فرآیند نورد سرد لولههای گرد-نورد سرد یک مرحله کلیدی در تعیین دقت، کیفیت سطح و خواص مکانیکی لولهها است. سه حوزه کلیدی نیاز به توجه ویژه دارند: پایداری ابعادی، پیشگیری و کنترل نقص سطح، و کنترل تنش غلتشی. این موارد را می توان به شش نکته کلیدی زیر تقسیم کرد.
1. کنترل دقت ابعادی: اجتناب از تحمل بیش از حد و اطمینان از ثبات
هدف اصلی نورد سرد این است که لوله را به قطر خارجی و ضخامت دیواره مورد نظر بغلتاند. کنترل ابعاد نامناسب مستقیماً منجر به رد محصول نهایی می شود. سه نکته کلیدی نیازمند توجه ویژه است:
رول شکاف و کالیبراسیون فشار
مشکلات: شکاف رول بیش از حد (در نتیجه قطر بیرونی ضخیمتر) یا خیلی کوچک (در نتیجه قطر بیرونی نازکتر) و فشار ناهموار (در نتیجه دیواره ضخیمتر در یک طرف و دیواره نازکتر از طرف دیگر) ایجاد میشود. راه حل: قبل از نورد، شکاف رول باید با استفاده از "لوله نمونه استاندارد" کالیبره شود تا از خطای شکاف کمتر یا مساوی 0.01 میلی متر اطمینان حاصل شود. پس از چرخاندن هر 100 لوله، قطر بیرونی در زمان واقعی با استفاده از "قطر سنج آنلاین" نظارت می شود. اگر انحراف از ± 0.05 میلی متر بیشتر شود، دستگاه فورا متوقف می شود و فشار رول تنظیم می شود تا از ثبات ابعادی در کل دسته اطمینان حاصل شود.
کنترل پایداری کشش
مشکلات: کشش خیلی کم (لوله ها مستعد خم شدن هستند، بیضی بودن خارج از تحمل است، و گردی ممکن است از 0.8٪ از قطر خارجی تجاوز کند). کشش بیش از حد (لوله ها مستعد کشیده شدن و نازک شدن هستند که منجر به نازک شدن دیواره ها و حتی ترک های "گردنی" می شود).
راه حل: تنش مناسب را بر اساس مواد و مشخصات لوله تنظیم کنید (معمولا 10-30MPa برای فولاد نرم و 30-50MPa برای فولاد با مقاومت بالا). یک "سنسور کشش" بازخورد تنش در زمان واقعی را ارائه می دهد، و یک موتور سروو به صورت دینامیکی تنش را تنظیم می کند تا از محدوده نوسان کشش کمتر یا مساوی ± 5٪ اطمینان حاصل کند. تخصیص کارت عبور
مشکل: تغییر شکل بیش از حد در یک پاس (بیش از 20٪) به راحتی می تواند منجر به "ترک های غلتشی" یا "چروک" در سطح لوله شود. عبور بسیار کم (تغییر شکل متمرکز) می تواند سخت شدن کار بعدی را افزایش دهد و چقرمگی لوله را کاهش دهد.
راهحل: بر اساس انعطافپذیری مواد، یک طرح عبور ایجاد کنید. فولاد کم کربن (مانند Q235) را می توان در 3-5 پاس، با یک تغییر شکل 15٪ -20٪ نورد کرد. فولاد با مقاومت بالا (مانند Q275) به 5-8 پاس نیاز دارد، با یک تغییر شکل 10٪ -15٪، به تدریج به اندازه مورد نظر می رسد. II. کنترل کیفیت سطح: از ایرادات جلوگیری کنید و از صافی کار اطمینان حاصل کنید
لولههای نورد سرد نیازمند کیفیت سطح بسیار بالایی هستند (برای مثال، لولههای خودرو به Ra کمتر یا مساوی 3.2 میکرومتر نیاز دارند). عدم مراقبت مناسب در طول فرآیند نورد به راحتی می تواند منجر به نقص های غیرقابل برگشت سطح شود:
تمیزی و سایش سطح غلتک
مشکل: روغن و رسوب روی سطح غلتک (که به سطح لوله فشار میآورد، "تورفتگی" یا "حفره" ایجاد میکند). سایش غلتک پس از استفاده طولانی مدت (باعث ایجاد "خراش" روی سطح لوله و افزایش زبری به Ra بیشتر یا مساوی 6.3 میکرومتر).
