สาเหตุของความไม่สม่ำเสมอ (ความหนาไม่เท่ากัน) ของท่อเหล็กไร้รอยต่อ

ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปของท่อเหล็กไร้รอยต่อและท่อเหล็กความแม่นยำสูงจะมีปัญหาเรื่องความหนาที่ไม่เท่ากันและบิดเบี้ยว ท่อเหล็กบิดเบี้ยวมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในกระบวนการผลิตท่อเหล็กรีดร้อน ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในระหว่างการเจาะรูขณะร้อน: จากการวิเคราะห์โครงสร้างของท่อเหล็กหลังการรีดร้อนด้วยเครื่องรีดท่ออัตโนมัติ เราเชื่อว่าหลังจากที่ท่อเจาะรูถูกรีดด้วยเครื่องรีดท่ออัตโนมัติแล้ว ความหนาของผนังที่ไม่เท่ากันในแนวตั้งและแนวนอนของท่อเหล็กจะยังคงรักษาลักษณะการกระจายตัวของความหนาของผนังที่ไม่เท่ากันของรูพรุนไว้ กล่าวคือ ท่อเหล็กยังคงมีรูปทรงเกลียวหลังจากรีด ความหนาของผนังที่ไม่เท่ากันในรูปทรงเกลียวและความหนาของผนังที่ไม่เท่ากันในทิศทางขวางจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

สาเหตุที่ทำให้ความหนาของผนังท่อไม่สม่ำเสมอในเครื่องรีดท่ออัตโนมัติมีดังนี้: ① รูปแบบและความรุนแรงของความหนาของผนังท่อที่ไม่สม่ำเสมอในท่อแคปิลลารีที่มีรูพรุนส่งผลโดยตรงต่อรูปแบบและความรุนแรงของความหนาของผนังท่อที่ไม่สม่ำเสมอในท่อเหล็กที่รีด ② เมื่อท่อถูกรีดบนเครื่องรีดท่ออัตโนมัติ ตำแหน่งของปลั๊กจะเบี่ยงเบนจากจุดศูนย์กลางของทางผ่านเนื่องจากการโค้งงอของก้านดัน ทำให้ความหนาของผนังไม่สม่ำเสมอ และตำแหน่งของความหนาของผนังและความหนาของผนังต่ำสุดในท่อและในแต่ละหน้าตัดของหัวท่อจะเปลี่ยนแปลงเกือบคงที่ ในขณะที่ระดับความไม่สม่ำเสมอของความหนาของผนังจากปลายท่อไปยังหัวท่อจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น ดังนั้น การลดความโค้งที่เหลืออยู่ของก้านดันและการลดแรงตามแนวแกนของก้านดันในระหว่างการรีดท่อจึงมีผลอย่างมากต่อการลดระดับความไม่สม่ำเสมอของความหนาของผนัง ③ ยิ่งปริมาณการลดความหนาของผนังมากเท่าใด ความไม่สม่ำเสมอของความหนาของผนังท่อก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น เมื่อปริมาณการลดความหนาของผนังมีน้อย เครื่องรีดท่ออัตโนมัติสามารถลดความหนาของผนังที่ไม่สม่ำเสมอของท่อแคปิลลารีแบบมีรูพรุนได้ ④การปรับระยะการรีดไม่ถูกต้อง เมื่อช่องว่างระหว่างลูกรีดไม่ขนานกัน ความหนาของผนังที่ไม่สม่ำเสมอของท่อระบายของเสียจะยิ่งแย่ลง

