Was verursacht eine ungleichmäßige Wandstärke des Stahlrohrs? Was ist zu beachten?

Die Unebenheit der Wandstärke von Stahlrohren kann in seitliche Unebenheiten der Wandstärke (Differenz zwischen der maximalen und minimalen Wandstärke innerhalb desselben Querschnitts) und Unebenheiten der Längswandstärke (Schwankung der Wandstärke über die Länge des Rohrs) unterteilt werden. Es handelt sich um einen der häufigsten Maßhaltigkeitsfehler bei der Stahlrohrproduktion. Die Ursachen hängen stark mit dem Produktionsprozess zusammen. Die Hauptursachen unterscheiden sich deutlich zwischen nahtlosen Rohren und geschweißten Rohren. Gleichzeitig wird es von mehreren Faktoren wie Rohstoffen, Ausrüstung und Betrieb beeinflusst.

1. Inhärente Abweichungen der Rohstoffe

• Nahtlose Stahlrohre: Die Durchmessertoleranz des Rohrbarrens ist groß, die Rundheit ist schlecht, es kommt zu zentraler Porosität/Ofenschrumpfung oder Zusammensetzungstrennung, was direkt zu einer Exzentrizität der Wandstärke nach dem Lochen führt; wenn die Heiztemperatur des piDer PE-Knüppel ist uneben (mit erheblichen Temperaturunterschieden zwischen den Innen- und Außenwänden sowie den Kopf- und Schwanzabschnitten), der Verformungswiderstand ist uneinheitlich und nach der Durchdringungsverformung wird die Wanddickenabweichung noch verstärkt.
• Geschweißte Stahlrohre:Die Dickentoleranz des Stahlbandes/der Stahlplatte ist zu groß. Es kommt zu einer „Kantenverdünnung“ (die Kantendicke ist geringer als der mittlere Teil) in derselben Stahlbandrolle oder zu einer Dickenschwankung am Kopf und Ende des Stahlbands, die sich direkt in eine Inhomogenität der Längs- und Querwanddicke des Rohrkörpers umwandelt; Wenn das Stahlband eine Sichelbiegung aufweist, führt die Schwankung des Umformwinkels indirekt auch zu einer Wanddickenabweichung.

2. Prozessabweichungen bei Umform-/Walzverfahren

• Nahtloser Rohr---Durchstechprozess: Dies ist die Hauptursache für ungleichmäßige Wandstärken im Rohr. Verschleiß und Exzentrizität des Lochstanzmaschinenkopfes, Biegung der Schubstange, ungenaue Zentrierung des Rohrbarrens, Asymmetrie im Neigungswinkel der Rollen und unangemessene Einstellung des Schubstangenverlängerungsbetrags können beim Lochen des Rohrohrs zu einer „Abweichung der Mitte“ führen, was zu einer Exzentrizität der Wandstärke des gesamten Stahlrohrs führt.
• Kontinuierlicher Walz- und Größenreduzierungsprozess für nahtlose Rohre -: Inkonsistente Einstellung des Walzspalts in der kontinuierlichen Walzmaschine, ungleichmäßiger Verschleiß der Matrize, instabile Walzspannung (Stahl ziehen/Stahl stapeln), kann zu Längsschwankungen der Wandstärke entlang der Rohrlänge führen; Eine übermäßige Reduzierung in der Reduziermaschine oder eine unsachgemäße Spannungsanpassung verstärken nicht nur die ursprüngliche Wanddickenabweichung, sondern führen auch zu einer typischen Verdickung der Rohrendwanddicke (wobei die Endwanddicke größer ist als der mittlere Teil des Rohrkörpers).
• Kalt-gezogenes Stahlrohr: Verschleiß und Beschädigung der Außenform und des Kernkopfes, unzureichende Zentriergenauigkeit, instabile Ziehgeschwindigkeit, ungleichmäßige Schmierung können zu einer ungleichmäßigen Wandstärkenreduzierung führen, was zu Abweichungen der Wandstärke in Längs- oder Querrichtung führt.
• Form- und Dimensionierungsprozess für geschweißte Rohre -: Ungleichmäßige Druckeinstellung der Formwalzen, ungleichmäßige Biegeverformung an den Kanten, kann nach dem Schweißen zu Verformungsunterschieden in der Wandstärke auf beiden Seiten führen; Eine inkonsistente Zentrierung der Matrize in der Kalibriermaschine führt zu einer weiteren Vergrößerung des seitlichen Wanddickenunterschieds. Eine unsachgemäße Steuerung der Extrusionsmenge im Schweißbereich kann auch zu lokalen Wanddickenanomalien führen.

3. Unzureichende Genauigkeit der Ausrüstung und Werkzeuge

• Die Bearbeitungsgenauigkeit von Walzen und Gesenkprofilen entspricht nicht den Standards.Nach einer Langzeitproduktion kann es zu ungleichmäßigem Verschleiß oder lokalem Zusammenbruch kommen, wodurch keine stabilen Formmaße gewährleistet werden können.
• Die Ausrichtungsgenauigkeit von Führungsvorrichtungen, Dornen/Kopfstücken ist schlecht.Oder die Dorne können verbogen sein oder sich ungleichmäßig abnutzen, was dazu führt, dass das Stahlrohr beim Walzen abweicht und es zu einer asymmetrischen Kraftverformung kommt.
• Die Steifigkeit der Hauptausrüstung ist unzureichend. Beim Walzen großer-dickwandiger Rohre schwankt der Prellwert stark und der tatsächliche Wert des Reduktionsbetrags weicht erheblich vom eingestellten Wert ab.

