Tuyau en acier à joint droit

Tuyau en acier à joint droit est un tuyau en acier avec des soudures parallèles à la direction longitudinale du tuyau en acier. Il est généralement divisé en tuyaux en acier soudés électriques métriques, tuyaux à paroi mince soudés électriquement, tuyaux d'huile de refroidissement de transformateur, etc.
Processus de production : les tuyaux en acier soudés à haute fréquence à joint droit présentent les caractéristiques d'un processus relativement simple et d'une production continue rapide, et sont largement utilisés dans la construction civile, la pétrochimie, l'industrie légère et d'autres départements. Il est principalement utilisé pour transporter des fluides à basse pression ou fabriquer divers composants techniques et produits industriels légers.
1. Processus de production de tuyaux en acier soudés à haute fréquence à joint droit
Le tuyau en acier soudé à joint droit est fabriqué en laminant une certaine spécification de longue bande d'acier dans un tuyau rond à travers une unité de soudage à haute fréquence et en soudant le joint droit dans un tuyau en acier. La forme du tube en acier peut être ronde, carrée ou irrégulière, selon le dimensionnement et le laminage après soudage. Les principaux matériaux des tubes en acier soudés sont l'acier à faible teneur en carbone et l'acier faiblement allié ou un autre acier avec σs≤300N/mm2 et σs≤500N/mm2. Le processus de production de soudage à haute fréquence de tuyaux en acier à joint droit est le suivant :
2. Soudage haute fréquence
Le soudage à haute fréquence est basé sur le principe de l'induction électromagnétique et de l'effet de peau, de l'effet de proximité et de l'effet thermique par courants de Foucault des charges CA dans le conducteur, de sorte que l'acier au bord de la soudure soit chauffé localement jusqu'à un état fondu, et la soudure bout à bout est extrudée par un rouleau pour obtenir un cristal indirect ensemble, pour atteindre l'objectif de soudage par soudure. Le soudage haute fréquence est une sorte de soudage par induction (ou soudage par contact sous pression). Il ne nécessite pas de mastic de soudure, pas de projections de soudure, une zone étroite affectée par la chaleur du soudage, une belle forme de soudage et de bonnes propriétés mécaniques de soudage. Il est donc privilégié dans la production de tubes en acier. Large gamme d'applications. Le soudage à haute fréquence des tubes en acier utilise l'effet de peau et l'effet de proximité du courant alternatif. Une fois l'acier (bande d'acier) laminé et formé, une ébauche de tube circulaire avec une section cassée est formée, qui tourne sur un cercle près du centre de la bobine d'induction dans l'ébauche de tube. Ou un groupe de résistances (tiges magnétiques), la résistance et l'ouverture de l'ébauche du tube forment une boucle d'induction électromagnétique. Sous l'action de l'effet de peau et de l'effet de proximité, le bord de l'ouverture de l'ébauche du tube produit un effet thermique fort et concentré, rendant le bord du cordon de soudure rapidement chauffé à la température requise pour le soudage et pressé par le rouleau presseur, le le métal à l'état fondu réalise une liaison intergranulaire et forme une soudure bout à bout ferme après refroidissement.
3. Unité de tubes soudés à haute fréquence
Le processus de soudage à haute fréquence des tubes en acier à joint droit est réalisé dans l'unité de tubes soudés à haute fréquence. L'unité de tubes soudés à haute fréquence est généralement composée de formage par laminage, de soudage à haute fréquence, d'extrusion, de refroidissement, de dimensionnement, de découpe à la scie volante et d'autres composants. L'extrémité avant de l'unité est équipée d'un boucleur de stockage de matériaux et l'extrémité arrière de l'unité est équipée d'un cadre de tournage de tuyaux en acier ; La partie électrique est principalement composée d'un générateur haute fréquence, d'un générateur d'excitation CC et d'un dispositif de contrôle automatique des instruments. En prenant comme exemple l'unité de tubes soudés à haute fréquence de φ165 mm, ses principaux paramètres techniques sont les suivants :
4. Circuit d'excitation haute fréquence
Le circuit d'excitation haute fréquence (également connu sous le nom de circuit d'oscillation haute fréquence) est composé d'un grand tube électronique et d'un réservoir d'oscillation installé dans le générateur haute fréquence. Il utilise l'effet d'amplification du tube électronique pour connecter l'anode à l'anode. Le signal de sortie est renvoyé positivement à la porte pour former un circuit d'oscillation auto-excité. L'amplitude de la fréquence d'excitation dépend des paramètres électriques (tension, courant, capacité et inductance) du réservoir d'oscillation.
