Kütük koşullarının sınırlılığı ve delme makinesinin uzatma kapasitesi nedeniyle, delme işleminden sonra ham borunun boyutu ve doğruluğu kullanıcının gereksinimlerini karşılayamamaktadır. Ham borunun daha fazla işlenmesi gerekmektedir. Dikişsiz çelik boruların sıcak işlenmesi ve uzatılması için birçok yöntem mevcuttur. Yukarıda tanıtılan üç makine tipine ek olarak, şu anda aşağıdaki yöntemler yaygın olarak kullanılmaktadır.
5.4.1 Otomatik boru haddeleme makinesi
Otomatik boru haddeleme makinesi, 1903 yılında İsviçreli Stephen tarafından icat edilmiş ve ilk ünite seti 1906 yılında kurulmuştur. 1980'lerden önce, dikişsiz çelik boruların sıcak haddelenmesinde kullanılan temel yöntemlerden biriydi. Haddelenmiş boru uzunluğu, et kalınlığı hassasiyeti vb. gibi sınırlamalar nedeniyle, yerini kademeli olarak sürekli boru haddeleme ünitelerine bırakmıştır; şu anda ülkemdeki en iyi otomatik boru haddeleme ünitesi Baotou'daki 400 ünitesidir. Eski Sovyetler Birliği ve Doğu Avrupa'da hala kullanımda olan bazı otomatik boru haddeleme üniteleri dışında, diğerlerinin çoğu sökülmüştür. Otomatik boru haddeleme makinesi üç bölümden oluşur: ana makine, ön masa ve arka masa. Ana makine, çalışma silindirlerinin arkasına yerleştirilmiş bir çift yüksek hızlı ters dönüşlü dönüş silindiri ile karakterize edilen iki silindirli, geri döndürülemez uzunlamasına bir haddeleme makinesidir. Aynı zamanda, geri dönen çelik boruların ihtiyaçlarını karşılamak için üst çalışma silindiri ve alt dönüş silindiri için hızlı bir kaldırma mekanizması sağlanmıştır. Çalışma silindiri yuvarlak delik tipine sahiptir. Delme makinesi ve germe makinesi tarafından gönderilen kaba boru, yuvarlak delik tipi ve bir kafadan (konik kafa veya küresel kafa) oluşan halka delik tipinde yuvarlanır. Genellikle iki geçiş yuvarlanır. Her yuvarlanma geçişinden sonra, üst çalışma silindiri ve alt dönüş silindiri belirli bir yüksekliğe kaldırılır ve kaba boru, dönüş silindiri tarafından ön aşamaya geri gönderilir ve daha sonra yuvarlanan boru orijinal çalışma konumuna geri getirilir ve çelik boru 90° döndürülür ve ardından ikinci geçiş aynı delik tipinde yuvarlanır. Her geçişin deformasyon miktarı, iki geçişin kafa çapındaki farka göre ayarlanır. Yuvarlanan çelik boru ön aşamaya geri döndükten sonra, düzleştirilmesi için yatay olarak tesviye makinesine taşınır. Deformasyon süreci de üç aşamadan geçer: düzleştirme, çap küçültme ve duvar küçültme.
Otomatik boru haddeleme makinelerinin avantajı, üretim özelliklerinin esnek bir şekilde ayarlanabilmesidir. Çelik türleri açısından uygulama yelpazesi geniştir ve düşük ve orta karbonlu çelik, düşük alaşımlı çelik, paslanmaz çelik vb. üretilebilir; küçük partiler ve çok çeşitli üretimler için uygundur. Dezavantajları ise zayıf deformasyon kabiliyeti ve iki geçişin toplam uzamasının yalnızca 2,5 mm'den az olması; et kalınlığının eşit olmaması ve sık sık iç çiziklerin oluşmasıdır; bu çizikler bir tesviye makinesi ile giderilmelidir; ham borunun uzunluğu kısadır ve bu da verim oranının iyileştirilmesini etkiler. Düşük üretim verimliliği (yavaş haddeleme ritmi, ancak hafiflik).
