Karena keterbatasan kondisi billet dan kapasitas perpanjangan mesin pelubang, ukuran dan akurasi pipa kasar setelah pelubangan tidak dapat memenuhi persyaratan pengguna. Pipa kasar perlu diproses lebih lanjut. Ada banyak metode untuk pemrosesan panas dan perpanjangan pipa baja tanpa sambungan. Selain tiga jenis mesin yang diperkenalkan di atas, metode berikut ini saat ini umum digunakan.
5.4.1 Mesin penggulung pipa otomatis
Mesin penggulung pipa otomatis ditemukan oleh Stephen dari Swiss pada tahun 1903, dan unit pertama didirikan pada tahun 1906. Sebelum tahun 1980-an, mesin ini merupakan salah satu metode utama untuk menggulung pipa baja tanpa sambungan dengan metode hot-rolling. Karena keterbatasan panjang pipa yang digulung, akurasi ketebalan dinding, dan lain-lain, mesin ini secara bertahap digantikan oleh unit penggulung pipa kontinu; saat ini, unit penggulung pipa otomatis terbaik di negara kita adalah unit 400 di Baotou. Kecuali beberapa unit penggulung pipa otomatis di bekas Uni Soviet dan Eropa Timur yang masih digunakan, sebagian besar lainnya telah dibongkar. Mesin penggulung pipa otomatis terdiri dari tiga bagian: mesin utama, meja depan, dan meja belakang. Mesin utama adalah mesin penggulung longitudinal dua rol yang tidak dapat dibalik, yang dicirikan oleh sepasang rol balik berputar balik berkecepatan tinggi yang dipasang di belakang rol kerja. Pada saat yang sama, untuk memenuhi kebutuhan pengembalian pipa baja, disediakan mekanisme pengangkat cepat untuk rol kerja atas dan rol balik bawah. Roller kerja memiliki tipe lubang bundar. Pipa kasar yang dikirim oleh mesin pelubang dan mesin peregang digulung pada tipe lubang melingkar yang terdiri dari tipe lubang bundar dan kepala (kepala kerucut atau kepala bulat). Biasanya, dua lintasan digulung. Setelah setiap lintasan penggulungan, roller kerja atas dan roller pengembalian bawah diangkat ke ketinggian tertentu, dan pipa kasar dikirim kembali ke tahap depan oleh roller pengembalian, kemudian pipa yang telah digulung dikembalikan ke posisi kerja semula, dan pipa baja diputar 90°, lalu lintasan kedua digulung pada tipe lubang yang sama. Jumlah deformasi setiap lintasan disesuaikan dengan perbedaan diameter kepala dari kedua lintasan. Setelah pipa baja yang telah digulung dikembalikan ke tahap depan, pipa tersebut dipindahkan secara horizontal ke mesin perataan untuk diratakan. Proses deformasinya juga melalui tiga tahap: perataan, pengurangan diameter, dan pengurangan ketebalan dinding.
Keunggulan mesin penggiling pipa otomatis adalah spesifikasi produksinya dapat disesuaikan secara fleksibel. Dari segi jenis baja, jangkauan aplikasinya luas, dan dapat memproduksi baja karbon rendah dan menengah, baja paduan rendah, baja tahan karat, dll.; cocok untuk produksi batch kecil dan beragam jenis. Kekurangannya adalah kemampuan deformasi yang buruk, dan total perpanjangan dua lintasan hanya kurang dari 2,5; ketebalan dinding tidak merata, dan sering terjadi goresan internal, yang harus dihilangkan dengan mesin perata; panjang pipa kasar pendek, yang memengaruhi peningkatan tingkat hasil. Efisiensi produksi rendah (ritme penggilingan lambat, tetapi ringan).