5. Processus de soudage à haute fréquence de tuyaux en acier à joint droit
5.1 Contrôle de l'espace de soudure La bande d'acier est envoyée dans l'unité de tubes soudés et laminée par plusieurs rouleaux, la bande d'acier est progressivement enroulée pour former une billette de tube circulaire avec un espace d'ouverture, et la quantité réduite du rouleau d'extrusion est ajustée pour que l'espace de soudure soit contrôlé à 1 ~ 3 mm et affleurez les deux extrémités du joint de soudure. Si l'écart est trop grand, l'effet de proximité sera réduit, la chaleur des courants de Foucault sera insuffisante et la liaison intergranulaire de la soudure sera mauvaise, entraînant un manque de fusion ou une fissuration. Si l'écart est trop petit, l'effet de proximité augmentera et la chaleur de soudage sera trop importante, provoquant la brûlure de la soudure ; ou la soudure formera des fosses profondes après l'extrusion et le laminage, ce qui affectera la qualité de surface de la soudure.
5.2 Contrôle de la température de soudage La température de soudage est principalement affectée par la puissance thermique des courants de Foucault à haute fréquence. Selon la formule (2), la puissance thermique par courants de Foucault à haute fréquence est principalement affectée par la fréquence du courant, et la puissance thermique par courants de Foucault est proportionnelle au carré de la fréquence d'excitation actuelle ; tandis que la fréquence d'excitation actuelle est affectée par la tension d'excitation, le courant, la capacité et l'inductance. La formule de la fréquence d'excitation est f=1/[2π(CL)1/2]...(1) où : f-fréquence d'excitation (Hz) ; Capacité C (F) dans le circuit d'excitation, capacité = puissance/tension ; L-inductance dans le circuit d'excitation, inductance = flux magnétique/courant, la formule ci-dessus montre que la fréquence d'excitation est inversement proportionnelle à la racine carrée de la capacité et de l'inductance dans le circuit d'excitation, ou proportionnelle à la racine carrée de la tension et courant, tant que la capacité dans le circuit est modifiée, l'inductance, la tension et le courant peuvent modifier la taille de la fréquence d'excitation, pour atteindre l'objectif de contrôler la température de soudage. Pour l'acier à faible teneur en carbone, la température de soudage est contrôlée entre 1 250 et 1 460 °C, ce qui peut répondre aux exigences de pénétration de l'épaisseur de paroi du tuyau de 3 à 5 mm. De plus, la température de soudage peut également être obtenue en ajustant la vitesse de soudage. Lorsque la chaleur d'entrée est insuffisante, le bord de la soudure chauffée ne peut pas atteindre la température de soudage et la structure métallique reste solide, formant une fusion incomplète ou une pénétration incomplète ; lorsque la chaleur d'entrée est insuffisante, le bord chauffé de la soudure dépasse la température de soudage, ce qui entraîne une surcombustion ou un égouttement qui fait que la soudure forme un trou en fusion.
5.3 Contrôle de la force d'extrusion Une fois que les deux bords de l'ébauche de tube sont chauffés à la température de soudage, sous l'extrusion du rouleau d'extrusion, les grains de métal communs se forment pour pénétrer et se cristalliser, et finalement former une soudure ferme. Si la force d'extrusion est trop faible, le nombre de cristaux communs formés sera faible, la résistance du métal fondu diminuera et des fissures se produiront après avoir été contrainte ; si la force d'extrusion est trop importante, le métal fondu sera expulsé de la soudure, ce qui non seulement réduira la résistance de la soudure, et un grand nombre de bavures internes et externes seront générées, et même des défauts tels que des tours de soudage seront provoqués.
5.4 Le réglage de la position de la bobine d'induction haute fréquence doit être aussi proche que possible de la position du rouleau d'extrusion. Si la bobine d'induction est éloignée du rouleau d'extrusion, le temps de chauffage effectif est plus long, la zone affectée thermiquement est plus large et la résistance du cordon de soudure diminue ; sinon, le bord du cordon de soudure n'est pas suffisamment chauffé et la forme après extrusion est mauvaise.
5.5 L'impédance est une ou un groupe de tiges magnétiques spéciales pour tuyaux soudés. La section transversale de l'impédance ne doit généralement pas être inférieure à 70 % du diamètre interne du tuyau en acier. Sa fonction est de former une boucle d'induction électromagnétique entre la bobine d'induction, le bord soudé de l'ébauche de tuyau et les tiges magnétiques. , Un effet de proximité est généré et la chaleur des courants de Foucault est concentrée près du bord de la soudure de l'ébauche de tube, chauffant le bord de l'ébauche de tube à la température de soudage. L'impédance est entraînée dans l'ébauche de tube par un fil d'acier et sa position centrale doit être relativement fixe à proximité du centre du rouleau d'extrusion. Lors du démarrage, en raison du mouvement rapide de l'ébauche de tube, la résistance s'use par le frottement de la paroi interne de l'ébauche de tube et doit être remplacée fréquemment.
