การขยายเทคโนโลยีและการจำแนกประเภทของท่อเหล็กตะเข็บตรง

ในแง่ของกระบวนการเชื่อม วิธีการเชื่อมท่อเชื่อมแบบเกลียวและท่อเหล็กตะเข็บตรงเหมือนกัน แต่ท่อเชื่อมตะเข็บตรงจะหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะมีรอยเชื่อมรูปตัว T จำนวนมาก ดังนั้นโอกาสที่จะเกิดข้อบกพร่องในการเชื่อมจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก และเศษเชื่อมที่รอยเชื่อมรูปตัว T จะมีความเค้นสูง และโลหะเชื่อมมักอยู่ในสภาวะความเค้นสามมิติ ซึ่งเพิ่มโอกาสที่จะเกิดรอยแตก นอกจากนี้ ตามข้อกำหนดทางเทคนิคของการเชื่อมแบบจุ่มอาร์ค รอยเชื่อมแต่ละรอยควรมีจุดเริ่มต้นของอาร์คและจุดดับของอาร์ค แต่ท่อเชื่อมตะเข็บตรงแต่ละท่อไม่สามารถตรงตามเงื่อนไขนี้ได้เมื่อเชื่อมตะเข็บวงกลม ดังนั้นอาจมีข้อบกพร่องในการเชื่อมมากขึ้น เมื่อท่ออยู่ภายใต้แรงดันภายใน โดยทั่วไปจะเกิดความเค้นหลักสองอย่างบนผนังท่อ ได้แก่ ความเค้นรัศมี δ และความเค้นตามแนวแกน δ ความเค้นลัพธ์ δ ที่รอยเชื่อม โดยที่ α คือมุมเกลียวของรอยเชื่อมของท่อเชื่อมแบบเกลียว โดยทั่วไปมุมเกลียวของรอยเชื่อมท่อแบบเกลียวจะมีค่า 100 องศา ดังนั้นความเค้นรวมที่รอยเชื่อมแบบเกลียวจึงเป็นความเค้นหลักของท่อเชื่อมแบบตะเข็บตรง ภายใต้แรงดันใช้งานเดียวกัน ความหนาของผนังท่อเชื่อมแบบเกลียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางท่อเท่ากันสามารถลดลงเหลือเท่ากับความหนาของผนังท่อเชื่อมแบบตะเข็บตรงได้

เทคโนโลยีการผลิตท่อเชื่อมตะเข็บตรงที่กำลังพัฒนา:
1. ในขั้นตอนการปัดเศษเบื้องต้น จะทำการเปิดบล็อกรูปพัดจนกระทั่งบล็อกรูปพัดทั้งหมดสัมผัสกับผนังด้านในของท่อเหล็ก ในขณะนี้ รัศมีของทุกจุดภายในท่อเหล็กภายในช่วงการปัดเศษจะเกือบเท่ากัน และท่อเหล็กจะถูกปัดเศษจนกลมในเบื้องต้น
2. ในขั้นตอนการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่กำหนด บล็อกรูปพัดจะเริ่มลดความเร็วในการเคลื่อนที่จากตำแหน่งด้านหน้าจนกระทั่งถึงตำแหน่งที่ต้องการ ซึ่งก็คือตำแหน่งที่ต้องการของเส้นรอบวงภายในของท่อสำเร็จรูป
3. ในขั้นตอนการชดเชยการคืนตัว บล็อกรูปพัดจะเริ่มเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ต่ำลงในขั้นตอนที่สอง จนกระทั่งถึงตำแหน่งที่ต้องการ ตำแหน่งนี้คือตำแหน่งเส้นรอบวงด้านในของท่อเหล็กก่อนการคืนตัวตามที่ออกแบบไว้ในกระบวนการออกแบบ
4. ในขั้นตอนการคงแรงดันและเสถียรภาพ บล็อกรูปพัดจะคงนิ่งอยู่ระยะหนึ่งในเส้นรอบวงด้านในของท่อเหล็กก่อนที่จะดีดตัวกลับ นี่คือขั้นตอนการคงแรงดันและเสถียรภาพที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์และกระบวนการขยายเส้นผ่านศูนย์กลาง
5. ในขั้นตอนการขนถ่ายและการส่งคืน บล็อกส่วนโค้งจะเริ่มหดตัวอย่างรวดเร็วจากเส้นรอบวงด้านในของท่อเหล็กก่อนที่จะดีดกลับ จนกระทั่งถึงตำแหน่งการขยายเส้นผ่านศูนย์กลางเริ่มต้น ซึ่งเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางการหดตัวขั้นต่ำของบล็อกส่วนโค้งที่จำเป็นสำหรับกระบวนการขยายเส้นผ่านศูนย์กลาง