5.4.2 Accu-Roll tüp değirmeni
Accu-Roll boru haddeleme tesisi, 1990'ların başında Yantai, Chengdu ve ülkemdeki diğer yerlerde faaliyete geçti. O zamanlar çok popülerdi ve diğer eğik haddeleme ve sürekli haddeleme ünitelerinin yerini alma ivmesine sahipti. Ancak pratik testler sonucunda, haddelediği ham boruların kısa olmasının bazı özelliklerde 3 kat daha uzun boruların üretimini sınırladığı ve ince cidarlı borular haddelenirken ham boruların yüzeyinde oluşan derin spiral izlerin çelik boruların görünüm kalitesini etkilediği görüldü. Şimdiye kadar sadece ülkemde varlığını sürdürdü, özellikle son zamanlarda bazı özel işletmeler bir dizi küçük Accu-Roll boru haddeleme tesisi inşa etti. Şimdiye kadar yurtdışında bu tip boru haddeleme tesisinin inşasına dair bir rapor yayınlanmadı. Bu tip makine, büyük ve orta çaplı dikişsiz çelik boruların üretimi için uygun değildir. Aktif kılavuz plakasına sahip iki silindirli yatay uzun mandrel eğik haddeleme tesisidir.
Değirmen yapısı aşağıdaki özelliklere sahiptir:
İki silindir koniktir. Konik silindir delme makinesinde olduğu gibi, hem besleme açısı hem de yuvarlanma açısı vardır, böylece silindir çapı yuvarlanma yönü boyunca kademeli olarak artar, bu da kaymayı azaltmaya, metalin boylamasına uzamasını desteklemeye ve ek burulma deformasyonunu azaltmaya yardımcı olur.
İki adet büyük çaplı aktif kılavuz disk kullanılmaktadır.
Sınırlı mandrel çalışma modu benimsenmiştir.
Silindir omuzu olmayan silindir tipi benimsenmiştir. Bu sayede, ASSEL'in silindir omuz parçasının duvar kalınlığını azaltması ve bunun sonucunda silindir ömrünü ve duvar düzgünlüğü etkisini azaltması sorununun üstesinden gelindiği ve böylece kaba borunun duvar kalınlığı doğruluğunun iyileştirildiği bildirilmektedir.
5.4.3 Boru kriko makinesi boru kriko
Dikişsiz çelik boru üretimi için boru itme yöntemi, 1892 gibi erken bir tarihte Alman Heinrich Erhard tarafından önerilmiştir. İlk boru itme ünitesinin delme işlemi, kalıba yerleştirilen çelik külçeyi, fincan tabanlı ham bir boruya sıkıştırmak için dikey bir hidrolik pres kullanan ve ardından ham boruyu çıkarmak, yatırmak ve fincan şeklindeki ham boruyu uzun mandrelin üzerine yerleştirmek için bir vinç kullanan hidrolik delme yöntemine ayrılır. Mandrel, fincan şeklindeki ham borunun, çapları azalan bir grup halka şeklindeki kalıp deliğinden geçmesini sağlamak için itilir ve bu da çap küçültme, et küçültme ve uzama elde edilmesini sağlar. Deformasyon gücü, tamamen itme çubuğunun kuyruğunda yoğunlaşır. İtme işleminden sonra çubuğun çıkarılması ve ardından fincan tabanının kesilmesi gerekir. Bu yöntemin özellikleri düşük verimlilik, ciddi dengesiz et kalınlığı ve çelik borunun sınırlı L/D'sidir. Şu anda, büyük çaplı (400-1400 m) dikişsiz çelik boru üretiminde yalnızca bu yöntem kullanılmaktadır. Bir diğer yöntem ise, eğik haddeleme ve delme yöntemini kullanarak ham borular üreten CPE yöntemidir. Ham borunun bir ucunun daraltılması yöntemi, kriko makinesi için ham borular sağlar. Bu yöntem, üretim ve ürün kalitesini artırabilir ve kriko işlemiyle küçük çaplı dikişsiz çelik boruların üretimine canlılık kazandırabilir.
Kriko yönteminin avantajları şunlardır:
1) Düşük yatırım, basit ekipman ve araçlar ve düşük üretim maliyeti.
2) Kriko ünitesinin kapasitesi 10-17 adete kadar çıkabilmektedir. Bu nedenle, kriko yöntemiyle benzer ürünlerin haddelenmesi için gereken ekipman ve alet sayısı daha az olabilmektedir.
3) Geniş çeşit ve özellik yelpazesi.
Dezavantajı ise duvar kalınlığı hassasiyetinin yüksek olmaması, iç ve dış yüzeylerde çizik kusurlarının oluşmaya meyilli olmasıdır.