5.4.2 Mesin penggiling tabung Accu-Roll
Mesin penggiling pipa Accu-Roll mulai diproduksi di Yantai, Chengdu, dan beberapa tempat lain di negara saya pada awal tahun 1990-an. Mesin ini sangat populer pada saat itu dan memiliki momentum untuk menggantikan unit penggilingan miring dan penggilingan kontinu lainnya. Namun, setelah uji coba praktis, ditemukan bahwa panjang pipa mentah yang digilingnya terlalu pendek sehingga membatasi produksi pipa dengan panjang 3 kali lipat untuk beberapa spesifikasi, dan bekas spiral yang dalam pada permukaan pipa mentah saat menggiling pipa berdinding tipis memengaruhi kualitas tampilan pipa baja. Sejauh ini, mesin ini hanya bertahan di negara saya, terutama baru-baru ini beberapa perusahaan swasta telah membangun sejumlah mesin penggiling pipa Accu-Roll kecil. Sejauh ini, belum ada laporan tentang pembangunan jenis mesin penggiling pipa ini di luar negeri. Jenis mesin ini tidak cocok untuk produksi pipa baja tanpa sambungan berdiameter besar dan menengah. Ini adalah mesin penggiling miring mandrel panjang horizontal dua rol dengan pelat pemandu aktif.
Struktur pabrik tersebut memiliki karakteristik sebagai berikut:
Kedua rol tersebut berbentuk kerucut. Seperti mesin pelubang rol tirus, mesin ini memiliki sudut pengumpanan dan sudut pengguliran, sehingga diameter rol secara bertahap meningkat searah pengguliran, yang bermanfaat untuk mengurangi gesekan, mendorong pemanjangan memanjang logam, dan mengurangi deformasi torsi tambahan.
Dua cakram pemandu aktif berdiameter besar digunakan.
Mode operasi mandrel terbatas diadopsi.
Jenis rol tanpa bahu rol diadopsi. Dilaporkan bahwa ini mengatasi masalah bahwa ASSEL mengurangi jumlah pengurangan dinding pada bagian bahu rol, yang mengurangi umur rol dan efek keseragaman dinding, sehingga meningkatkan akurasi ketebalan dinding pipa kasar.
5.4.3 Mesin pemasangan pipa dengan dongkrak
Metode penempaan pipa untuk memproduksi pipa baja tanpa sambungan diusulkan oleh Heinrich Erhard dari Jerman sejak tahun 1892. Proses penempaan pada unit penempaan pipa awal dibagi menjadi metode penempaan hidrolik, yang menggunakan mesin pres hidrolik vertikal untuk menekan ingot baja yang ditempatkan dalam cetakan menjadi pipa kasar dengan dasar berbentuk cangkir, kemudian menggunakan derek untuk mengeluarkan pipa kasar, meletakkannya, dan menempatkan pipa kasar berbentuk cangkir tersebut pada mandrel panjang. Mandrel didorong agar pipa kasar berbentuk cangkir melewati sekelompok lubang cetakan melingkar dengan diameter yang semakin mengecil secara berurutan untuk mendapatkan pengurangan diameter, pengurangan ketebalan dinding, dan perpanjangan. Kekuatan deformasi semuanya terkonsentrasi di ujung batang penempaan. Setelah penempaan, batang perlu dilepas dan kemudian dasar berbentuk cangkir dipotong. Karakteristiknya adalah produktivitas rendah, ketebalan dinding yang sangat tidak merata, dan L/D pipa baja yang terbatas. Saat ini, hanya metode ini yang digunakan untuk memproduksi pipa baja tanpa sambungan berdiameter besar (400-1400 mm). Metode lain disebut metode CPE, yang menggunakan metode penggulungan miring dan perforasi untuk menghasilkan pipa kasar, dan metode penyusutan salah satu ujung pipa kasar menyediakan pipa kasar untuk mesin jacking. Metode ini dapat meningkatkan produksi dan kualitas produk, serta mengembalikan vitalitas produksi pipa baja seamless berdiameter kecil melalui proses jacking.
Keunggulan metode pengangkatan dengan dongkrak adalah:
1) Investasi rendah, peralatan dan perlengkapan sederhana, serta biaya produksi rendah.
2) Perpanjangan unit pengangkatnya besar, hingga 10-17. Oleh karena itu, jumlah peralatan dan perkakas yang dibutuhkan untuk menggulirkan produk serupa dengan metode pengangkatan dapat lebih sedikit.
3) Beragam pilihan dan spesifikasi.
