ما هي العوامل التي تؤثر على جودة الأنابيب الفولاذية الملحومة ذات التردد العالي

في عملية إنتاج الأنابيب الفولاذية الملحومة عالية التردد ، للتأكد من أن جودة المنتج تلبي متطلبات المعايير الفنية واحتياجات العملاء، من الضروري تحليل العوامل التي تؤثر على جودة المنتج أثناء عملية إنتاج الأنابيب الفولاذية. تشمل العوامل التي تؤثر على جودة الأنابيب الفولاذية الملحومة عالية التردد أثناء الإنتاج سبعة جوانب: المواد الخام، عملية اللحام، تعديل اللفة، مادة اللف، فشل المعدات، بيئة الإنتاج، وأسباب أخرى. من بين هذه العوامل، العوامل المؤثرة الرئيسية هي المواد الخام، عملية اللحام، وتعديل اللفة. أما العوامل الأربعة الأخرى — وهي مادة اللفائف، وتعطل المعدات، وبيئة الإنتاج، وأسباب أخرى — فهي عوامل بسيطة نسبيًا. ولذلك، في عملية إنتاج الأنابيب الفولاذية، يجب التحكم بعناية في الجوانب الثلاثة الرئيسية للمواد الخام، وعملية اللحام، وتعديل اللفة.

أولاً، ما مدى تأثير المواد الخام على جودة لحام الأنابيب الفولاذية؟

(1) تأثير الخواص الميكانيكية لشريط الفولاذ على جودة الأنابيب الفولاذية.

الفولاذ المستخدم بشكل شائع لأنابيب الصلب الملحومة هو الفولاذ الهيكلي الكربوني، مع الدرجات الرئيسية بما في ذلك Q195، Q215، Q235، SPCC، SS400، SPHC، إلخ. نقطة الخضوع العالية للغاية وقوة الشد لشريط الفولاذ سوف تسبب صعوبات في تشكيل شريط الفولاذ، خاصة عندما يكون جدار الأنبوب سميكًا، والمواد لديها قوة زنبركية كبيرة، والأنبوب الفولاذي لديه إجهاد تشوه كبير أثناء اللحام، مما يجعل وصلة اللحام عرضة للتشقق. عندما تتجاوز قوة الشد لشريط الفولاذ 635 ميجاباسكال، وتكون الاستطالة أقل من 10%، فإن خط اللحام يكون عرضة للتشظي أثناء عملية اللحام. عندما تكون قوة الشد أقل من 300 ميجاباسكال، يكون الشريط الفولاذي عرضة للتجعد على السطح أثناء عملية التشكيل بسبب المادة اللينة. يمكن ملاحظة أن الخواص الميكانيكية للمادة لها تأثير كبير على جودة الأنابيب الفولاذية، ويجب التحكم في جودة الأنابيب الفولاذية بشكل فعال من منظور قوة المادة.

(2) تأثير عيوب سطح الشريط الفولاذي على جودة الأنابيب الفولاذية.

تشمل عيوب سطح الشريط الفولاذي الشائعة الحدبة والشكل المتموج والقص الطولي. تحدث الأشكال الحدبة والمموجة عمومًا أثناء عملية الدرفلة على البارد لشريط الفولاذ وتنتج عن التحكم غير المناسب في كمية التخفيض. أثناء عملية تشكيل الأنابيب الفولاذية، سوف تتسبب الأشكال الحدبة والمموجة في انحراف الشريط أو انقلابه، مما قد يتسبب بسهولة في لحام اللفة لدرزة لحام الأنابيب الفولاذية ويؤثر على جودة الأنابيب الفولاذية. يحدث تقطيع حافة الشريط الفولاذي (أي الحافة المسننة وغير المستوية للشريط الفولاذي) بشكل عام على شريط الحز، بسبب الشفرات الباهتة أو الباهتة لقرص آلة الحز. بسبب تقطيع الحواف، تحدث أجزاء مفقودة موضعية بشكل متكرر، مما يجعل الشريط الفولاذي عرضة للتشققات والشقوق أثناء اللحام، وبالتالي يؤثر على استقرار جودة اللحام.

(3) تأثير هندسة الشريط الفولاذي على جودة الأنابيب الفولاذية.