5.4.4 Ekstrüde çelik boru
Ekstrüzyon yöntemi, bir metal kütüğünün bir ekstrüzyon silindiri, bir ekstrüzyon kalıbı ve bir ekstrüzyon çubuğundan oluşan "kapalı" bir kaba yerleştirildiği ve ekstrüzyon çubuğu ile metalin ekstrüzyon kalıbı deliğinden dışarı akmasını sağlayarak metalin plastik şekillendirme elde etmek için basınç uygulandığı bir yöntemi ifade eder. Bu, köklü bir geçmişe sahip dikişsiz çelik boru üretim yöntemidir. Ekstrüzyon çubuğunun kuvvet yönü ile metal akış yönü arasındaki göreceli ilişkiye göre, ekstrüzyon yöntemi iki türe ayrılabilir: pozitif ekstrüzyon ve ters ekstrüzyon. Pozitif ekstrüzyonun kuvvet yönü metal akış yönüyle tutarlıyken, ters ekstrüzyon tam tersidir. Ters ekstrüzyonun, küçük ekstrüzyon kuvveti, büyük ekstrüzyon oranı, hızlı ekstrüzyon hızı, daha düşük ekstrüzyon sıcaklığı, iyileştirilmiş ekstrüzyon koşulları, kolayca elde edilebilen izotermal/izobarik/sabit hızlı ekstrüzyon, iyileştirilmiş ürün yapısı performansı ve boyutsal doğruluk, ekstrüzyon sonunda azaltılmış metal basınç fazlası ve artırılmış metal geri kazanım oranı avantajları vardır; ancak, işletimi nispeten elverişsizdir ve ürünün enine kesit boyutu, ekstrüzyon çubuğunun boyutuyla sınırlıdır.
Metal ekstrüzyon teknolojisinin endüstride uygulanması 100 yılı aşkın bir geçmişe sahip olmakla birlikte, çelik üretiminde sıcak ekstrüzyon teknolojisinin kullanımı, "Seshi"nin 1941 yılında cam ekstrüzyon yağlayıcısını icat etmesinden sonra giderek gelişmiştir. Özellikle, oksidatif olmayan ısıtma, yüksek hızlı ekstrüzyon teknolojisi, kalıp malzemeleri ve gerilim azaltma teknolojisinin geliştirilmesi, dikişsiz çelik boruların sıcak ekstrüzyonla üretimini daha ekonomik ve makul hale getirmiş, çıktı ve kaliteyi büyük ölçüde artırmış ve çeşit yelpazesini daha da genişletmiş, böylece çeşitli ülkelerin dikkatini çekmiştir.
Şu anda ekstrüzyonla üretilen çelik boruların ürün yelpazesi genellikle şu şekildedir: dış çap: 18,4-340 mm, minimum et kalınlığı 2 mm'ye ulaşabilir, uzunluk yaklaşık 15 m'dir ve küçük çaplı borular için 60 m çelik boruya ulaşılabilir. Ekstrüderin kapasitesi genellikle 2000-4000 ton, maksimum ise 12000 tondur.
Ekstrüde dikişsiz çelik boruların üretimi diğer sıcak haddeleme yöntemlerine göre aşağıdaki avantajlara sahiptir:
Aynı çıktı altında yatırım tasarrufu sağlayabilecek daha az işlem adımı.
Ekstrüde edilen metal üç boyutlu basınç gerilimi durumunda olduğundan, nikel bazlı alaşımlar gibi haddelenmesi ve dövülmesi zor veya imkansız olan malzemeler üretebilir.
Ekstrüzyon sırasında metal deformasyonunun fazla olması (ekstrüzyon oranının yüksek olması) ve deformasyonun çok kısa sürede tamamlanması nedeniyle ürün homojen bir yapıya ve iyi bir performansa sahiptir.
İç ve dış yüzeylerde çok az kusur bulunmakta olup geometrik boyut doğruluğu yüksektir.
Üretim organizasyonu esnektir ve küçük partili ve çok çeşitli üretime uygundur.
Karmaşık kesitli boru ve bimetalik kompozit boru üretimi yapılabilmektedir.
Dezavantajları ise şunlardır:
1) Üretim maliyetlerini artıran yüksek yağlayıcı ve ısıtma gereksinimi.