5.6 Des cicatrices de soudure seront produites après le soudage et l'extrusion et devront être éliminées. La méthode de retrait consiste à fixer l'outil sur le cadre et à gratter les cicatrices de soudure à plat grâce au mouvement rapide du tuyau soudé. Les bavures à l’intérieur du tube soudé ne sont généralement pas éliminées.
6. Exigences techniques et inspection de la qualité des tuyaux soudés à haute fréquence. Conformément aux dispositions du GB3092 « Tuyaux en acier soudés pour la transmission de fluides à basse pression », le diamètre nominal du tuyau soudé est de 6 à 150 mm, l'épaisseur de paroi nominale est de 2,0 à 6,0 mm et la longueur du tuyau soudé est généralement de 4 à 150 mm. 10 mètres, peut être livré selon une longueur fixe ou une double longueur. La qualité de surface du tuyau en acier doit être lisse et les défauts tels que le pliage, les fissures, le délaminage et le soudage par recouvrement ne sont pas autorisés. La surface du tuyau en acier peut présenter des défauts mineurs tels que des rayures, des rayures, un désalignement des soudures, des brûlures et des cicatrices qui ne dépassent pas l'écart négatif de l'épaisseur de la paroi. L'épaississement de l'épaisseur de paroi au niveau de la soudure et l'existence de renforts de soudure des cordons intérieurs sont autorisés.
Les tubes en acier soudés doivent être soumis à des tests de performances mécaniques, des tests d'aplatissement et des tests d'évasement, et doivent répondre aux exigences de la norme. Le tuyau en acier doit être capable de résister à une certaine pression interne et, si nécessaire, effectuer un test de pression de 2,5 MPa pour le maintenir sans fuite pendant une minute. La méthode de détection des défauts par courants de Foucault est autorisée à remplacer l'essai hydrostatique. La détection des défauts par courants de Foucault est effectuée conformément à la norme GB7735 « Méthode d'inspection par détection des défauts par courants de Foucault dans les tubes en acier ». La méthode de détection des défauts par courants de Foucault consiste à fixer la sonde sur le cadre, à maintenir une distance de 3 à 5 mm entre la détection des défauts et le cordon de soudure et à effectuer une analyse complète du cordon de soudure grâce au mouvement rapide du tuyau en acier. Le signal de détection de défauts est automatiquement traité et trié par le détecteur de défauts à courants de Foucault. Pour atteindre l’objectif de détection des défauts. Il s'agit d'un tube en acier constitué de tôle d'acier ou de bande d'acier après sertissage et soudage. Les tubes en acier soudés ont un processus de production simple, une efficacité de production élevée, de nombreuses variétés et spécifications et moins d'investissement en équipement, mais leur résistance générale est inférieure à celle des tubes en acier sans soudure. Depuis les années 1930, avec le développement rapide de la production continue de bandes d'acier de haute qualité et les progrès de la technologie de soudage et d'inspection, la qualité des soudures a été continuellement améliorée et les variétés et spécifications des tubes en acier soudés ont augmenté de jour en jour. et remplacé les tuyaux en acier sans soudure dans de plus en plus de domaines. Tuyau en acier à couture. Les tubes en acier soudés sont divisés en tubes soudés à joint droit et en tubes soudés en spirale selon la forme du cordon de soudure. Le processus de production de tubes soudés à joint droit est simple, l'efficacité de production est élevée, le coût est faible et le développement est rapide. La résistance du tube soudé en spirale est généralement supérieure à celle du tube soudé à joint droit, et le tube soudé d'un plus grand diamètre peut être produit avec une billette plus étroite, et des tubes soudés de différents diamètres peuvent être produits avec la même billette de largeur. Mais par rapport au tuyau à joint droit de même longueur, la longueur de soudure est augmentée de 30 à 100 % et la vitesse de production est inférieure. Le tube soudé après la détection des défauts est coupé selon la longueur spécifiée avec une scie volante et il est roulé hors de la chaîne de montage à travers le cadre tournant. Les deux extrémités du tuyau en acier doivent être chanfreinées avec des extrémités plates, imprimées de marques, et les tuyaux finis sont emballés en paquets hexagonaux avant de quitter l'usine.