เราได้ทำการแปลงฟูริเยร์กับข้อมูลความหนาของผนังท่อที่วัดได้ของท่อเปล่าในสี่กระบวนการรีดขึ้นรูปของเครื่องรีดท่ออัตโนมัติขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 400 มม. ได้แก่ การเจาะ การเจาะซ้ำ (การต่อขยาย) การรีดท่ออัตโนมัติ และการปรับระดับ และได้ผลการวิเคราะห์เชิงปริมาณและการวิเคราะห์ความไม่สม่ำเสมอของความหนาของผนังท่อ สาเหตุของการเกิดความไม่สม่ำเสมอ และจากนั้นจึงเสนอแนวทางในการปรับปรุงความไม่สม่ำเสมอของความหนาของผนังท่อเหล็ก:
① หลังจากเจาะรูครั้งที่สอง (ต่อขยาย) แล้ว ลักษณะการกระจายตัวของความหนาผนังที่ไม่สม่ำเสมอแบบเกลียวบนท่อของเสียจะยังคงอยู่จนกระทั่งได้ท่อที่เสร็จสมบูรณ์ ดังนั้น การปรับปรุงการเจาะรูครั้งที่สอง (ต่อขยาย) จึงเป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุงความแม่นยำของความหนาผนังของท่อที่เสร็จสมบูรณ์ มาตรการหลักคือการปรับปรุงการออกแบบเครื่องมือเพื่อปรับปรุงความเป็นศูนย์กลางของหมุดดันและปลั๊กให้ตรงกับแนวการหมุนในระหว่างการหมุน
② การปรับปรุงความหนาของผนังที่ไม่สม่ำเสมอของท่อแคปิลลารีแบบมีรูพรุนเป็นขั้นตอนสำคัญ มาตรการหลักคือการปรับปรุงความสม่ำเสมอของความร้อนของชิ้นงานท่อ ปรับปรุงความแม่นยำของรูตรงกลาง เพิ่มความยาวของสายพานที่สม่ำเสมอของปลั๊กและความยาวของกรวยกลับด้าน และปรับปรุงระยะห่างระหว่างหมุดดันและปลั๊กให้ตรงกับแนวแกนหมุนในระหว่างการหมุน
③ แม้ว่าความไม่สม่ำเสมอของความหนาผนังแบบสมมาตรอย่างรุนแรงจะเกิดขึ้นในระหว่างการรีดท่อ แต่ก็มีผลในระดับหนึ่งในการลดความไม่สม่ำเสมอของความหนาผนังแบบเกลียว ดังนั้น เมื่อรีดท่อ ควรทำการรีดสองครั้ง และควรหมุนท่อเปล่า 90° ระหว่างการรีดแต่ละครั้ง
④โดยพื้นฐานแล้วกระบวนการปรับระดับสามารถขจัดความหนาของผนังที่ไม่สม่ำเสมอในลักษณะสมมาตรได้ แต่มีผลเพียงเล็กน้อยในการขจัดความหนาของผนังที่ไม่สม่ำเสมอในลักษณะเกลียว ดังนั้นจึงควรปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องปรับระดับให้ดียิ่งขึ้น
⑤การแปลงฟูริเยร์เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการศึกษาความหนาของผนังที่ไม่สม่ำเสมอของกระบวนการรีดขวาง และวิธีการนี้ยังสามารถใช้สำหรับการวิจัยเกี่ยวกับความหนาของผนังที่ไม่สม่ำเสมอของหน่วยการผลิตท่อเหล็กอื่นๆ ได้อีกด้วย

ท่อเหล็กรีดสำเร็จรูปและท่อเหล็กดึงเย็นก็มีปัญหาเรื่องความเยื้องศูนย์เนื่องจากการเจาะรูเช่นกัน กล่าวคือ ปัจจัยใดๆ ที่ทำลายความถูกต้องทางเรขาคณิตของบริเวณการเปลี่ยนรูปที่เกิดจากลูกกลิ้ง ปลั๊ก และแผ่นนำทาง จะทำให้ความหนาของผนังท่อที่ไม่สม่ำเสมอแย่ลงไปอีก

(1) ส่วนหัว ① สำหรับการออกแบบรูปทรงของปลั๊ก กรวยการกลิ้งของปลั๊กในอุดมคติควรขนานกับกรวยทางออกของลูกกลิ้ง หากปลั๊กได้รับการออกแบบตามสูตร Matveyev แบบดั้งเดิม กรวยการกลิ้งของปลั๊กจะไม่ขนานกับกรวยทางออกของลูกกลิ้ง การเสียรูปในช่องว่างที่ค่อยๆ ขยายออกเช่นนี้จะนำไปสู่การกลิ้งผนังท่อที่ไม่เพียงพออย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ส่งผลให้ความหนาของผนังท่อแคปิลลารีไม่สม่ำเสมอ และความหนาของผนังท่อแคปิลลารีที่ไม่สม่ำเสมอจะรุนแรงขึ้นเมื่อมุมป้อนเพิ่มขึ้น ② เนื่องจากความแข็งแกร่งของก้านดีดไม่เพียงพอ การงอจะเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการเจาะ ทำให้ปลั๊กไม่สามารถรักษาตำแหน่งศูนย์กลางได้ ส่งผลให้ความหนาของท่อแคปิลลารีที่ผ่านเข้าไปไม่สม่ำเสมอ ③ การสึกหรอหรือความเสียหายของปลั๊กที่ไม่สม่ำเสมอ

