يعد سمك الجدار غير المتساوي في الأنابيب الفولاذية المدرفلة (خاصة الأنابيب الفولاذية غير الملحومة، مثل-الأنابيب الفولاذية غير الملحومة المدرفلة على الساخن-والأنابيب الفولاذية غير الملحومة المدرفلة على البارد) مشكلة شائعة تتعلق بالجودة في عملية الإنتاج. يمكن أن تعزى الأسباب الأساسية إلى أربع فئات رئيسية: المواد الخام، والمعدات، والعملية، والتشغيل. على وجه التحديد، يمكن تقسيمها إلى العوامل التفصيلية التالية، والتي يتم شرحها بالتفصيل مع مبدأ التدحرج (مثل الثقب، والدحرجة المستمرة، وتقليل العمليات الأساسية):
I. عوامل المواد الخام: "الأساس المتأصل" لسماكة الجدار غير المتساوية
المواد الخام هي نقطة البداية لدرفلة الأنابيب الفولاذية. إذا كانت المواد الخام نفسها بها عيوب، فسيؤدي ذلك مباشرة إلى انحرافات في سمك جدار المنتج النهائي، ومن الصعب تصحيحها بالكامل في العمليات اللاحقة.
1. مشاكل جودة قضبان الأنابيب (قضبان الصلب)
- سماكة/قطر غير متساوي لجدار الأنبوب الخام:
تحتوي قطع الأنبوب (مثل قطع الصلب المستديرة، وقضبان الصب المستمر) في حد ذاتها على شكل بيضاوي، وتقلبات في القطر أو سمك/نحافة محلية (على سبيل المثال، "المنطقة السائبة"، "تجويف الانكماش"، "الفصل" في قالب الصب المستمر)، وتشوه المعدن أثناء الدرفلة غير متناسق - يتم حظر تدفق المعدن على الجانب السميك، ويكون التدفق على الجانب الرقيق سريعًا جدًا، مما يؤدي في النهاية إلى سمك جدار غير متساوٍ المنتج النهائي.
- العيوب الداخلية للأنبوب الخام :
تحتوي كتلة الأنبوب على شوائب، ومسام، وشقوق، وما إلى ذلك. أثناء عملية الدرفلة، تكون لدونة المعدن في منطقة العيب ضعيفة، ولا يكون التشوه مستمرًا، مما يؤدي إلى أن يكون سمك الجدار المحلي رقيقًا جدًا (لا يمكن ملء المعدن في منطقة العيب بشكل فعال) أو سميك جدًا (يتراكم المعدن حول العيب).
- درجة حرارة غير متساوية لقطعة الأنبوب:
عندما يتم تسخين قطعة الأنبوب (كما هو الحال في فرن التسخين الحلقي)، يكون التسخين غير متساوٍ، حيث تكون درجات الحرارة المحلية مرتفعة جدًا (المعدن ناعم جدًا، والتدفق سريع جدًا) أو منخفضة جدًا (المعدن قاس جدًا، يتم حظر التدفق)، مما يؤدي إلى انحرافات في سمك الجدار بعد التدحرج (على سبيل المثال، الجزء العلوي من قطعة الأنبوب لديه درجة حرارة عالية، ولكن سمك جدار الجزء العلوي رقيق جدًا بعد الدرفلة).
2. مشكلة جودة الأنبوب الخام (منتج نصف نهائي بعد التثقيب)
الخطوة الأولى في درفلة الأنابيب الفولاذية غير الملحومة هي "الثقب" (ربط الأنبوب الفارغ في أنبوب فارغ مجوف). إذا كان سمك جدار الأنبوب الفارغ نفسه غير متساوٍ، فمن الصعب تصحيحه تمامًا في عمليات الدرفلة والتحجيم المستمرة اللاحقة.
يؤدي الضبط غير الصحيح لزاوية المخروط والموضع العلوي للفة في آلة الثقب (مثل آلة الثقب المتقاطعة-) إلى "سمك الجدار اللامركزي" (أحد الجانبين سميك والجانب الآخر رقيق) أو "سمك الجدار غير المستوي الحلزوني" (سمك متناوب في شكل حلزوني على طول طول الأنبوب الفولاذي) في الأنبوب الخام.
