còn sót lại trong mối hàn không thể được loại bỏ để tạo thành các tạp chất, điều này sẽ làm giảm đáng kể độ bền kéo của mối hàn, và mối hàn sẽ dễ bị nứt sau khi chịu ứng suất; nếu áp suất hàn quá lớn, hầu hết kim loại đạt đến nhiệt độ hàn sẽ bị ép đùn, điều này không chỉ làm giảm độ bền và độ dẻo dai của mối hàn mà còn tạo ra các khuyết tật như gờ trong và ngoài quá mức hoặc mối hàn chồng. Áp suất hàn thường được đo và đánh giá bằng sự thay đổi đường kính của ống thép trước và sau con lăn ép và kích thước và hình dạng của gờ. Ảnh hưởng của lực ép hàn đến hình dạng gờ. Nếu lượng kim loại đùn ra khi hàn quá lớn, sẽ tạo ra nhiều tia lửa bắn ra, lượng kim loại nóng chảy đùn ra nhiều hơn, dẫn đến các gờ lớn và lật ngược ở cả hai phía của mối hàn; nếu lượng đùn ra quá nhỏ, hầu như không có tia lửa bắn ra, và các gờ nhỏ và chồng chất lên nhau; khi lượng đùn ra vừa phải, các gờ đùn ra thẳng đứng, và chiều cao thường được kiểm soát ở mức 2,5~3mm. Nếu lượng kim loại đùn ra khi hàn được kiểm soát đúng cách, góc của các đường dòng chảy kim loại của mối hàn sẽ đối xứng từ trên xuống dưới, trái và phải, và góc này nằm trong khoảng 55°~65°. Hình dạng đường dòng chảy kim loại của mối hàn sẽ được cải thiện khi lượng đùn ra được kiểm soát đúng cách.
3. Tốc độ hàn: Tốc độ hàn cũng là thông số chính của quá trình hàn, liên quan đến hệ thống gia nhiệt, tốc độ biến dạng của mối hàn và tốc độ kết tinh của các nguyên tử kim loại. Đối với hàn tần số cao, chất lượng hàn tăng lên khi tốc độ hàn tăng, vì việc rút ngắn thời gian gia nhiệt làm thu hẹp chiều rộng vùng gia nhiệt cạnh và rút ngắn thời gian hình thành oxit kim loại; nếu tốc độ hàn giảm, không chỉ vùng gia nhiệt trở nên rộng hơn, tức là vùng ảnh hưởng nhiệt của mối hàn cũng rộng hơn, và chiều rộng vùng nóng chảy thay đổi theo nhiệt lượng đầu vào, đồng thời các gờ bên trong hình thành cũng lớn hơn. Chiều rộng đường hàn ở các tốc độ hàn khác nhau. Khi hàn ở tốc độ thấp, do lượng nhiệt đầu vào giảm tương ứng, sẽ gây khó khăn trong quá trình hàn. Đồng thời, nó bị ảnh hưởng bởi chất lượng cạnh tấm và các yếu tố bên ngoài khác, chẳng hạn như từ trở, kích thước góc mở, v.v., và dễ gây ra hàng loạt khuyết tật. Do đó, trong quá trình hàn tần số cao, cần lựa chọn tốc độ hàn nhanh nhất phù hợp với thông số kỹ thuật của sản phẩm trong điều kiện cho phép của công suất thiết bị và trang thiết bị hàn.
