Като един от най-широко използваните метални материали в съвременната индустрия, тръбата от въглеродна стомана играе жизненоважна роля в нефтохимическата промишленост, строителството и производството на машини поради своите отлични механични свойства, устойчивост на корозия и-цефективност. Производственият процес включва множество стъпки, включително подготовка на суровините, производство на тръбни заготовки, формоване, топлинна обработка и проверка на качеството. Всяка стъпка изисква строг контрол, за да се гарантира, че крайният продукт отговаря на стандартите за производителност.
I. Подготовка на суровината
Производството на тръби от въглеродна стомана започва с избора на високо-качествена въглеродна стомана или ниско-легирана стомана. Обичайните суровини включват ниско-въглеродна стомана (като Q195 и Q235) със съдържание на въглерод от 0,06% до 0,38% и средно-въглеродна стомана (като 20# и 45# стомана). Конкретният избор зависи от приложението и изискванията за здравина на стоманената тръба. Суровините се подлагат на спектрален анализ и изпитване на механичните свойства, за да се гарантира, че техният химически състав (като съдържание на въглерод, манган, сяра и фосфор) и физични свойства (като якост на опън и удължение) отговарят на националните стандарти (като GB/T 8162 и ASTM A106).
II. Производство на заготовки
Сметките са първоначалната форма на тръби от въглеродна стомана и се произвеждат основно по два начина:
1. Горещо валцовани блокове/непрекъснато отлети заготовки: Разтопената стомана се топи в доменна пещ и след това се отлива в квадратни или кръгли заготовки чрез машина за непрекъснато леене. Като алтернатива блоковете първоначално се валцуват и след това се оформят в заготовки. По време на този етап температурата на нагряване трябва да се контролира (обикновено между 1100 градуса и 1250 градуса), за да се предотврати образуването на едри зърна, а вътрешните дефекти се отстраняват чрез валцуване.
2. Директно използване на безшевни заготовки: За безшевните стоманени тръби заготовките обикновено са твърди кръгли стоманени пръти, оформени чрез валцуване или екструдиране, с диаметър малко по-малък от размера на готовата тръба. Тези заготовки изискват допълнителна обработка и оформяне.
III. Обработка на формоване
Процесът на формоване на тръби от въглеродна стомана варира значително в зависимост от вида на продукта (безшевни или заварени):
(I) Формоване на безшевни стоманени тръби
1. Горещо валцуван пробив: Напречна{2}}валцована пробивна мелница (като пробивна машина Mannesmann) се използва за пробиване на твърдата заготовка в куха обвивка. По време на пробиването дорникът и ролките работят заедно, за да образуват кухина в центъра на тръбата, като едновременно с това намаляват външния диаметър и правят дебелината на стената еднаква.
2. Валцоване и оразмеряване: Дебелината на стената на грубата тръба се намалява допълнително и се заобля чрез автоматична мелница за валцоване на тръби или много-ролкова мелница. След това преминава през мелница за оразмеряване (като редуктор за разтягане), за да контролира прецизно толеранса на външния диаметър (до ±0,1 mm) и да подобри повърхностното покритие.
3. Студена обработка (по избор): Някои високо{1}}прецизни стоманени тръби изискват студено изтегляне или студено валцуване, което намалява размера и увеличава якостта чрез екструдиране на матрицата (например якостта на опън на студено{2}}теглените тръби може да се увеличи с 10%-20%).
(II) Формоване на заварени стоманени тръби
1. Навиване на лента: Горещо валцована или студено валцована стоманена лента (като SPCC или ST37) се използва като суровина. След изравняване и подрязване се навива в тръба.
2. Формоване заваряване: Формоването се извършва с помощта на техники за високочестотно заваряване с прав шев- (ERW), спирално заваряване под флюс (SAWH) или заваряване с прав шев под флюс (SAWL). Например тръбата ERW използва високо-честотен ток, за да разтопи ръбовете на заготовката на тръбата, като скоростите на заваряване достигат 10-30 m/min. Спирално заварената тръба използва формовъчна машина за навиване на стоманената лента в спираловидна форма и след това двустранно заваряване под флюс. Подходящ е за тръби с голям диаметър (напр. DN400 и повече).
3. Обработка на заваръчния шев: След заваряване армировката на заваръчния шев се шлайфа и се извършва топлинна обработка (като нормализиране), за да се елиминират остатъчните напрежения и да се гарантира, че работата на заварката е в съответствие с тази на основния материал.
IV. Термична обработка
Топлинната обработка е ключова стъпка в оптимизирането на работата на тръбите от въглеродна стомана. Общите процеси включват:
• Отгряване: Нагряване на стоманената тръба до критична температура (напр. 800-900 градуса) и след това бавно охлаждане, за да се елиминира вътрешното напрежение и да се подобри пластичността. Това е приложимо за студено обработени стоманени тръби.
• Нормализиране: Нагряването до 900-950 градуса, последвано от въздушно охлаждане, усъвършенства размера на зърното, за да подобри здравината и издръжливостта. Този процес обикновено се използва за безшевни структурни тръби.
• Закаляване и темпериране (закаляване + темпериране): За високо{1}}стоманени тръби (като хидравлични подпорни тръби), охлаждане (850-900 градуса маслено охлаждане) и високотемпературно темпериране (600-650 градуса) се използват за балансиране на твърдостта и здравината.
V. Повърхностна обработка и довършителни работи
За подобряване на устойчивостта на корозия и външния вид стоманените тръби изискват следните обработки:
1. Декапиране и пасивиране: Използване на разтвори на сярна киселина или солна киселина за отстраняване на котления камък, последвано от пасивиране за образуване на защитен филм (като хроматно пасивиране).
2. Защитно покритие: Нанасянето на епоксидно прахово покритие, полиетилен (PE) или 3PE анти{2}}корозионно покритие в зависимост от работните условия удължава експлоатационния живот.
3. Завършване: Използване на машина за изправяне за коригиране на кривината (правота по-малка или равна на 1 mm/m), рязане на определени дължини (обикновено 6-12 m) и накрая маркиране с информация като спецификация и партиден номер.
VI. Проверка на качеството
Готовите тръби преминават през няколко стъпки на проверка:
• Тестване без разрушаване: Ултразвуковият тест (UT) открива вътрешни дефекти, а тестът с вихрови токове (ECT) или изтичането на магнитен поток (MFL) проверява за повърхностни пукнатини.
•Механично изпитване: Тестване на опън (измерва якостта на опън и границата на провлачване), изпитване на удар (ниско-температурна якост) и изпитване на твърдост се извършват върху произволни проби.
• Проверка на размерите: Микрометри и дебеломери се използват за проверка на външния диаметър, дебелината на стената и отклонението на овала.
Заключение
Производственият процес за тръби от въглеродна стомана интегрира технологии от множество области, включително металургия, машинна обработка и наука за материалите. Строгостта на тези процеси директно определя надеждността на продукта. С развитието на-производството на оборудване от висок клас, търсенето на високо{3}}якостни,-устойчиви на корозия и прецизни-оразмерени стоманени тръби се увеличава, което води до непрекъснати подобрения в производствените процеси към автоматизация (като лазерно заваряване и роботизирано изправяне) и по-екологични подходи (като мини-процес на производство на стомана в електрически пещи).