2) Düşük takım ömrü, yüksek tüketim ve yüksek fiyatlar.
3) Verim oranı düşüktür, bu da ürünün rekabet gücünü azaltır.
5.4.5 Döngülü boru değirmeni (Pilger boru değirmeni) boru haddeleme
Döngülü boru haddehanesi 1990 yılında endüstriyel üretime girmiştir. Tek çerçeveli, iki silindirli bir değirmendir. Silindir üzerinde değişken kesitli bir delik vardır. İki silindir zıt yönlerde döner ve ham boru silindirin zıt yönünde beslenir. Silindir bir daire döndürür ve ham boruyu dışarı iter, böylece ham borunun çapı küçülür, duvarı küçülür ve delikte son halini alarak ham borunun bir bölümünün haddelenmesini tamamlar. Daha sonra ham boru haddeleme için tekrar beslenir. Ham borunun tüm haddeleme işlemini tamamlamak için delik içinde ileri geri birçok kez dolaştırılması gerekir, bu nedenle periyodik boru haddeleme değirmeni olarak adlandırılır, aynı zamanda Pilger boru haddeleme değirmeni olarak da bilinir. Boru, değişken kesitli bir silindir deliği tarafından periyodik olarak işlenir ve boru malzemesinin besleme ve döndürme işlemleri birleştirilerek boru duvarının daha büyük bir duvar küçülmesi ve uzaması elde etmek için çoklu kümülatif deformasyonlara uğraması sağlanır.
Bu üretim yönteminin özellikleri şunlardır:
1) Kalın duvarlı boruların üretimi için daha uygundur ve duvar kalınlığı 60-120 mm'ye ulaşabilir;
2) İşlenmiş çelik çeşitlerinin yelpazesi nispeten geniştir. Deformasyon yöntemi dövme ve haddelemenin bir kombinasyonu olduğundan, düşük plastisiteli ve deformasyonu zor metallerden borular üretilebilir ve çelik boruların mekanik özellikleri mükemmeldir.
3) Haddelenmiş çelik borunun uzunluğu büyüktür, 35m'ye kadar çıkabilir.
4) Haddehanenin verimliliği genellikle %60-80 civarında olduğundan çıktısı da düşüktür; bu nedenle, bir delme makinesinin dengeyi sağlamak için iki adet periyodik boru haddehanesiyle donatılması gerekir.
5) Kuyruk işlenemediğinden dolayı büyük kesim kayıpları ve düşük verim ortaya çıkmaktadır.
6) Kötü yüzey kalitesi ve ciddi derecede düzensiz duvar kalınlığı.
7) Büyük takım tüketimi, genellikle 9-35kg/t.
5.4.6 Çelik boruların sıcak genleşmesi
Sıcak haddelenmiş dikişsiz çelik boru üniteleriyle üretilen bitmiş çelik boruların maksimum dış çapı, otomatik boru haddeleme ünitelerinde 530 mm'den, sürekli boru haddeleme ünitelerinde 460 mm'den ve büyük kazıklarda 660 mm'den azdır. Daha büyük çaplı bir çelik boruya ihtiyaç duyulduğunda, kriko ve ekstrüzyon yöntemine ek olarak, çelik boru sıcak genleştirme yöntemi de kullanılabilir. Bu yöntem, dikişsiz çelik borular için şu anda maksimum dış çapı 1500 mm olan ince cidarlı bir boru üretebilmektedir.
Çelik boruların sıcak genleştirilmesi için üç yöntem vardır: eğik haddeleme, çekme ve itme. Bu üç yöntem 1930'larda başlamıştır. Eğik haddeleme ve çekme, deformasyon işlemi gerçekleştirilmeden önce çelik borunun tamamının ısıtılmasını gerektirirken, itme yöntemi tüm çelik borunun ısıtılmasını gerektirmez.
Eğik haddeleme genişletme makinesi:
Eğik haddeleme genleştirme işleminin iş akışı şu şekildedir: Isıtılmış boru malzemesi, genleşme için eğik haddeleme genleştirme makinesine taşınır. Eğik haddeleme genleştirme makinesi, aynı şekle sahip iki silindirden oluşur. İki silindirin eksenleri, haddeleme hattına 30° açı yapar ve her iki silindir de aynı yönde dönmek üzere ayrı ayrı motorlarla tahrik edilir. Tapa, genleşme deformasyon bölgesindeki deformasyona katılır ve çelik boru, deformasyon bölgesinde spiral bir hareket yapar. Boru duvarı, silindirler ve tapa tarafından yuvarlanarak genleşme çapının büyütülmesi ve et kalınlığının incelmesi sağlanır. Tapanın eksenel kuvveti, giriş tarafına yerleştirilebilen veya çıkış tarafına monte edilebilen itme çubuğu tarafından karşılanır.