تتجاوز بيضاوية الأنبوب الفارغ المعيار: المقطع العرضي-للأنبوب الفارغ ليس مستديرًا، ويختلف تشوه المعدن في اتجاه المحيط أثناء التدحرج، مما يؤدي في النهاية إلى سمك جدار غير متساوٍ.
ثانيا. عوامل المعدات: فشل "ضمان الأجهزة" الخاص بدقة التدحرج
تحدد الدقة وحالة التآكل ومحاذاة المعدات بشكل مباشر توحيد تشوه المعدن وهي الأسباب الميكانيكية الأساسية لعدم تساوي سمك الجدار.
1. انحراف/تآكل المكونات الأساسية لمطحنة الدرفلة
- مشكلة في الأسطوانة:
دقة معالجة اللفات نفسها (مثل بكرات العمل لمطاحن الدرفلة المستمرة ولفات آلات التحجيم) غير كافية (مثل أقطار اللفة غير المتناسقة والانحرافات في أسطوانة سطح اللفة)، مما يؤدي إلى قوة غير متساوية على المعدن أثناء الدرفلة.
التآكل غير المتساوي لللفات بعد الاستخدام (مثل التآكل الشديد على جانب واحد)، والفجوة غير المتناسقة بين اللفائف (أكبر على جانب واحد وأصغر على الجانب الآخر)، وانحراف السُمك عند مرور المعدن.
تؤدي درجة الحرارة غير المتساوية لللفائف (مثل انسداد مجرى التبريد المائي والسخونة المحلية والتمدد) إلى تغيرات في فجوة اللفة الفعلية.
- مشكلة الجزء العلوي/الشياق:
الجزء العلوي من آلة الثقب والشياق الخاص بمطحنة الدرفلة المستمرة (المستخدمة لدعم الجدار الداخلي للأنبوب الفولاذي) غريب الأطوار (غير محاذٍ للخط المركزي للفة)، مما يؤدي إلى ربط جانب واحد من الجدار الداخلي للأنبوب الفولاذي بشكل وثيق بالشياق وتكون الفجوة على الجانب الآخر كبيرة جدًا، مما يشكل "جدار إزاحة داخلي" (سمك غير متساوي للجدار الداخلي).
يمكن أن يؤدي التآكل أو تشوه الشياق (مثل التخفيف الموضعي) أو سوء تشحيم السطح (التصاق المعدن) إلى انحراف سمك الجدار المحلي على الجدار الداخلي.
- انحراف جهاز حماية الدليل :
يتم استخدام أجهزة التوجيه والحماية (مثل لوحات التوجيه وبكرات التوجيه) لتوجيه الأنبوب الخام/الأنبوب الفارغ إلى اللفات. إذا تم إزاحة موضع الدليل والواقي أو كان التآكل غير متساوٍ، فسوف يتسبب ذلك في "انحراف" قضيب الأنبوب، وأثناء التدحرج، سوف تنحرف القوة المعدنية إلى جانب واحد، مما يؤدي إلى سمك جدار غير متساوٍ.
2. فشل محاذاة/استواء المعدات
تؤدي انحرافات الاستواء والعمودية لإطار وقاعدة مطحنة الدرفلة (مثل استقرار الأساس وفك البراغي بعد الاستخدام طويل الأمد-) إلى عدم محاذاة الخطوط المركزية للبكرات والمشيقات (محاذاة سيئة)، ويكون تشوه المعدن غير متماثل.
لا تتم محاذاة الخطوط المركزية لكل حامل من مطحنة الدرفلة المستمرة متعددة-الحامل (المحاذاة الطولية ضعيفة)، ويتم "الضغط على الأنابيب الفارغة وانحرافها" بشكل متكرر عند المرور، مما يؤدي إلى سماكة جدار غير متساوية بشكل دوري على طول اتجاه الطول.