การจำแนกประเภทของท่อเหล็กตะเข็บตรง:
1. ท่อเชื่อมความถี่สูงแบบตะเข็บตรง: ท่อเชื่อมความถี่สูงแบบตะเข็บตรงเป็นท่อเชื่อมที่ผลิตอย่างต่อเนื่องบนสายการผลิต โดยใช้เหล็กแผ่น (ม้วน) เป็นวัตถุดิบ และใช้กระบวนการเชื่อมความถี่สูง ความแข็งแรงของวัสดุโดยทั่วไปต่ำกว่า 450 MPa และวัสดุที่ใช้ได้แก่ J55, L450, X60, Q235, Q345, Q420 และ Q460 ช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเชื่อมตามยาวคือ 14-610 มม. และความหนาของผนังคือ 1-23.8 มม. ท่อเชื่อมความถี่สูงแบบตะเข็บตรงใช้กระบวนการขึ้นรูปต่อเนื่องหลายเฟรม ซึ่งมีประสิทธิภาพการผลิตสูง (ความเร็วในการผลิต 15-40 เมตร/นาที) สายการผลิตมีอุปกรณ์ครบครันสำหรับการปรับขนาด การยืด และการปัดเศษ เหมาะสำหรับการเชื่อม
2. ท่อเชื่อมแบบจุ่มอาร์คตามแนวยาว: ท่อเชื่อมแบบจุ่มอาร์คตามแนวยาวผลิตโดยใช้แผ่นเหล็กแผ่นเดียวเป็นวัตถุดิบ ผ่านกระบวนการขึ้นรูป JCO หรือ UO การเชื่อมแบบจุ่มอาร์ค หรือการผสมผสานระหว่างการเชื่อมแบบจุ่มอาร์คกับกระบวนการเชื่อมอื่นๆ ที่นิยมใช้กันทั่วไป ได้แก่ X70, X80, X120 เป็นต้น ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ LSAW อยู่ในช่วง 406-1422 มม. และความหนาของผนังอยู่ที่ 8-44.5 มม. ในด้านการตกแต่งขอบเชื่อม จะใช้การกัดขอบ ในด้านการขึ้นรูป นอกเหนือจากเทคโนโลยี JCO และ UO แบบดั้งเดิมแล้ว ผู้ผลิตบางรายยังใช้เทคโนโลยีการขึ้นรูปแบบก้าวหน้า (PFP) และเทคโนโลยีการดัดม้วน (RBE) ในการเชื่อม จะใช้เครื่องเชื่อมก่อนเชื่อมแบบอัตโนมัติที่มีการป้องกันด้วยก๊าซอาร์กอนหรือ CO2 และอุปกรณ์เชื่อมแบบจุ่มอาร์คภายในและภายนอกแบบหลายสาย (4 สายและ 5 สาย) และอุปกรณ์จ่ายไฟแบบคลื่นสี่เหลี่ยมและคลื่นกำลัง ในแง่ของการขยายเส้นผ่านศูนย์กลาง จะใช้การขยายเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงกลตลอดความยาวของท่อ ในแง่ของการตรวจสอบ ควรทำการตรวจจับข้อบกพร่องแบบออนไลน์บนแผ่นเหล็ก ควรทำการทดสอบไฮดรอลิกด้วยการตรวจจับข้อบกพร่องด้วยคลื่นรังสีอัตโนมัติบนท่อเหล็กหลังการเชื่อม และควรทำการตรวจจับข้อบกพร่องด้วยคลื่นรังสีแบบออนไลน์หรือออฟไลน์ซ้ำอีกครั้งหลังจากการขยายเส้นผ่านศูนย์กลาง

การพ่นทรายและขจัดสนิมของท่อเหล็กตะเข็บตรง คือการใช้มอเตอร์กำลังสูงขับเคลื่อนใบมีดพ่นให้หมุนด้วยความเร็วสูง เพื่อให้เม็ดเหล็ก ทรายเหล็ก ลวดเหล็ก แร่ธาตุ และสารขัดถูอื่นๆ ถูกพ่นลงบนพื้นผิวของท่อเหล็กตะเข็บตรงภายใต้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางอันทรงพลังของมอเตอร์ ซึ่งไม่เพียงแต่จะขจัดออกไซด์ สนิม และสิ่งสกปรกเท่านั้น แต่ยังช่วยให้ท่อเหล็กตะเข็บตรงมีพื้นผิวที่เรียบเนียนสม่ำเสมอตามต้องการภายใต้แรงกระแทกและแรงเสียดทานอันรุนแรงของสารขัดถูอีกด้วย

การพ่นทรายและขจัดสนิมของท่อเหล็กตะเข็บตรง คือการใช้มอเตอร์กำลังสูงขับเคลื่อนใบมีดพ่นให้หมุนด้วยความเร็วสูง เพื่อให้เม็ดเหล็ก ทรายเหล็ก ลวดเหล็ก แร่ธาตุ และสารขัดถูอื่นๆ ถูกพ่นลงบนพื้นผิวของท่อเหล็กตะเข็บตรงภายใต้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางอันทรงพลังของมอเตอร์ ซึ่งไม่เพียงแต่จะขจัดออกไซด์ สนิม และสิ่งสกปรกเท่านั้น แต่ยังช่วยให้ท่อเหล็กตะเข็บตรงมีพื้นผิวที่เรียบเนียนสม่ำเสมอตามต้องการภายใต้แรงกระแทกและแรงเสียดทานอันรุนแรงของสารขัดถูอีกด้วย

หลังจากการพ่นขจัดสนิม ไม่เพียงแต่การดูดซับทางกายภาพบนพื้นผิวของท่อจะขยายตัวได้เท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มการยึดเกาะเชิงกลระหว่างชั้นป้องกันการกัดกร่อนกับพื้นผิวของท่อได้อีกด้วย ดังนั้น การพ่นขจัดสนิมจึงเป็นวิธีการขจัดสนิมที่เหมาะสมสำหรับท่อส่ง โดยทั่วไปแล้ว การพ่นทรายมักใช้สำหรับการบำบัดพื้นผิวด้านในของท่อ และการพ่นทรายมักใช้สำหรับการบำบัดพื้นผิวด้านนอกของท่อเหล็กแบบตะเข็บตรง