4. Unzureichende Betriebs- und Prozesskontrolle

• Nach der Änderung der Spezifikationen, dem Austausch der Rollen/Austausch der Düsen wurde keine ausreichende Fehlerbehebung durchgeführt. Die erste Charge von Stahlrohren wurde ohne vollständige Überprüfung der Wandstärke hergestellt.
• Die Temperaturverteilung im Heizofen war ungleichmäßig und der Heizrhythmus unangemessen. Der Temperaturunterschied der Rohrblöcke überschritt den zulässigen Bereich des Prozesses.

1. Wichtige Punkte für die Produktionssteuerung

• Den Rohstoffeintrag streng kontrollieren:Führen Sie Standardprüfungen des Durchmessers, der Rundheit, der Oberflächenqualität der Knüppel sowie der Dickentoleranz und Kantendickendifferenz der Stahlbänder durch. Unqualifizierte Rohstoffe dürfen nicht in die Produktion gelangen; Stellen Sie vor dem Durchstechen des Knüppels die Zentriergenauigkeit sicher.
• Regelmäßige Kalibrierung und Austausch von Werkzeugen:Legen Sie Standards zur Verschleißerkennung für Walzen, Köpfe, Kerne und Matrizen fest. Ersetzen Sie sie umgehend, wenn sie die Grenzwerte überschreiten. Führen Sie nach jedem Werkzeugwechsel oder jeder Spezifikationsänderung eine Zentrierungseinstellung und eine Messung der Wanddicke des ersten Teils durch und fahren Sie nur dann mit der Serienproduktion fort, wenn diese qualifiziert ist.
• Optimieren Sie die Stabilität der Prozessparameter: Kontrollieren Sie die Gleichmäßigkeit der Knüppelerwärmung und verringern Sie den Temperaturunterschied zwischen Kopf und Schwanz sowie innen und außen. Passen Sie Walzgeschwindigkeit, Spannung und Reduktionsbetrag genau an, um erhebliche Schwankungen zu vermeiden. Für das Problem der Schwanzverdickung bei festen Reduktionsköpfen können das Spannungssystem und der Prozess zur Kompensation der Endverdünnung optimiert werden, um die Situation zu verbessern.
• Konfigurieren Sie Online-Erkennungsschleifen: Installieren Sie Ultraschall- oder radiografische Online-Dickenmesssysteme, um die Abweichungen der Wanddicke in Quer- und Längsrichtung in Echtzeit zu überwachen und die Walzparameter koordiniert anzupassen, um Abweichungen umgehend zu korrigieren.

2. Vorsichtsmaßnahmen für die Produktannahme

• Streng überprüfendie zulässige Abweichung der Wandstärke gemäß den geltenden Normen (wie GB/T 8163, API 5L, ASTM A106, DIN 2448 usw.): Die Toleranz für die Wandstärke beträgt bei herkömmlichen Industrierohren typischerweise ±10 % bis ±12,5 %, während sie bei hochpräzisen Rohren ±5 % bis ±8 % erreichen kann.
• Die Inspektion sollte Schlüsselpositionen wie den mittleren Teil des Rohrkörpers, beide Enden und Schweißnähte (geschweißte Rohre) abdecken und dabei nicht nur die Wandstärke an einem einzelnen Punkt messen, sondern auch die maximale/minimale Wandstärke desselben Abschnitts ermitteln und die Unebenheiten der Wandstärke berechnen.
• Bei Stahlrohren mit kritischen Wanddickenabweichungen ist ein zusätzlicher Rundheitsnachweis erforderlich, um Fehleinschätzungen der Wanddicke durch „Druckverformung“ zu vermeiden.
• Es gab keine Methode zur Online-Überwachung der Wandstärke.Während der Produktion konnten Parameter nicht in Echtzeit angepasst werden und es kam immer wieder zu Abweichungen.

3. Post-Vorsichtsmaßnahmen zur Verarbeitung und Nutzung

• Vor der Durchführung sekundärer Bearbeitungen wie Gewindeschneiden, Biegen, Bördeln und Kaltziehen ist es erforderlich, die Wanddickenabweichung erneut zu überprüfen. Bei der Verarbeitung von stark ungleichmäßig dicken Stahlrohren können Probleme wie Risse, ungeeignetes Gewindeprofil und übermäßige Verdünnung an der Außenseite des gebogenen Rohrs auftreten.
• Bei drucktragenden Rohrleitungen und strukturellen Belastungsszenarien ist besondere Aufmerksamkeit zu beachten: Ungleichmäßige Wandstärken können zu Spannungskonzentrationen führen und die gesamte Drucktragfähigkeit und strukturelle Sicherheit verringern. Unter hohem-Druck und korrosiven Bedingungen erhöht sich das Risiko eines lokalen Ausfalls.
• Vermeiden Sie bei Lagerung und Transport das Quetschen oder Stoßen schwerer Gegenstände und verhindern Sie lokale Verformungen des Rohrendes, die zu Messabweichungen der Wandstärke führen.