Eğik haddeleme yöntemiyle, et kalınlığı 6 ila 30 mm ve maksimum dış çapı 710 mm olan çelik borular üretilebilir. Dezavantajı, çelik borunun iç ve dış yüzeylerinde yüzey kalitesini düşüren spiral izleri kalmasıdır. Bu nedenle, bir tesviye ve ebatlama makinesi kurulmalıdır. Bu tip genişletme makineleri büyük ekipman kapasitesine, yüksek yatırım maliyetlerine ve belirli çeşit kısıtlamalarına sahiptir ve kalın et kalınlığına sahip borular üretemez.
Çekme genişletme makinesi:
Çekme genleştirme yöntemi, düşük üretim kapasiteli bir üretim yöntemidir, ancak basit ekipman ve işleme kolaylığı ve kolay mekanize işletimi nedeniyle hala kullanılmaktadır. Çekme genleştirme makinesi hem soğuk çekme hem de sıcak çekme genleştirme için kullanılabilir. Genleşme miktarı büyük olmadığında ve çelik borunun fiziksel ve mekanik özellikleri ile boyutsal doğruluğunun iyileştirilmesi gerektiğinde, soğuk çekme genleştirme kullanılabilir. Çelik boruların sıcak çekme genleştirmesinin süreç akışı, boru malzemesinin ısıtılması, boru uçlarının genleştirilmesi, genleştirme ve çekme, düzeltme, baş ve kuyrukların kesilmesi ve muayeneden oluşur. Her ısıtma işleminin genleşme oranı %60-70 olup, maksimum 750 mm çapında çelik boru üretilebilir.
Sıcak genleşme çekmenin temel çalışma prensibi şudur: Çapları giderek artan bir grup (genellikle 1-4) tapa içinden geçirilir ve çelik borunun iç deliğinin tüm uzunluğu boyunca geçirilir, böylece çelik borunun çapı genişler, duvar kalınlığı inceltir ve uzunluk biraz kısalır.
Çekme genleşme makinesinin temel aletleri genleşme tapaları, genleşme tapaları ve ejektör çubuklarıdır. Avantajları basit ekipman, rahat kullanım ve kolay kullanımdır; geniş ürün yelpazesi ve özellikleri mevcuttur ve dikdörtgen ve diğer özel şekilli çelik borular üretilebilir. Dezavantajları ise uzun üretim döngüsü, düşük verimlilik ve yüksek alet ve metal tüketimidir.
İtmeli Tip Genişletici: İtmeli tip genişleticinin çalışma prensibi, ham çelik boruyu orta frekanslı indüksiyon bobinine yerleştirmektir. Orta frekanslı indüksiyon ısıtmasından sonra, hidrolik silindir pistonu veya vincin itici başlığı, çelik borunun kuyruğunu itmek için hareket eder, böylece çelik, genleşme amacına ulaşmak için boru başlığından eksenel olarak sabitlenmiş konik çekirdek çubuğundan sırayla geçer; çelik borunun kuyruğu çekirdek çubuğuna itildiğinde, arkasına işlenecek yeni bir çelik boru eklenir ve itici başlık geri dönerek yeni çelik borunun kuyruğunu itmeye devam eder. Yeni çelik borunun başlığı, önceki çelik borunun kuyruğunu çekirdek çubuğundan iterek çelik borunun genleşmesini tamamlar. Sadece deforme olmuş bölümdeki çelik boru ısıtıldığı için, deforme olmuş çelik borunun bükülmesi kolaydır ve genişletilmiş borunun et kalınlığı ve uzunluğu sınırlıdır. İtici genişleticinin avantajları yüksek metal geri kazanım oranı, basit ekipman ve düşük enerji tüketimidir. Dezavantajları ise çelik borunun uzunluk yönündeki performans tutarlılığının biraz zayıf olması ve üretim verimliliğinin düşük olmasıdır.
Gönderim zamanı: 31 Ekim 2024