3. مشكلة تزامن نظام النقل
تتسبب الأخطاء في مكونات ناقل الحركة لمطحنة الدرفلة مثل المحرك والمخفض والاقتران (مثل سرعة الدوران غير المتسقة وخلوص ناقل الحركة المفرط) في عدم تزامن سرعات الدوران لكل لفة، مما يؤدي إلى "سحب" المعدن أو "الضغط بشكل غير متساوٍ"، والتسبب في تقلبات في سمك الجدار.
ثالثا. عوامل العملية: "مطابقة المعلمات" غير الصحيحة أثناء عملية التدحرج
معلمات العملية هي المفتاح للتحكم في تشوه المعدن. يمكن أن تؤدي إعدادات المعلمة غير المعقولة إلى عدم التطابق في كمية التشوه ودرجة الحرارة والسرعة، مما يتسبب في عدم تساوي سمك الجدار.
1. عملية درجة حرارة غير مناسبة
- انحراف درجة حرارة التدفئة :
إذا كانت درجة حرارة تسخين الأنبوب الفارغ مرتفعة جدًا (سخونة زائدة)، فسيكون للمعدن مرونة مفرطة، مما قد يؤدي بسهولة إلى "التشوه الزائد" (ترقق موضعي). عندما تكون درجة الحرارة منخفضة جدًا (مسخنة جدًا)، تكون مرونة المعدن سيئة، وتكون مقاومة التشوه كبيرة، ويكون "الضغط الشديد" (السمك المحلي) عرضة لحدوثه.
وقت التسخين غير الكافي أو الحفاظ على الحرارة بشكل غير متساوٍ، والفرق المفرط في درجة الحرارة بين الجزء الداخلي والخارجي من قطعة الأنبوب أو بين الجزء العلوي والسفلي (مثل التراص الكثيف جدًا لقضبان الأنبوب في فرن التسخين الدائري)، والتشوه غير المتساوي أثناء التدحرج.
- فشل التحكم في درجة الحرارة أثناء عملية اللف:
عندما يتم لف الأنبوب الخام وتبريده بسرعة كبيرة (كما هو الحال مع مياه التبريد الزائدة أو التبريد غير المتساوي)، يتصلب المعدن المحلي قبل الأوان، مما يجعل التشوه اللاحق صعبًا ويؤدي إلى انحراف سمك الجدار.
أثناء التدحرج المستمر، تكون تقلبات درجة الحرارة بين كل إطار كبيرة جدًا (على سبيل المثال، درجة حرارة مخرج الإطار الأمامي مرتفعة جدًا، ويكون تشوه الإطار الخلفي أثناء التدحرج مفرطًا).
2. معلمات التشوه غير متطابقة
- الإعداد غير الصحيح لفجوة اللفة:
فجوة اللفة هي المعلمة الأساسية التي تحدد سمك جدار الأنبوب الفولاذي. إذا كانت الفجوة على جانب واحد كبيرة جدًا أثناء ضبط فجوة اللفة (مثل عدم المعايرة وفقًا للحجم الفعلي للأنبوب الفارغ)، أو أن إعدادات فجوة اللفة لكل إطار ليست مستمرة (مثل فجوة اللفة الكبيرة في الإطار الأمامي وفجوة اللفة الصغيرة في الإطار الخلفي)، فسوف يتسبب ذلك في تغيير مفاجئ في تشوه المعدن وسمك الجدار غير المتساوي.
- معامل الاستطالة غير المعقول:
معامل الاستطالة (نسبة الطول بعد التدحرج إلى الطول قبل التدحرج) كبير جدًا أو صغير جدًا، أو يتم توزيع معامل الاستطالة بشكل غير متساو بين كل إطار - إذا كان معامل الاستطالة كبيرًا جدًا، فإن المعدن يتدفق بسرعة كبيرة، وهو عرضة للترقق المحلي. سيؤدي التوزيع غير المتساوي إلى اختلافات في كمية التشوه لكل قسم، مما يؤدي إلى تقلبات في سمك الجدار.
