ข้อดีในทางปฏิบัติและเทคโนโลยีการขยายขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเหล็กตะเข็บตรง

ในแง่หนึ่งท่อเหล็กตะเข็บตรงการเชื่อมท่อเหล็กแบบตะเข็บตรงเป็นกระบวนการเชื่อมที่ตรงข้ามกับการเชื่อมท่อเหล็กแบบเกลียว การเชื่อมท่อเหล็กแบบตะเข็บตรงค่อนข้างเป็นที่นิยมในตลาด เนื่องจากกระบวนการค่อนข้างง่าย ต้นทุนการเชื่อมค่อนข้างต่ำ และสามารถบรรลุประสิทธิภาพสูงในระหว่างการผลิต นอกจากนี้ ท่อเหล็กแบบตะเข็บตรงยังเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ดังนั้นข้อดีในทางปฏิบัติของท่อเหล็กแบบตะเข็บตรงคืออะไร? ท่อเหล็กแบบตะเข็บตรงเชื่อมโดยใช้วิธีการเชื่อมขนานกับทิศทางตามยาวของท่อเหล็ก และมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวที่เท่ากัน ความยาวของการเชื่อมท่อเหล็กแบบตะเข็บตรงจะน้อยกว่ามาก ในขณะที่ความยาวของการเชื่อมท่อเหล็กแบบเกลียวอาจเพิ่มขึ้นมากกว่า 30% เนื่องจากกระบวนการเชื่อม ประสิทธิภาพจึงค่อนข้างต่ำ และผลผลิตก็ค่อนข้างต่ำเช่นกัน อย่างไรก็ตาม สำหรับชิ้นงานเดียวกัน โดยทั่วไปแล้ว ท่อเชื่อมแบบเกลียวสามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่หลากหลายได้ ในทางตรงกันข้าม ท่อเหล็กแบบตะเข็บตรงไม่สามารถบรรลุผลการเชื่อมเช่นนี้ได้

เหตุผลที่ท่อเหล็กตะเข็บตรงเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในตลาดนั้นเป็นเพราะคุณสมบัติของมัน เนื่องจากต้นทุนของกระบวนการเชื่อมค่อนข้างต่ำ กระบวนการผลิตเหล็กขึ้นรูป เหล็กอัดรีด เหล็กรีด และเหล็กดึง สามารถผลิตได้ และข้อกำหนดต่างๆ ก็สามารถกำหนดได้ ทำให้มีโอกาสในการใช้งานที่หลากหลาย เพื่อต่อสู้กับมลพิษทางอากาศอย่างจริงจัง ผู้ผลิตเหล็กรายใหญ่ในจีนจึงเผชิญกับพายุแห่งการปกป้องสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง ในเรื่องนี้ นักวิเคราะห์บางคนเชื่อว่าการกำกับดูแลด้านสิ่งแวดล้อมของอุตสาหกรรมเหล็กได้เข้าสู่ขั้นตอนการดำเนินการแล้ว ในระยะยาว ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของมาตรการกำกับดูแลด้านสิ่งแวดล้อมต่างๆ อุตสาหกรรมท่อเหล็กตะเข็บตรงจะได้รับการจัดว่าเป็นอุตสาหกรรมสีเขียวและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในอนาคต

ในกระบวนการผลิตท่อเหล็ก เครื่องปั๊มแกนมีปัญหาทางเทคนิคบางประการ เช่น ความหนาของผนังผลิตภัณฑ์ไม่สม่ำเสมอ การติดขัด ความตรงภายในไม่เป็นไปตามมาตรฐาน เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกไม่ได้มาตรฐาน เป็นต้น การปรับปรุงคุณภาพท่อเหล็กและเร่งความเร็วในการผลิตจึงเป็นประเด็นสำคัญที่เราต้องแก้ไข การทดลองในห้องปฏิบัติการไม่สามารถแก้ปัญหาการผลิตได้ และการทดลองในสถานที่จริงในโรงงานก็มีค่าใช้จ่ายสูงและไม่สามารถทำได้นาน อีกทั้งข้อสรุปจากการทดลองเพียงหนึ่งหรือสองครั้งก็ไม่น่าเชื่อถือ ดังนั้น การใช้การจำลองเชิงตัวเลขเพื่อศึกษาขั้นตอนการรีดท่อเหล็กตรงจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ปัจจุบัน ในอุตสาหกรรมของเรา งานวิจัยมุ่งเน้นไปที่ความเร็วในการรีด และปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อผลิตภัณฑ์การรีดต่อเนื่องแบบ 5 แท่น MPM คือ ค่าช่องว่างระหว่างลูกรีด โดยได้มีการวางแผนการจำลองเชิงตัวเลขโดยใช้วิธีการอธิบายภาระที่เท่ากันแบบสัมพัทธ์ เพื่อศึกษาพารามิเตอร์ที่ปรับได้หลัก (ค่าช่องว่างระหว่างลูกรีดและความเร็วในการรีด) ที่มีผลต่อแรงรีดต่อเนื่องและการเรียงตัวของโลหะ นอกจากนี้ยังได้สร้างแบบจำลองไฟไนต์เอเลเมนต์ของกระบวนการรีดท่อเหล็กตะเข็บตรงโดยใช้แพลตฟอร์ม MARC เพื่อศึกษาอิทธิพลของแบบจำลองดังกล่าวต่อแรงรีดและความหนาของผนังท่อในระหว่างกระบวนการรีด