عندما يكون عرض الشريط الفولاذي أقل من الانحراف المسموح به، ينخفض ​​ضغط البثق أثناء لحام الأنبوب الفولاذي، مما يؤدي إلى ضعف اللحامات عند لحام الأنبوب الفولاذي، مما يؤدي إلى حدوث تشققات أو فتح الأنابيب. عندما يكون عرض الشريط الفولاذي أكبر من الانحراف المسموح به، فإن ضغط البثق أثناء لحام الأنبوب الفولاذي يزداد، مما يؤدي إلى عيوب اللحام مثل الأطراف المدببة، أو اللحامات اللفة، أو نتوءات في لحام الأنبوب الفولاذي. لذلك، فإن التقلبات في عرض الشريط الفولاذي لا تؤثر فقط على دقة القطر الخارجي للأنبوب الفولاذي، بل تؤثر أيضًا بشكل خطير على جودة سطح الأنبوب الفولاذي. بالنسبة للأنابيب الفولاذية التي تتطلب اختلافًا في سمك الجدار داخل نفس المقطع العرضي الذي لا يتجاوز قيمة محددة (أي الأنابيب التي تتطلب تجانسًا عاليًا في سمك الجدار)، فإن التقلبات في سمك الشريط الفولاذي ستنقل أي اختلاف زائد في السمك داخل نفس الملف من شريط الفولاذ إلى الأنابيب الفولاذية النهائية، مما يتسبب في تجاوز عدد كبير من الأنابيب التسامح المسموح به ورفضها. لا تؤثر تقلبات السُمك على دقة سُمك الأنبوب الفولاذي النهائي فحسب، بل أيضًا، بسبب السُمك غير المتناسق لشريط الفولاذ، تؤدي إلى ضغط البثق غير المستقر ودرجة حرارة اللحام أثناء اللحام، مما يؤدي إلى جودة لحام غير متناسقة. علاوة على ذلك، فإن عيوب المواد الداخلية مثل الشوائب والشوائب والثقوب داخل الفولاذ تعد أيضًا من العوامل المهمة التي تؤثر على جودة الأنابيب. لذلك، قبل لحام الشريط الفولاذي، يجب فحص جودة السطح والأبعاد الهندسية لكل ملف. لا ينبغي إنتاج شرائح الصلب التي لا تلبي المتطلبات القياسية لتجنب الخسائر غير الضرورية.

ثانياً، تأثير عملية اللحام على جودة الأنابيب الفولاذية الملحومة ذات التردد العالي.

(1) السيطرة على فجوة اللحام.

بعد أن يدخل الشريط الفولاذي إلى وحدة لحام الأنابيب الفولاذية، يتم تشكيله بواسطة أسطوانة التشكيل ويتم توجيهه بواسطة أسطوانة التوجيه، مما يشكل أنبوبًا فولاذيًا دائريًا فارغًا مع فجوة مفتوحة. يتم ضبط كمية البثق لأسطوانة البثق للتحكم في فجوة اللحام في حدود 1-3 مم، وللحفاظ على طرفي تدفق اللحام. إذا كانت فجوة اللحام كبيرة جدًا، فسوف يؤدي ذلك إلى لحام سيئ، أو اندماج غير كامل، أو تشقق؛ إذا كانت فجوة اللحام صغيرة جدًا، فإن الحرارة الزائدة ستتسبب في احتراق اللحام وتناثر المعدن المنصهر والتأثير على جودة اللحام.

(2) تعديل موضع الملف التعريفي عالي التردد.

يجب وضع الملف التعريفي على نفس الخط المركزي للأنبوب الفولاذي. يجب أن تكون المسافة بين النهاية الأمامية لملف الحث والخط المركزي لأسطوانة البثق قريبة قدر الإمكان من مواصفات الأنابيب الفولاذية، دون حرق أسطوانة البثق. إذا كان الملف التعريفي بعيدًا جدًا عن أسطوانة البثق، يكون وقت التسخين الفعال أطول، وتكون المنطقة المتأثرة بالحرارة أوسع، وتنخفض قوة لحام الأنابيب الفولاذية، أو لا يتم اختراقها بالكامل؛ على العكس من ذلك، فإن ملف الحث يكون عرضة لحرق أسطوانة البثق.

(3) تعديل موضع جهاز المعاوقة

جهاز المعاوقة هو واحد أو مجموعة من القضبان المغناطيسية الخاصة للأنابيب الفولاذية الملحومة. يجب ألا تقل مساحة المقطع العرضي لجهاز المعاوقة بشكل عام عن 70% من مساحة المقطع العرضي للقطر الداخلي للأنبوب الفولاذي. وتتمثل وظيفتها في تشكيل حلقة تحريض كهرومغناطيسي مع ملف الحث، وحافة خط اللحام للأنبوب الفارغ، والقضيب المغناطيسي، مما يولد تأثير القرب. تتركز حرارة تيار إيدي بالقرب من حافة خط اللحام للأنبوب الفارغ، بحيث يتم تسخين حافة الأنبوب الفارغ إلى درجة حرارة اللحام. يجب وضع جهاز المعاوقة في قسم التسخين على شكل حرف V، ويجب أن تكون الواجهة الأمامية في مركز أسطوانة البثق، بحيث يكون خطها المركزي متسقًا مع الخط المركزي للأنبوب. إذا لم يتم وضع جهاز المعاوقة بشكل صحيح، فسوف يؤثر ذلك على سرعة اللحام وجودة اللحام للأنابيب الفولاذية الملحومة، مما يسبب تشققات في الأنابيب الفولاذية.

ثالثًا، ما مدى تأثير معلمات عملية اللحام عالية التردد على جودة الأنابيب الفولاذية الملحومة عالية التردد؟

يُطلق على الحرارة المدخلة إلى خط اللحام للأنبوب الفولاذي بواسطة مصدر الطاقة عالي التردد اسم حرارة الإدخال. عندما يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية، تكون صيغة الحرارة المدخلة هي: Q=KI2 Rt (1) حيث Q- الحرارة المدخلة إلى الأنبوب الفارغ؛ K — كفاءة تحويل الطاقة؛ أنا - تيار اللحام؛ R - مقاومة الحلقة؛ ر- وقت التسخين. وقت التسخين: t = Lv (2)، حيث L هي المسافة المركزية من ملف الحث أو رأس القطب إلى أسطوانة البثق؛ v هي سرعة اللحام.