(2) แผ่นนำทาง ①ระยะห่างระหว่างแผ่นนำทางมากเกินไป ในระหว่างกระบวนการเจาะรู เส้นศูนย์กลางของการเจาะรูจะถูกรักษาไว้โดยการจำกัดของแผ่นนำทาง หากระยะห่างระหว่างแผ่นนำทางมากเกินไป ตำแหน่งของปลั๊กจะเปลี่ยนแปลงอย่างมาก ทำให้ปลั๊กไม่มั่นคงและทำให้ความหนาของผนังท่อแคปิลลารีไม่สม่ำเสมอ ②การสึกหรอที่ไม่สม่ำเสมอของแผ่นนำทางด้านบนและด้านล่างจะทำให้ความหนาของผนังที่ไม่สม่ำเสมอแย่ลงไปอีก

(3) ลูกกลิ้ง ① การเบี่ยงเบนของเส้นศูนย์กลางลูกกลิ้ง: ในระหว่างกระบวนการผลิต เนื่องจากการติดตั้งสกรูอัดที่ไม่ถูกต้องทั้งสองด้านของเครื่องเจาะ หรือเนื่องจากการสึกหรอของเกลียวและแบริ่ง ทิศทางตามแนวแกนระหว่างลูกกลิ้งทั้งสองจะเบี่ยงเบนในแนวนอน และมุมป้อนของลูกกลิ้งทั้งสองไม่สอดคล้องกัน ทำให้บริเวณที่เสียรูปบิดเบี้ยว ส่งผลให้ความหนาของผนังไม่สม่ำเสมอ ② กรวยการรีดของปลั๊กและลูกกลิ้งจะไม่ขนานกันมากขึ้นภายใต้มุมป้อนขนาดใหญ่ ③ ความเร็วลูกกลิ้งที่ไม่เหมาะสมจะส่งผลต่อความแม่นยำของความหนาของผนังด้วย

(4) การจัดศูนย์กลางและการให้ความร้อนของชิ้นงานท่อ รูจัดศูนย์กลางที่เยื้องศูนย์และการให้ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ (ด้านตัวผู้และตัวเมีย) จะทำให้ความหนาของผนังไม่สม่ำเสมอ

(5) ความแข็งแรง โครงสร้าง และการปรับแต่งเครื่องเจาะ ความแข็งแรงของตัวเครื่องเจาะไม่เพียงพอ และกลไกการล็อคไม่น่าเชื่อถือ อุปกรณ์จัดตำแหน่งแกนดีดออกไม่ได้รับการปรับอย่างแม่นยำ การทำงานไม่น่าเชื่อถือ และระยะห่างจากตัวเครื่องมากเกินไป การปรับแนวศูนย์กลางการรีดโดยทั่วไปจะต่ำกว่าแนวศูนย์กลางของเครื่องรีด ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อปรับปรุงเสถียรภาพของชิ้นงานที่รีด หากการปรับมากเกินไป ความสัมพันธ์ระหว่างเครื่องมือในบริเวณการเสียรูปจะเปลี่ยนไปอย่างไม่สมมาตรหลังจากที่แนวการรีดเคลื่อนลง ซึ่งจะส่งผลต่อความหนาของผนังท่อที่ไม่สม่ำเสมอด้วย ดังนั้นจึงไม่มีทางที่จะหลีกเลี่ยงความหนาที่ไม่สม่ำเสมอของท่อเหล็กไร้รอยต่อได้อย่างสมบูรณ์ และทำได้เพียงควบคุมอย่างเข้มงวดทีละขั้นตอนเพื่อลดให้น้อยที่สุด