Kelemahannya adalah akurasi ketebalan dinding tidak tinggi, dan cacat goresan rentan terjadi pada permukaan dalam dan luar.
5.4.4 Pipa baja ekstrusi
Metode ekstrusi mengacu pada metode menempatkan billet logam dalam wadah "tertutup" yang terdiri dari silinder ekstrusi, cetakan ekstrusi, dan batang ekstrusi, dan menerapkan tekanan oleh batang ekstrusi untuk memaksa logam mengalir keluar dari lubang cetakan ekstrusi untuk mendapatkan pembentukan plastik logam. Ini adalah metode pembuatan pipa baja tanpa sambungan yang memiliki sejarah panjang. Menurut hubungan relatif antara arah gaya batang ekstrusi dan arah aliran logam, metode ekstrusi dapat dibagi menjadi dua jenis: ekstrusi positif dan ekstrusi terbalik. Arah gaya ekstrusi positif konsisten dengan arah aliran logam, sedangkan ekstrusi terbalik adalah kebalikannya. Ekstrusi terbalik memiliki keunggulan berupa gaya ekstrusi kecil, rasio ekstrusi besar, kecepatan ekstrusi cepat, suhu ekstrusi lebih rendah, kondisi ekstrusi yang lebih baik, kemudahan mencapai ekstrusi isotermal/isobarik/kecepatan konstan, peningkatan kinerja struktur produk dan akurasi dimensi, pengurangan kelebihan tekanan logam di akhir ekstrusi, dan peningkatan tingkat pemulihan logam; namun, pengoperasiannya relatif kurang praktis, dan ukuran penampang produk dibatasi oleh ukuran batang ekstrusi.
Penerapan teknologi ekstrusi logam di industri memiliki sejarah lebih dari 100 tahun, tetapi penggunaan teknologi ekstrusi panas dalam produksi baja secara bertahap berkembang setelah "Seshi" menemukan pelumas ekstrusi kaca pada tahun 1941. Secara khusus, pengembangan pemanasan non-oksidatif, teknologi ekstrusi kecepatan tinggi, material cetakan, dan teknologi pengurangan tegangan telah membuat produksi pipa baja tanpa sambungan dengan ekstrusi panas menjadi lebih ekonomis dan masuk akal, sangat meningkatkan hasil produksi dan kualitas, serta memperluas jangkauan varietas, sehingga menarik perhatian berbagai negara.
Saat ini, kisaran produk pipa baja yang diproduksi dengan ekstrusi umumnya adalah: diameter luar: 18,4~340 mm, ketebalan dinding minimum dapat mencapai 2 mm, panjang sekitar 15 m, dan pipa berdiameter kecil dapat mencapai panjang 60 m. Kapasitas ekstruder umumnya 2000~4000 ton, dan maksimum 12000 ton.
Dibandingkan dengan metode penggulungan panas lainnya, produksi pipa baja tanpa sambungan hasil ekstrusi memiliki keunggulan sebagai berikut:
Langkah pemrosesan yang lebih sedikit, yang dapat menghemat investasi dengan hasil produksi yang sama.
Karena logam hasil ekstrusi berada dalam kondisi tegangan tekan tiga dimensi, logam tersebut dapat menghasilkan material yang sulit atau bahkan tidak mungkin untuk digulung dan ditempa, seperti paduan berbasis nikel.
Karena besarnya deformasi logam selama ekstrusi (rasio ekstrusi yang besar), dan deformasi lengkap selesai dalam waktu yang sangat singkat, produk tersebut memiliki struktur yang seragam dan kinerja yang baik.
Terdapat sedikit cacat pada permukaan internal dan eksternal, dan akurasi dimensi geometrisnya tinggi.
Organisasi produksi bersifat fleksibel dan cocok untuk produksi dalam jumlah kecil dan beragam jenis produk.
Mesin ini dapat memproduksi pipa dan pipa komposit bimetal dengan penampang yang kompleks.
Kekurangannya adalah:
1) Kebutuhan pelumas dan pemanas yang tinggi, yang meningkatkan biaya produksi.
2) Selain itu, masa pakai alat yang pendek, konsumsi yang besar, dan harga yang tinggi.