راه حل: قبل از رول کردن سطح غلتک را با دستمال های الکلی پاک کنید تا از عدم وجود ناخالصی اطمینان حاصل کنید. بعد از هر 500 لوله نورد، غلتک را از نظر سایش بررسی کنید. اگر زبری سطح از 0.8μm Ra بیشتر شد، فوراً غلتک را تعویض یا دوباره{4}}براق کنید. پیش تصفیه سطح مواد خام
مشکلات: ترشی ناقص مواد خام (فلزات اکسید باقیمانده روی سطح، که در حین نورد می ریزد و در نتیجه "گودال" روی سطح لوله ایجاد می شود). چربی زدایی ناقص (روغن باقیمانده روی سطح، که در دمای بالا در هنگام نورد کربن کربن می شود و "لکه های سیاه" را تشکیل می دهد).
راه حل: قبل از رول کردن، سطح ماده خام را نمونه برداری کنید تا از عاری بودن آن از پوسته اکسید و روغن مطمئن شوید (برای اطمینان از عدم وجود لکه سیاه از یک دستمال گاز سفید استفاده کنید). اگر تشخیص داده شود که پیش تصفیه رضایت بخش نیست، برای جلوگیری از ورود مواد خام غیرمجاز به فرآیند نورد،-ترشی مجدد و چربی زدایی مورد نیاز است.
روغن کاری نورد
مشکلات: روان کننده ناکافی یا نوع نامناسب (افزایش اصطکاک بین لوله و غلتک ها که به راحتی باعث "خراش" روی سطح می شود). باقیمانده بیش از حد روان کننده، تمیز کردن بعدی را دشوار می کند و بر روی سطح تأثیر می گذارد. راه حل: یک روان کننده نورد سرد تخصصی بر اساس مواد (روغن معدنی برای فولاد نرم، فشار شدید برای فولاد ضد زنگ) انتخاب کنید. روان کننده را با استفاده از سیستم اسپری به طور یکنواخت بمالید و از پوشش 5-10 گرم بر متر مربع اطمینان حاصل کنید. همچنین سرعت نورد (معمولاً 15-5 متر در دقیقه) را کنترل کنید تا از تخریب روانکار به دلیل دماهای بالا جلوگیری کنید.
III. کنترل تنش غلتشی و تغییر شکل: اجتناب از ترک خوردگی و اطمینان از خواص مکانیکی
نورد سرد شکلی از "کار سرد" است که باعث سخت شدن کار و تنش های داخلی می شود. کنترل نادرست می تواند به راحتی منجر به ترک خوردگی یا خواص مکانیکی ناهموار در لوله شود.
زمان و پارامترهای بازپخت متوسط
مشکل: بازپخت به موقع انجام نمی شود (پس از 2-3 عبور نورد، سختی لوله بالاتر از HB180 افزایش می یابد، و غلتک های بعدی را مستعد ترک های طولی می کند). دمای بازپخت بسیار پایین است (زیر 600 درجه، تنش های داخلی به طور کامل حذف نمی شوند، و نورد بعدی همچنان می تواند باعث تغییر شکل شود). راه حل: آنیل میانی را بعد از هر 2-3 عبور نورد برای فولاد کم کربن و پس از هر 1-2 عبور نورد برای فولاد با مقاومت بالا انجام دهید. دمای بازپخت (650-700 درجه) و زمان نگهداری (1-2 ساعت) را به شدت کنترل کنید تا مطمئن شوید که سختی لوله پس از بازپخت به کمتر از HB120 می رسد و چقرمگی آن بازیابی می شود.
