แผนผังกระบวนการผลิตข้อต่อเหล็กรูปตัว L ที่ใช้กันทั่วไปในโครงการอุตสาหกรรม

ข้อศอกเหล็กไร้รอยต่อ: ข้อศอกเหล็กเป็นอุปกรณ์ท่อชนิดหนึ่งที่ใช้ที่ปลายท่อส่ง คิดเป็นประมาณ 80% ของอุปกรณ์ท่อทั้งหมดที่ใช้ในระบบท่อส่ง โดยปกติแล้ว จะมีการเลือกกระบวนการขึ้นรูปที่แตกต่างกันสำหรับข้อศอกเหล็กที่ทำจากวัสดุหรือความหนาของผนังต่างกัน กระบวนการขึ้นรูปข้อศอกเหล็กไร้รอยต่อที่ผู้ผลิตใช้กันทั่วไป ได้แก่ การขึ้นรูปด้วยความร้อน การปั๊ม การอัดรีด เป็นต้น กระบวนการขึ้นรูปข้อศอกเหล็กด้วยการขึ้นรูปด้วยความร้อนเป็นกระบวนการที่ใช้เครื่องขึ้นรูปข้อศอกเหล็กแบบพิเศษ แม่พิมพ์แกน และอุปกรณ์ทำความร้อน เพื่อให้ชิ้นงานบนแม่พิมพ์เคลื่อนที่ไปข้างหน้าภายใต้แรงดันของเครื่องขึ้นรูป และชิ้นงานจะถูกทำให้ร้อน ขยายตัว และโค้งงอในระหว่างการเคลื่อนที่ ลักษณะการเสียรูปของข้อศอกเหล็กที่ขึ้นรูปด้วยความร้อนคือ การกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของแท่งท่อตามกฎที่ว่าปริมาตรของวัสดุโลหะยังคงไม่เปลี่ยนแปลงก่อนและหลังการเสียรูปพลาสติก เส้นผ่านศูนย์กลางของแท่งท่อที่ใช้จะมีขนาดเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของข้อศอกเหล็ก กระบวนการขึ้นรูปของแท่งโลหะถูกควบคุมโดยแม่พิมพ์แกนกลาง ทำให้โลหะที่ถูกอัดบริเวณส่วนโค้งด้านในไหลและชดเชยส่วนอื่นๆ ที่บางลงเนื่องจากการขยายตัวของเส้นผ่านศูนย์กลาง ส่งผลให้ได้ข้อศอกเหล็กที่มีความหนาของผนังสม่ำเสมอ

กระบวนการขึ้นรูปข้อศอกเหล็กด้วยแรงดันสูงมีลักษณะเด่นคือ รูปลักษณ์สวยงาม ความหนาของผนังสม่ำเสมอ และสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก ดังนั้นจึงกลายเป็นวิธีการขึ้นรูปหลักสำหรับข้อศอกเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสม และยังใช้ในการขึ้นรูปข้อศอกเหล็กกล้าไร้สนิมตามข้อกำหนดบางประการอีกด้วย

วิธีการให้ความร้อนในกระบวนการขึ้นรูป ได้แก่ การให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำความถี่ปานกลางหรือความถี่สูง (ขดลวดความร้อนอาจมีหลายขดลวดหรือขดลวดเดียว) การให้ความร้อนด้วยเปลวไฟ และการให้ความร้อนด้วยเตาสะท้อนความร้อน วิธีการให้ความร้อนที่ใช้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปและสถานการณ์ด้านพลังงาน การปั๊มขึ้นรูปข้อศอกเหล็กเป็นกระบวนการขึ้นรูปที่เก่าแก่ที่สุดที่ใช้ในการผลิตข้อศอกเหล็กไร้รอยต่อจำนวนมาก ในการผลิตข้อศอกเหล็กตามข้อกำหนดที่ใช้กันทั่วไป กระบวนการนี้ได้ถูกแทนที่ด้วยการดันร้อนหรือกระบวนการขึ้นรูปอื่นๆ แต่ในข้อศอกเหล็กบางขนาดที่มีปริมาณการผลิตน้อย ความหนาของผนังอาจหนาหรือบางเกินไป

กระบวนการนี้ยังคงใช้เมื่อผลิตภัณฑ์มีข้อกำหนดพิเศษ การขึ้นรูปข้อต่อเหล็กด้วยการปั๊มขึ้นรูปนั้น ใช้ท่อเปล่าที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเท่ากับข้อต่อเหล็ก และใช้เครื่องปั๊มขึ้นรูปกดลงในแม่พิมพ์โดยตรง