3) Tingkat hasil produksi rendah, yang mengurangi daya saing produk.
5.4.5 Mesin penggilingan tabung siklus (Pilger tube mill)
Mesin penggiling pipa siklus mulai diproduksi secara industri pada tahun 1990. Ini adalah mesin penggiling dua rol rangka tunggal. Terdapat lubang penampang variabel pada rol. Kedua rol berputar berlawanan arah, dan pipa kasar dimasukkan berlawanan arah dengan putaran rol. Rol berputar satu lingkaran dan mendorong pipa kasar keluar sehingga diameter pipa kasar berkurang, ketebalan dinding berkurang, dan diproses di dalam lubang untuk menyelesaikan penggilingan sebagian pipa kasar. Kemudian pipa kasar dimasukkan kembali untuk digiling. Sebuah pipa kasar perlu diputar bolak-balik di dalam lubang berkali-kali untuk menyelesaikan seluruh proses penggilingan, sehingga disebut mesin penggiling pipa periodik, juga dikenal sebagai mesin penggiling pipa Pilger. Pipa diproses secara periodik oleh lubang rol penampang variabel, dan operasi pemasukan dan putaran material pipa digabungkan untuk membuat dinding pipa mengalami beberapa deformasi kumulatif untuk mendapatkan pengurangan dan pemanjangan dinding yang lebih besar.
Karakteristik dari metode produksi ini adalah:
1) Lebih cocok untuk produksi tabung berdinding tebal, dan ketebalan dindingnya dapat mencapai 60-120mm;
2) Rentang jenis baja yang diproses relatif luas. Karena metode deformasinya merupakan kombinasi penempaan dan penggulungan, maka dapat menghasilkan tabung dari logam dengan plastisitas rendah dan sulit dideformasi, serta memiliki sifat mekanik yang sangat baik.
3) Panjang pipa baja gulung tersebut besar, hingga 35 meter.
4) Produktivitas mesin penggilingan rendah, umumnya 60-80%, sehingga outputnya rendah; oleh karena itu, mesin pelubang perlu dilengkapi dengan dua mesin penggilingan tabung periodik untuk menyeimbangkannya.
5) Bagian ekor tidak dapat diproses, sehingga mengakibatkan kerugian pemotongan yang besar dan tingkat hasil panen yang rendah.
6) Kualitas permukaan yang buruk dan ketebalan dinding yang tidak merata.
7) Konsumsi alat yang besar, umumnya 9-35kg/t.
5.4.6 Ekspansi panas pipa baja
Diameter luar maksimum pipa baja jadi yang diproduksi oleh unit pipa baja mulus canai panas kurang dari 530 mm untuk unit penggulung pipa otomatis; kurang dari 460 mm untuk unit penggulung pipa kontinu; dan kurang dari 660 mm untuk pipa besar. Jika diperlukan pipa baja dengan diameter lebih besar, selain metode jacking dan metode ekstrusi, metode ekspansi panas pipa baja dapat digunakan. Metode ini saat ini dapat menghasilkan pipa berdinding tipis dengan diameter luar maksimum 1500 mm untuk pipa baja mulus.
Terdapat tiga metode untuk ekspansi panas pipa baja: penggulungan miring, penarikan, dan penekanan. Ketiga metode ini dimulai pada tahun 1930-an. Penggulungan miring dan penarikan memerlukan pemanasan pipa baja secara keseluruhan sebelum proses deformasi dapat dilakukan, sedangkan metode penekanan tidak memerlukan pemanasan seluruh pipa baja.
Mesin ekspansi rol miring:
Alur proses ekspansi rol miring adalah: material pipa yang dipanaskan diangkut ke mesin ekspansi rol miring untuk diekspansi. Mesin ekspansi rol miring terdiri dari dua rol dengan bentuk yang sama. Sumbu kedua rol membentuk sudut 30° terhadap garis rol, dan kedua rol digerakkan oleh motor secara terpisah untuk berputar searah. Sumbat ikut serta dalam deformasi di zona deformasi ekspansi, dan pipa baja melakukan gerakan spiral di zona deformasi. Dinding pipa digulirkan oleh rol dan sumbat sehingga diameter ekspansi diperbesar dan ketebalan dinding menipis. Gaya aksial sumbat ditanggung oleh batang pendorong, yang dapat ditempatkan di sisi masuk atau dipasang di sisi keluar.