- معلمات السرعة غير المناسبة:
لا تتطابق سرعة تغذية البليت (سرعة الثقب)، وسرعة دوران اللفات، وسرعة استخراج الشياق، مما يؤدي إلى عدم كفاية إمدادات المعادن أو تراكمها. على سبيل المثال، إذا كانت سرعة الثقب سريعة جدًا ودعم الشياق ليس في الوقت المناسب، فإن الجدار الداخلي للأنبوب الفولاذي سيصبح أرق محليًا.
3. فشل عملية التشحيم/التبريد
يؤدي عدم كفاية التشحيم أثناء الدرفلة (مثل عدم كفاية زيت التشحيم أو الشحوم الفاسدة) إلى الاحتكاك المفرط بين المعدن والبكرات أو الشياق، مما يؤدي إلى زيادة المقاومة للتشوه الموضعي وزيادة سمك الجدار.
عملية التبريد غير المتساوية (مثل انسداد مجاري التبريد المائية، وانحراف زوايا الفوهة)، والتبريد المحلي السريع لسطح الأنابيب الفولاذية، وزيادة الصلابة، وعدم القدرة على تصحيحها بشكل فعال في العمليات اللاحقة، مما يؤدي إلى انحراف سمك الجدار.
رابعا. العوامل التشغيلية: "التنفيذ الدقيق" الذي يتحكم فيه البشر غير موجود
تؤثر مهارات المشغلين وتوقيت الفحص والتعديل بشكل مباشر على تأثير تنفيذ العملية وهي "الأسباب البشرية" لسمك الجدار غير المتساوي.
1. خطأ في تعديل المعلمة
فشل المشغل في ضبط المعلمات مثل فجوة اللفة، وسرعة الدوران، ودرجة الحرارة وفقًا لمواصفات ومواد كتلة الأنبوب (على سبيل المثال، استخدام المعلمات القديمة لإنتاج أنابيب فولاذية بمواصفات مختلفة)، مما أدى إلى عدم التطابق بين المعلمات والمواد الخام.
عند ضبط فجوة الأسطوانة، لم تتم معايرتها (مثل الضبط فقط بناءً على الخبرة دون استخدام أدوات مثل مؤشر القرص للقياس)، مما يؤدي إلى انحراف بين فجوة الأسطوانة الفعلية والقيمة المحددة.
2. التفتيش والصيانة ليست في الوقت المناسب
- لم يتم فحص ظروف تآكل المكونات مثل اللفات، والشياق، وواقيات التوجيه بشكل منتظم (على سبيل المثال، لم يتم استبدال اللفات عندما يتجاوز التآكل المعيار)، أو لم يتم تنظيف الالتصاقات المعدنية وقشور الأكسيد الموجودة على سطح المكونات في الوقت المناسب، مما أدى إلى تشوه غير متساوٍ.
- الفشل في اكتشاف انحرافات محاذاة المعدات في الوقت المناسب (مثل إزاحة الإطار، أو واقيات الدليل غير الثابتة)، أو الفشل في إجراء التعديلات في الوقت المناسب بعد الاكتشاف.
3. اختيار المواد الخام ليس صارما
فشل المشغلون في إجراء عمليات فحص المظهر والأبعاد على قطع الأنابيب (مثل استخدام قطع الأنابيب ذات الإهليلجية المفرطة)، مما أدى إلى تدفق "عيوب متأصلة" في عملية الدرفلة.
