Ziel der Stahlrohrdimensionierung (Reduzierung) ist es, das Rohrohr mit größerem Durchmesser auf das fertige Stahlrohr mit kleinerem Durchmesser zu verkleinern und sicherzustellen, dass der Außendurchmesser und die Wandstärke des Stahlrohrs sowie deren Abweichungen den entsprechenden technischen Anforderungen entsprechen.
Zu den Qualitätsmängeln, die durch das Kalibrieren (Reduzieren) von Stahlrohren entstehen, gehören hauptsächlich: geometrische Maßabweichungen der Stahlrohre, „blaue Linie“ des Kalibrierens (Reduzierens), „Nagelmarke“, Narben, Abrieb, Pockennarben, innere Wölbung, innere Quadratur usw.
① Geometrische Maßabweichung von Stahlrohren: Die geometrische Maßabweichung von Stahlrohren bezieht sich hauptsächlich auf den Außendurchmesser, die Wandstärke oder die Ovalität von Stahlrohren nach der Kalibrierung (Reduzierung), die nicht den in den einschlägigen Normen festgelegten Maß- und Abweichungsanforderungen entsprechen.
② Abweichungen von Außendurchmesser und Ovalität der Stahlrohre: Hauptursachen sind: fehlerhafte Walzenanordnung und Lochjustierung im Kalibrierwalzwerk, ungünstige Verformungsverteilung, mangelhafte Bearbeitungsgenauigkeit oder starker Verschleiß der Kalibrierwalzen, zu hohe oder zu niedrige Rohrohrtemperatur sowie ungleichmäßige axiale Temperaturverteilung. Dies äußert sich hauptsächlich in der Lochform und der Walzenanordnung, der Durchmesserreduzierung des Rohrohrs und der Erwärmungstemperatur des Rohrohrs.
③ Die Wandstärke des Stahlrohrs überschreitet die Toleranz: Die Wandstärke des Rohrohrs nach dem Kalibrieren (Reduzieren) äußert sich hauptsächlich in ungleichmäßiger Wandstärke und nicht kreisrunden Innenbohrungen. Dies wird vor allem durch Faktoren wie die Genauigkeit der Wandstärke des Rohrohrs, die Bohrungsform und -anpassung, die Spannung während der Kalibrierung (Reduzierung) des Rohrdurchmessers sowie die Erwärmungstemperatur des Rohrohrs beeinflusst.
④ „Blaue Linie“ und „Fingernagelspur“ an Stahlrohren: Die „blaue Linie“ an Stahlrohren entsteht durch die Fehlausrichtung der Walzen in einem oder mehreren Rahmen der Kalibriermaschine (Reduziermaschine). Dadurch wird die Lochform nicht mehr „rund“, und die Kante einer bestimmten Walze schneidet sich bis zu einer gewissen Tiefe in die Oberfläche des Stahlrohrs ein. Die „blaue Linie“ verläuft als eine oder mehrere Linien über die gesamte Außenfläche des Stahlrohrs.
Die sogenannte „Fingernagelspur“ entsteht durch die unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeit der Walzenkante im Vergleich zu anderen Teilen der Walzennut. Dadurch haftet die Walzenkante am Stahl und zerkratzt die Oberfläche des Stahlrohrs. Dieser Defekt erstreckt sich entlang der Längsrichtung des Rohrkörpers und hat die Form eines kurzen Bogens, ähnlich einem Fingernagel. Daher der Name „Fingernagelspur“. Bei starker Ausprägung der „blauen Linie“ und der „Fingernagelspur“ muss das Stahlrohr möglicherweise verschrottet werden.
Um die Oberflächenfehler „blaue Linie“ und „Fingernagelspur“ an Stahlrohren zu beseitigen, muss die Härte der Kalibrierwalze gewährleistet und deren Kühlung ausreichend sein. Beim Konstruieren oder Justieren der Walzenbohrung ist auf den korrekten Öffnungswinkel der Bohrungsseitenwand und den richtigen Walzenspalt zu achten, um eine Fehlausrichtung der Bohrung zu vermeiden.
Darüber hinaus muss die Reduzierung des Einzelrahmenlochs präzise gesteuert werden, um eine übermäßige Ausdehnung des Rohrohrs im Loch beim Walzen des Niedertemperatur-Rohrohrs zu vermeiden. Dadurch wird verhindert, dass das Metall in den Walzspalt gedrückt wird und das Lager durch zu hohen Walzdruck beschädigt wird. Die Praxis hat gezeigt, dass die Anwendung von Spannungsreduzierungstechniken die seitliche Ausdehnung des Metalls begrenzt und somit die Fehler „blaue Linie“ und „Fingernagelmarkierung“ an Stahlrohren deutlich reduziert.