عندما تكون حرارة الإدخال عالية التردد غير كافية، وتكون سرعة اللحام سريعة جدًا، لا يمكن لحافة جسم الأنبوب الساخن أن تصل إلى درجة حرارة اللحام، ويبقى الفولاذ في هيكله الصلب ولا يمكن لحامه، مما يشكل شقوقًا غير منصهرة أو مخترقة. عندما تكون حرارة الإدخال عالية التردد كبيرة جدًا، وتكون سرعة اللحام بطيئة جدًا، فإن حافة جسم الأنبوب الساخن تتجاوز درجة حرارة اللحام، مما يؤدي بسهولة إلى ارتفاع درجة الحرارة أو حتى الاحتراق، مما يتسبب في اختراق اللحام ويؤدي إلى تناثر المعادن وتجويف الانكماش. من الصيغتين (1) و (2)، يمكن ملاحظة أنه يمكن التحكم في كمية الحرارة المدخلة عالية التردد عن طريق ضبط تيار اللحام عالي التردد (الجهد) أو سرعة اللحام، بحيث يمكن اختراق لحام الأنبوب الفولاذي وعدم كسره، مما ينتج عنه أنبوب فولاذي بجودة لحام ممتازة.

رابعاً، ما مدى تأثير تعديل اللفات على جودة الأنابيب الفولاذية الملحومة ذات التردد العالي؟

أثناء عملية الإنتاج، عندما تتلف اللفات أو تتآكل بشدة، يجب استبدال بعض اللفات على الوحدة، أو تم إنتاج صنف معين بشكل مستمر بكميات كافية، ويجب استبدال مجموعة اللفات بأكملها. عند هذه النقطة، يجب تعديل اللفات للحصول على جودة جيدة للأنابيب الفولاذية. يمكن أن يؤدي ضبط اللفة بشكل غير صحيح إلى حدوث عيوب مثل التواء وصلة الأنبوب، أو اللحام اللفة، أو الخطوط المتموجة للحافة، أو الانتفاخات، أو المسافات البادئة، أو الخدوش على سطح الأنبوب، والبيضاوية المفرطة. لذلك، يجب إتقان تقنيات ضبط اللفات عند تغيير اللفات. يتطلب تغيير مواصفات الأنابيب الفولاذية بشكل عام استبدال مجموعة اللفات بالكامل. طريقة ضبط اللفة هي كما يلي: استخدم سلكًا فولاذيًا لرسم خط مركزي من مدخل الوحدة إلى المخرج، وضبطه للتأكد من أن أنماط التمرير لكل حامل على نفس الخط المركزي وأن الخط السفلي للتشكيل يلبي المتطلبات الفنية. بعد تغيير مواصفات اللفة، قم أولاً بإجراء ضبط شامل لأسطوانة التشكيل، لفة التوجيه، لفة البثق، لفة التحجيم، ثم ركز على ضبط نمط التمرير المغلق لأسطوانة التشكيل، لفة التوجيه، ولف البثق. تتمثل وظيفة لفة التوجيه في التحكم في اتجاه خط التماس الأنبوب وارتفاع الخط السفلي للقضيب، وتخفيف امتداد الحافة، والتحكم في الحافة النابضية للقضيب، والتأكد من أن خط التماس الأنبوب مستقيم ولا يلتوي قبل دخول لفة البثق. إذا لم يتم ضبط لفة الدليل بشكل صحيح أثناء عملية اللحام، فيمكن أن تحدث بسهولة عيوب اللحام مثل التواء وصلة الأنبوب، ولحام اللفة، وخطوط الحافة المتموجة. إن أسطوانة البثق هي قطعة أساسية من المعدات في وحدة لحام الأنابيب الفولاذية. وتتمثل وظيفتها في لحام جسم الأنبوب بالضغط، والذي تم تسخين حوافه إلى درجة حرارة اللحام، تحت ضغط البثق للأسطوانة. أثناء الإنتاج، يجب التحكم في زاوية فتح أسطوانة البثق. إذا كان ضغط البثق منخفضًا جدًا، تنخفض قوة معدن اللحام، وسيحدث التشقق تحت الضغط؛ إذا كان ضغط البثق مرتفعًا جدًا، تنخفض قوة اللحام، وتزداد كمية النتوءات الخارجية، مما يتسبب بسهولة في عيوب اللحام مثل اللحامات اللفة. أثناء التشغيل البطيء لوحدة لحام الأنابيب الفولاذية، يجب إيلاء اهتمام وثيق لدوران الأسطوانات في كل جزء، ويجب تعديل الأسطوانات حسب الحاجة لضمان أن جودة اللحام وأبعاد العملية للأنابيب الفولاذية الملحومة تلبي المتطلبات المحددة.