V. الأسباب النموذجية لعدم تساوي سماكة الجدار بسبب عمليات الدرفلة المختلفة (جدول ملخص)
| عملية المتداول: | الأشكال النموذجية لسماكة الجدار غير المستوية؛ |
الأسباب الأساسية |
| أنابيب فولاذية غير ملحومة مدرفلة على الساخن -(ثقب + درفلة مستمرة) | جدار غريب الأطوار (السُمك/النحافة على جانب واحد) | التسخين غير المتساوي للشغل، الانحراف المركزي للرأس العلوي لآلة الثقب، المحاذاة الضعيفة لطاحونة الدرفلة المستمرة، التآكل غير المتساوي لللفات |
| سمك الجدار غير متساوي في الشكل الحلزوني | زاوية مخروطية غير مناسبة لأسطوانة آلة التثقيب، وإزاحة جهاز حماية الدليل، وانحراف الأنبوب الخشن | |
| التقلبات الدورية في سمك الجدار | لا تتم مزامنة سرعات الدوران لكل إطار من طاحونة الدرفلة المستمرة، ولا تكون إعدادات فجوة اللفة مستمرة، كما أن الشياق تتآكل بشكل غير متساو | |
| أنابيب فولاذية غير ملحومة ملفوفة على البارد-. | جدار الأوفست الداخلي (سمك غير متساوي للجدار الداخلي) | انحراف الماندبار، وسوء محاذاة لفات الدرفلة على البارد، وعدم كفاية التشحيم مما يؤدي إلى التصاق المعدن |
| نقاط رفيعة محلية/نقاط سميكة | عيوب موضعية في المواد الخام (الأنابيب الفارغة) والشوائب الملتصقة بسطح الرولات والتبريد غير المتساوي | |
| عملية التحجيم/التصغير | سمك الجدار في النهاية غير متساوي | درجة الحرارة في نهاية الأنبوب الفارغ منخفضة للغاية، ولم يتم ضبط فجوة الأسطوانة لآلة التحجيم بشكل صحيح، والانحراف التوجيهي لحارس الدليل |
الشوائب الملتصقة بسطح اللفات، والتبريد غير المتساوي
عملية التحجيم/التخفيض: سمك الجدار غير متساوي في النهاية، درجة حرارة منخفضة جدًا في نهاية الأنبوب الفارغ، تعديل غير مناسب لفجوة الأسطوانة لآلة التحجيم، انحراف الدليل والحماية
سادسا. كيفية تحديد وحل سماكة الجدار غير المستوية؟ (إرشادات موجزة)
1. الكشف وتحديد المواقع :
استخدم مقياس سمك بالموجات فوق الصوتية للقياس على طول محيط الأنبوب الفولاذي (أربعة اتجاهات على الأقل) واتجاه الطول (كل 100-200 مم) لتحديد شكل عدم التماثل (انحراف مركزي، حلزوني، دوري).
2. التحقيق المستهدف:
- الجدار اللامركزي: إعطاء الأولوية للتحقق من محاذاة المعدات (الأسطوانة-الخط المركزي للقضيب)، واللامركزية للجزء العلوي/القضيب، والتسخين غير المتساوي لقضيب الأنبوب.
- الشكل الحلزوني غير المستوي: تحقق من واقي التوجيه لآلة التثقيب، والزاوية المخروطية للبكرات، وانحراف الأنبوب الفارغ.
- التقلبات الدورية: تحقق من تزامن سرعة الدرفلة المستمرة، ودورة تآكل اللفات، وإعداد فجوة اللفة.
3. الحلول:
- المواد الخام:
غربلة قطع الأنابيب المؤهلة (بحجم ودرجة حرارة موحدة)، وإزالة المواد الخام المعيبة؛
- المعدات:
معايرة المحاذاة والاستواء، واستبدال الأجزاء البالية (اللفائف، والشياق، وواقيات التوجيه)، وتنظيف أسطح المكونات؛
- العملية:
تحسين درجة حرارة التسخين (العزل الموحد)، وضبط فجوة الأسطوانة/مطابقة السرعة، وتحسين التشحيم والتبريد؛
- العملية:
تعزيز التفتيش (معايرة المعلمات والتحقق من حالة المعدات لكل دفعة)، وتعزيز مهارات المشغلين.
من التحليل أعلاه، يمكن ملاحظة أن سمك الجدار غير المتساوي للأنابيب الفولاذية المدرفلة هو نتيجة الفشل المنسق للوصلات المتعددة مثل "عملية المواد الخام - - العملية -"، والأساس يكمن في تدمير توحيد تشوه المعدن. في الإنتاج،-التحكم الكامل في العملية من "المصدر (المواد الخام) - العملية (المعدات + التكنولوجيا) - التنفيذ (التشغيل)" ضروري لتقليل احتمالية عدم تساوي سمك الجدار بشكل فعال.