Ekspansi rol miring dapat menghasilkan pipa baja dengan ketebalan dinding 6 hingga 30 mm dan diameter luar maksimum 710 mm. Kekurangannya adalah adanya bekas spiral yang tersisa pada permukaan dalam dan luar pipa baja, yang mengurangi kualitas permukaan. Karena alasan ini, mesin perata dan mesin pengukur ukuran harus dipasang. Jenis mesin ekspansi ini memiliki peralatan yang besar, biaya investasi yang tinggi, dan batasan tertentu pada jenis pipa, serta tidak dapat menghasilkan pipa berdinding tebal.
Mesin perluasan gambar:
Ekspansi penarikan merupakan metode produksi dengan kapasitas produksi rendah, namun masih digunakan karena peralatannya yang sederhana dan prosesnya yang mudah serta pengoperasian mekanis yang sederhana. Mesin ekspansi penarikan dapat digunakan untuk ekspansi penarikan dingin maupun panas. Ekspansi penarikan dingin dapat digunakan ketika jumlah ekspansi tidak besar dan sifat fisik serta mekanik dan akurasi dimensi pipa baja perlu ditingkatkan. Alur proses ekspansi penarikan panas pipa baja meliputi pemanasan material pipa, ekspansi ujung pipa, ekspansi dan penarikan, pelurusan, pemotongan kepala dan ekor, serta inspeksi. Tingkat ekspansi setiap pemanasan adalah 60-70%, dan diameter maksimum pipa baja yang dapat diproduksi adalah 750 mm.
Prinsip kerja utama dari proses ekspansi panas adalah: melalui sekelompok (umumnya 1-4) sumbat dengan diameter yang secara bertahap meningkat, dimasukkan dan dilewatkan melalui seluruh panjang lubang bagian dalam pipa baja, sehingga diameter pipa baja membesar, ketebalan dinding menipis, dan panjangnya sedikit memendek.
Alat utama mesin pelebaran pipa adalah sumbat pelebaran, sumbat pelebaran, dan batang ejektor. Kelebihannya adalah peralatan yang sederhana, pengoperasian yang mudah, dan mudah dikuasai; berbagai macam varietas dan spesifikasi produk, dan juga dapat menghasilkan pipa baja berbentuk persegi panjang dan bentuk khusus lainnya. Kekurangannya adalah siklus produksi yang panjang, produktivitas rendah, dan konsumsi alat dan logam yang tinggi.
Ekspander tipe dorong: Prinsip kerja ekspander tipe dorong adalah menempatkan pipa baja mentah di dalam kumparan induksi frekuensi menengah. Setelah pemanasan induksi frekuensi menengah, piston silinder hidrolik atau kepala pendorong winch bergerak untuk mendorong ujung pipa baja sehingga baja melewati batang inti kerucut yang terpasang secara aksial dari ujung pipa secara berurutan untuk mencapai tujuan ekspansi; ketika ujung pipa baja didorong ke dalam batang inti, pipa baja baru yang akan diproses ditambahkan di belakangnya, dan kepala pendorong kembali untuk terus mendorong ujung pipa baja baru. Ujung pipa baja baru mendorong ujung pipa baja sebelumnya melalui batang inti, sehingga menyelesaikan ekspansi pipa baja. Karena hanya pipa baja di bagian yang mengalami deformasi yang dipanaskan, pipa baja yang mengalami deformasi mudah dibengkokkan, dan ketebalan dinding serta panjang pipa yang diekspansi terbatas. Keunggulan ekspander tipe dorong adalah tingkat pemulihan logam yang tinggi, peralatan yang sederhana, dan konsumsi energi yang rendah. Kelemahannya adalah konsistensi kinerja pipa baja pada arah panjangnya agak buruk dan efisiensi produksinya rendah.
Waktu posting: 31 Oktober 2024