ในประเทศของผม มีความต้องการท่อเหล็กเชื่อมตรงในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี อุตสาหกรรมวิศวกรรมประปา การก่อสร้างในเมือง วิศวกรรมไฟฟ้า ฯลฯ การขยายขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเหล็กเชื่อมตรงเป็นกระบวนการแปรรูปด้วยแรงดัน โดยใช้ระบบไฮดรอลิกหรือกลไกในการออกแรงจากผนังด้านในของท่อเหล็กเพื่อขยายท่อเหล็กออกไปด้านนอกในแนวรัศมี เมื่อเทียบกับวิธีการไฮดรอลิก วิธีการทางกลมีอุปกรณ์ที่ง่ายกว่าและมีประสิทธิภาพสูงกว่า กระบวนการขยายขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเหล็กเชื่อมตรงขนาดใหญ่หลายแห่งทั่วโลกได้ถูกนำมาใช้แล้ว รายละเอียดของกระบวนการมีดังนี้ การขยายขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเหล็กเชื่อมตรงด้วยกลไกใช้บล็อกรูปพัดที่ปลายเครื่องขยายขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพื่อขยายในแนวรัศมี ทำให้ท่อเกิดการเสียรูปเป็นขั้นๆ ตามความยาว และกระบวนการทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติกตลอดความยาวของท่อจะถูกแบ่งออกเป็น 5 ขั้นตอน:
1. ขั้นตอนการหมุนครบรอบเบื้องต้น เปิดบล็อกรูปพัดออกจนกระทั่งบล็อกรูปพัดทั้งหมดสัมผัสกับผนังด้านในของท่อเหล็ก ในขณะนี้ รัศมีของทุกจุดภายในท่อวงกลมของท่อเหล็กภายในช่วงขั้นตอนจะเกือบเท่ากัน และท่อเหล็กจะหมุนครบรอบเบื้องต้น
2. ขั้นตอนการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน บล็อกรูปพัดจะเริ่มลดความเร็วในการเคลื่อนที่จากตำแหน่งด้านหน้าจนกระทั่งถึงตำแหน่งที่ต้องการ ซึ่งก็คือตำแหน่งที่ต้องการของเส้นรอบวงภายในของท่อสำเร็จรูป
3. ขั้นตอนการชดเชยการคืนตัว บล็อกรูปพัดจะเริ่มลดความเร็วลงในตำแหน่งของขั้นตอนที่สอง จนกระทั่งถึงตำแหน่งที่ต้องการ ซึ่งก็คือตำแหน่งของเส้นรอบวงด้านในของท่อเหล็กก่อนการคืนตัวตามที่ออกแบบไว้ในกระบวนการออกแบบ
4. ขั้นตอนการคงแรงดันอย่างมั่นคง บล็อกรูปพัดจะคงอยู่ที่เส้นรอบวงด้านในของท่อเหล็กเป็นระยะเวลาหนึ่งก่อนที่จะดีดกลับ ซึ่งเป็นขั้นตอนการคงแรงดันและความเสถียรที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์และกระบวนการขยายเส้นผ่านศูนย์กลาง
5. ขั้นตอนการคลายตัวและการหดตัว บล็อกรูปพัดจะหดตัวอย่างรวดเร็วจากเส้นรอบวงด้านในของท่อเหล็กก่อนที่จะดีดกลับจนกระทั่งถึงตำแหน่งการขยายเส้นผ่านศูนย์กลางเริ่มต้น ซึ่งเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางการหดตัวที่เล็กกว่าของบล็อกรูปพัดที่จำเป็นสำหรับกระบวนการขยายเส้นผ่านศูนย์กลาง