سرعت نورد و خنک کننده
مشکل: سرعت نورد بیش از حد (بیش از 15 متر در دقیقه، باعث تولید گرمای اصطکاکی بیش از حد بین لوله و رول ها، با دمای محلی بیش از 100 درجه، که منجر به "سخت شدن کار حرارتی" و خواص مکانیکی ناهموار می شود). عدم وجود سیستم خنک کننده (انباشت گرما، افزایش دمای رول و خطر "ساییدگی حرارتی").
راه حل: سرعت را بر اساس مشخصات لوله تنظیم کنید (5-10 متر در دقیقه برای لولههای نازک-، 10-15 متر در دقیقه برای لولههای دیواره ضخیم). از یک سیستم خنک کننده آب برای خنک کردن رول ها و لوله ها استفاده کنید و اطمینان حاصل کنید که دمای لوله در طول نورد کمتر یا مساوی 50 درجه باقی می ماند تا از تغییر شکل حرارتی جلوگیری شود. غربالگری کیفیت مواد ورودی
مشکل: عیوب داخلی در ماده خام (مانند شلی یا آخال) می تواند در طول نورد گسترش یابد و منجر به لایه برداری یا ترک در لوله شود و آن را مستعد نشت در طول آزمایش هیدرواستاتیک بعدی کند.
راه حل: قبل از نورد، آزمایش جریان گردابی یا اولتراسونیک بر روی ماده خام برای شناسایی عیوب داخلی انجام دهید. برای لولههای مهم (مانند لولههای نفت با فشار بالا)، 100% بازرسی لازم است تا اطمینان حاصل شود که مواد خام قبل از ورود به فرآیند نورد عاری از عیوب داخلی هستند.
IV. تجهیزات و مشخصات عملیاتی: اجتناب از حوادث و تضمین پایداری
علاوه بر پارامترهای فرآیند، شرایط تجهیزات و مشخصات عملیاتی نیز می تواند بر نتایج نورد تأثیر بگذارد. دو نکته کلیدی نیاز به توجه دارد:
تعمیر و نگهداری روزانه تجهیزات
مشکل: سایش یاطاقان غلتکی (باعث چرخش ناپایدار رول و ظاهر شدن علائم مارپیچ در لوله) سیستم انتقال شل (که باعث نوسانات سرعت نورد و ضخامت دیواره ناهموار می شود). راهحل: قبل از راهاندازی دستگاه، فاصله یاتاقان غلتکی (باید کمتر یا مساوی 0.02 میلیمتر باشد) و مشبندی چرخ دنده را بررسی کنید. هر هفته تجهیزات را روغن کاری و نگهداری کنید. اگر هر گونه صدا یا لرزش غیرعادی تشخیص داده شد، برای جلوگیری از کارکرد با مشکل، فوراً دستگاه را برای بازرسی خاموش کنید.
مهارت های اپراتور
مشکل: اپراتورها بر تکنیک های تنظیم پارامتر تسلط نداشتند (به عنوان مثال، تنظیم بیش از حد فشار رول در صورت وقوع انحراف ابعادی، که منجر به "غلط بیش از حد" لوله و ضخامت بیش از حد دیواره می شود). روشهای واکنش اضطراری ناکافی بودند (به عنوان مثال، خاموش نشدن سریع دستگاه هنگام بروز خراشهای سطحی که منجر به دستههایی از لولههای معیوب میشود).
راه حل: آموزش قبل از کار را به اپراتورها ارائه دهید و از آنها بخواهید که بر رابطه بین "انحراف ابعادی و تنظیم پارامتر" تسلط داشته باشند (به عنوان مثال، اگر قطر بیرونی 0.1 میلی متر بیش از حد بزرگ است، فشار رول را تا 5 مگا پاسکال کاهش دهید). برای جلوگیری از تلفات بیشتر، یک طرح اضطراری ایجاد کنید که فرآیند خاموش شدن را برای عیوب سطحی و انحرافات ابعادی به وضوح تعریف کند.