① Stahlrohrnarben: Stahlrohrnarben sind unregelmäßig auf der Rohroberfläche verteilt. Sie entstehen hauptsächlich durch das Anhaften von Stahl an der Oberfläche der Kalibrierwalze. Faktoren wie die Härte und der Kühlzustand der Walze, die Lochtiefe und der Kalibriergrad des Rohrohrs beeinflussen dies. Durch die Verbesserung des Walzenmaterials, die Erhöhung der Walzenoberflächenhärte, die Sicherstellung guter Kühlbedingungen, die Reduzierung des Kalibriergrades des Rohrohrs und die Verringerung der relativen Gleitgeschwindigkeit zwischen Walzenoberfläche und Metalloberfläche lässt sich das Risiko des Anhaftens verringern. Sobald Narben an einem Stahlrohr festgestellt werden, muss die betroffene Stelle anhand von Form und Verteilung des Defekts lokalisiert werden. Der am Stahl haftende Walzenteil ist zu untersuchen, zu entfernen oder zu reparieren. Walzen, die nicht entfernt oder repariert werden können, müssen umgehend ausgetauscht werden.
② Kratzer an Stahlrohren: Kratzer an Stahlrohren entstehen hauptsächlich durch die Verbindungsstücke zwischen den Rahmen der Kalibrier- (Reduzier-)Maschine und den Oberflächen des Einlauf- oder Auslaufführungsrohrs. Diese Verbindungsstücke haften am Stahl, reiben an der Oberfläche des sich bewegenden Stahlrohrs und beschädigen sie. Sobald Kratzer an der Oberfläche des Stahlrohrs auftreten, sollte das Führungsrohr umgehend auf anhaftende Stahlteile oder andere Anbauteile überprüft werden. Gegebenenfalls müssen die Verbindungsstücke zwischen den Rahmen der Kalibrier- (Reduzier-)Maschine entfernt werden.
③ Äußere Oberflächenrauheit von Stahlrohren: Die äußere Oberflächenrauheit von Stahlrohren entsteht durch die Abnutzung der Walzenoberfläche oder durch zu hohe Temperaturen, die zu einer zu dicken Eisenoxidschicht führen, die nicht vollständig entfernt wird. Vor dem Kalibrieren (Reduzieren) des Rohrohrs muss das Eisenoxid auf der Außenfläche umgehend und effektiv mit Hochdruckwasser entfernt werden, um die Entstehung von Oberflächenfehlern zu minimieren.
④ Konvexität bei Stahlrohren: Konvexität bei Stahlrohren bezeichnet den Zustand, in dem sich die Rohrwand beim Kalibrieren (Reduzieren) des Rohrohrs aufgrund des übermäßigen Kalibrier- (Reduzier-)Durchsatzes der einzelnen Walzen des Kalibrierwalzwerks nach innen biegt (manchmal sogar vollständig schließt). Dadurch entsteht eine erhabene, lineare Unebenheit an der Innenwand des Stahlrohrs. Dieser Defekt tritt selten auf. Hauptursachen sind Fehler bei der Kombination der Walzengestelle des Kalibrierwalzwerks, gravierende Fehler bei der Lochjustierung oder ein mechanischer Defekt des Gestells beim Kalibrieren (Reduzieren) dünnwandiger Stahlrohre. Eine Erhöhung des Zugkoeffizienten kann die kritische Durchmesserreduktion erhöhen. Unter gleichen Reduzierbedingungen kann der innere Widerstand des Stahlrohrs wirksam reduziert werden. Eine Verringerung der Durchmesserreduktion verbessert die Stabilität des Rohrohrs während der Verformung und beugt der Konvexität des Stahlrohrs effektiv vor. Bei der Produktion muss die Walzenanpassung strikt nach dem Walztisch erfolgen, und die Walzenlochform muss sorgfältig eingestellt werden, um das Auftreten von konvexen Defekten im Stahlrohr zu verhindern.
„Innenquadratik“ bei Stahlrohren: Die „Innenquadratik“ eines Stahlrohrs bedeutet, dass nach dem Kalibrieren (Reduzieren) des Rohrohrs im Kalibrierwalzwerk der Innenquerschnitt quadratisch (Zweiwalzenwalzwerk) oder hexagonal (Dreiwalzenwalzwerk) ist. Die „Innenquadratik“ beeinflusst die Genauigkeit der Wandstärke und des Innendurchmessers. Faktoren wie das Verhältnis von Durchmesser zu Querschnitt (D/S) des Rohrohrs, die Durchmesserreduktion, die Spannung während des Kalibrierens, die Lochform, die Walzgeschwindigkeit und die Walztemperatur bestimmen die Entstehung von Unebenheiten in der Wandstärke. Je kleiner das D/S-Verhältnis des Rohrohrs, desto geringer die Spannung, desto größer die Durchmesserreduktion und desto höher die Walzgeschwindigkeit und Walztemperatur. Dies führt eher zu ungleichmäßiger Wandstärke und deutlicheren Unebenheiten im Innenquerschnitt.
Veröffentlichungsdatum: 17. Januar 2025