ก่อนทำการปั๊มขึ้นรูป ชิ้นงานท่อจะถูกวางบนแม่พิมพ์ด้านล่าง จากนั้นใส่แกนด้านในและแม่พิมพ์ปลายเข้าไปในชิ้นงานท่อ และแม่พิมพ์ด้านบนจะเคลื่อนลงเพื่อเริ่มทำการปั๊มขึ้นรูป ข้อศอกเหล็กจะถูกขึ้นรูปโดยแรงกดจากแม่พิมพ์ด้านนอกและการรองรับจากแม่พิมพ์ด้านใน

เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการขึ้นรูปด้วยความร้อน คุณภาพด้านรูปลักษณ์ของการปั๊มขึ้นรูปนั้นไม่ดีเท่า เนื่องจากส่วนโค้งด้านนอกของข้อต่อเหล็กที่ปั๊มขึ้นรูปจะอยู่ในสภาพยืดออกระหว่างการขึ้นรูป และไม่มีโลหะส่วนเกินในส่วนอื่น ๆ เพื่อชดเชย ดังนั้นความหนาของผนังที่ส่วนโค้งด้านนอกจึงบางลงประมาณ 10% อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความเหมาะสมสำหรับการผลิตชิ้นเดียวและต้นทุนต่ำ กระบวนการปั๊มขึ้นรูปข้อต่อเหล็กจึงถูกใช้เป็นส่วนใหญ่สำหรับการผลิตข้อต่อเหล็กจำนวนน้อยและผนังหนา

ข้อต่อเหล็กปั๊มขึ้นรูปแบ่งออกเป็นแบบปั๊มเย็นและแบบปั๊มร้อน โดยปกติแล้วจะเลือกใช้การปั๊มเย็นหรือปั๊มร้อนตามคุณสมบัติของวัสดุและกำลังการผลิตของเครื่องจักร

กระบวนการขึ้นรูปข้อศอกเหล็กด้วยการอัดขึ้นรูปเย็น คือการใช้เครื่องขึ้นรูปข้อศอกเหล็กแบบพิเศษ โดยใส่ชิ้นงานท่อเข้าไปในแม่พิมพ์ด้านนอก หลังจากที่แม่พิมพ์ด้านบนและด้านล่างปิดสนิทแล้ว ชิ้นงานท่อจะเคลื่อนที่ไปตามช่องว่างที่เว้นไว้โดยแม่พิมพ์ด้านในและด้านนอก ภายใต้แรงดันของก้านดัน เพื่อให้กระบวนการขึ้นรูปเสร็จสมบูรณ์

ข้อศอกเหล็กที่ผลิตโดยกระบวนการอัดขึ้นรูปเย็นโดยใช้แม่พิมพ์ด้านในและด้านนอก มีรูปลักษณ์ที่สวยงาม ความหนาของผนังสม่ำเสมอ และความคลาดเคลื่อนของขนาดน้อย ดังนั้น กระบวนการนี้จึงมักใช้ในการขึ้นรูปข้อศอกสแตนเลส โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อศอกสแตนเลสผนังบาง กระบวนการนี้ต้องการความแม่นยำสูงของแม่พิมพ์ด้านในและด้านนอกที่ใช้ และข้อกำหนดเกี่ยวกับความคลาดเคลื่อนของความหนาของผนังของชิ้นงานก็ค่อนข้างเข้มงวดเช่นกัน

การเชื่อมแผ่นกลาง: ใช้แผ่นกลางในการอัดขึ้นรูปเพื่อตัดส่วนครึ่งหนึ่งของข้อศอกเหล็ก แล้วเชื่อมสองส่วนเข้าด้วยกัน กระบวนการนี้โดยทั่วไปใช้ในการผลิตข้อศอกเหล็กที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า DN700 นอกจากกระบวนการขึ้นรูปสามแบบที่ใช้กันทั่วไปข้างต้นแล้ว ข้อศอกเหล็กไร้รอยต่อยังใช้กระบวนการขึ้นรูปที่อัดขึ้นรูปท่อเปล่าเข้าไปในแม่พิมพ์ด้านนอก แล้วใช้ลูกบอลผ่านท่อเปล่าเพื่อขึ้นรูป อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ค่อนข้างซับซ้อนและยุ่งยากในการใช้งาน และคุณภาพการขึ้นรูปไม่ดีเท่ากระบวนการที่กล่าวมาข้างต้น จึงไม่ค่อยได้ใช้