4. Góc mở: Góc mở, còn được gọi là góc chữ V hàn, là góc giữa mép của dải kim loại trước con lăn ép đùn, như thể hiện trong Hình 6. Thông thường, góc mở dao động từ 3° đến 6°, và kích thước của góc mở chủ yếu được xác định bởi vị trí của con lăn dẫn hướng và độ dày của tấm dẫn hướng. Kích thước của góc chữ V có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định và chất lượng hàn. Khi góc chữ V giảm, khoảng cách mép của dải kim loại sẽ giảm, do đó hiệu ứng gần của dòng điện cao tần được tăng cường, có thể giảm công suất hàn hoặc tăng tốc độ hàn và cải thiện năng suất. Nếu góc mở quá nhỏ, nó sẽ dẫn đến hiện tượng hàn sớm, tức là điểm hàn sẽ bị ép và nóng chảy trước khi đạt đến nhiệt độ cần thiết, dễ hình thành các tạp chất và khuyết tật hàn nguội trong mối hàn, làm giảm chất lượng mối hàn. Mặc dù mức tiêu thụ điện năng tăng lên khi góc chữ V tăng, nhưng nó có thể đảm bảo sự ổn định của quá trình gia nhiệt mép dải kim loại trong những điều kiện nhất định, giảm tổn thất nhiệt ở mép và giảm vùng ảnh hưởng nhiệt. Trong sản xuất thực tế, để đảm bảo chất lượng mối hàn, góc chữ V thường được kiểm soát ở mức 4°~5°.
5. Kích thước và vị trí của cuộn cảm: Cuộn cảm là một công cụ quan trọng trong hàn cảm ứng tần số cao, kích thước và vị trí của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất. Công suất truyền từ cuộn cảm đến ống thép tỷ lệ thuận với bình phương khe hở bề mặt của ống thép. Nếu khe hở quá lớn, hiệu quả sản xuất sẽ giảm đáng kể. Khe hở được chọn khoảng 10mm. Chiều rộng của cuộn cảm được chọn theo đường kính ngoài của ống thép. Nếu cuộn cảm quá rộng, độ tự cảm sẽ giảm, điện áp của cuộn cảm cũng giảm, và công suất đầu ra sẽ giảm; nếu cuộn cảm quá hẹp, công suất đầu ra sẽ tăng, nhưng tổn hao hoạt động của ống và cuộn cảm cũng tăng lên. Nói chung, chiều rộng của cuộn cảm là 1-1,5D (D là đường kính ngoài của ống thép) là phù hợp hơn. Khoảng cách giữa đầu trước của cuộn cảm và tâm của con lăn ép bằng hoặc lớn hơn một chút so với đường kính ống, tức là 1-1,2D là phù hợp hơn. Nếu khoảng cách quá lớn, hiệu ứng lân cận của góc mở sẽ bị giảm, dẫn đến khoảng cách gia nhiệt mép quá dài, khiến mối hàn không đạt được nhiệt độ hàn cao hơn; làm giảm tuổi thọ.
6. Chức năng và vị trí của điện trở: Thanh nam châm của điện trở được sử dụng để giảm dòng điện tần số cao chảy về phía sau ống thép, đồng thời tập trung dòng điện để làm nóng góc chữ V của dải thép, đảm bảo nhiệt không bị thất thoát do sự nóng lên của thân ống. Nếu không có hệ thống làm mát, thanh nam châm sẽ vượt quá nhiệt độ Curie (khoảng 300 ℃) và mất từ tính. Nếu không có điện trở, dòng điện và nhiệt lượng sinh ra sẽ phân tán xung quanh toàn bộ thân ống, làm tăng công suất hàn và gây quá nhiệt cho thân ống. Điện trở không có tác dụng nhiệt trong phôi ống. Vị trí đặt điện trở có ảnh hưởng lớn đến tốc độ hàn, cũng như chất lượng hàn. Thực tiễn đã chứng minh rằng khi vị trí đầu trước của điện trở nằm chính xác trên đường tâm của con lăn ép, kết quả làm phẳng sẽ tốt nhất. Khi nó vượt quá đường tâm của con lăn ép và kéo dài sang phía bên của máy định cỡ, hiệu quả làm phẳng sẽ giảm đáng kể. Khi điện trở nằm nhỏ hơn đường tâm và lệch về phía con lăn dẫn hướng, độ bền hàn sẽ giảm. Vị trí lý tưởng là đặt điện trở trong phôi ống bên dưới cuộn cảm, và đầu của nó trùng với đường tâm của con lăn ép đùn hoặc được điều chỉnh 20-40mm theo hướng tạo hình, điều này có thể làm tăng trở kháng phía sau của ống, giảm tổn thất dòng điện tuần hoàn và giảm công suất hàn.
Thời gian đăng bài: 27/03/2023