Wprowadzenie do produkcji rur bez szwu
Rury stalowe to długie, puste rury, które są używane głównie do przenoszenia produktów z jednego miejsca do drugiego. Są one produkowane głównie dwiema różnymi metodami produkcyjnymi, w wyniku których powstaje rura spawana lub rura bezszwowa. W obu metodach wytwarzania surową stal odlewa się najpierw w bardziej podatną na obróbkę formę wyjściową (gorący kęs lub taśma płaska). Następnie jest on przerabiany na rurę poprzez rozciąganie gorącego kęsa stalowego do postaci bezszwowej rury lub ściskanie ze sobą krawędzi płaskiej taśmy stalowej i uszczelnianie ich spawem. W tym artykule omówimy różne metody stosowane w produkcji rur bez szwu.
Proces młyna trzpieniowego
W procesie młyna trzpieniowego używa się litego okrągłego kęsa stalowego. Kęs jest ładowany do obrotowego pieca martenowskiego. Po wyładowaniu kęsa z obrotowego pieca martenowskiego w jego końcu wybijany jest mały otwór. To wgłębienie działa jako punkt wyjścia do pomocy w przekłuwaniu rotacyjnym.
Przebijanie obrotowe to bardzo szybki i dynamiczny proces walcowania, w którym podgrzany kęs toczy się krzyżowo między dwoma walcami w kształcie beczki z dużą prędkością. Walcowanie poprzeczne powoduje duże naprężenia rozciągające w środku kęsa. Konstrukcja rolek przebijaka powoduje, że metal przepływa wzdłuż rolki i nad punktem przebijaka, gdy wychodzi z procesu. Przebijak to wysokotemperaturowe, chłodzone wodą narzędzie ze stopu, zaprojektowane tak, aby umożliwić przepływ metalu przez niego, gdy tworzy się powłoka rury z procesu obrotowego. Po wyprodukowaniu przebitego płaszcza rury jest on natychmiast przenoszony do pływającego młyna trzpieniowego.
Pływający młyn trzpieniowy składa się z ośmiu klatek walcowniczych wykorzystujących 16 walców i zestaw prętów trzpieniowych. Te trzpienie są umieszczane w przebitej osłonie rury, a następnie przenoszone do młyna trzpieniowego i zwijane w płaszcz rury o średniej wielkości. Mechanizm toczenia płaszcza rury przez młyn trzpieniowy z trzpieniem wewnątrz działa jako kontrola, aby stworzyć pośrednią standardową średnicę zewnętrzną (OD) i kontrolowaną grubość ścianki, w oparciu o wynikowy wymiar zestawu trzpieni.
Płaszcz młyna trzpieniowego jest następnie ponownie podgrzewany w piecu do ponownego nagrzewania, aby mógł zakończyć końcowy proces walcowania i uzyskać swoje ostateczne wymiary i właściwości mikrostrukturalne. Po wyjściu z pieca do dogrzewania rura otrzymuje wodę pod wysokim ciśnieniem, usuwającą zgorzelinę tlenku żelaza, która utworzyła się w piecu do dogrzewania. Czysta, pozbawiona kamienia powierzchnia ma kluczowe znaczenie dla dobrej jakości powierzchni.
Płaszcz rury jest dodatkowo redukowany do określonych wymiarów przez rozciągarkę. Rury są następnie przenoszone do mechanizmu odcinającego, gdzie są cięte na określoną długość. następnie rury te są wiązane i kierowane do kolejnych operacji wykończeniowych i kontrolnych przed wysyłką.
Proces młyna Mannesmann Plug Mill
Proces młyna trzpieniowego Mannesmanna jest nieco podobny do procesu młyna trzpieniowego z główną różnicą w walcowaniu walcarki zamiast młyna trzpieniowego.
W walcarce walcowej para walców o stożkowym kształcie – jeden nad drugim – pracuje w kierunku przeciwnym do przepływu materiału. Grubościenna rura wydrążona, z umieszczonym w niej cylindrycznym trzpieniem, jest prowadzona w kierunku walców walcowych. Gdy tylko zostanie uchwycony przez zwężającą się część przejścia roboczego, niewielka fala materiału jest odcinana od płaszcza pustej rury. Fala ta jest kuta do pożądanej grubości ścianki na trzpieniu przez część wygładzającą przejścia roboczego, przy czym płaszcz pustej rury i trzpień poruszają się do tyłu w tym samym kierunku, w którym obracają się walce – tj. w kierunku przeciwnym do walcowania – aż docierają do biegu jałowego rolek i są zwalniane. Gdy płaszcz pustej rury jest obracany, jest ponownie przesuwany do przodu między rolkami i rozpoczyna się nowy cykl walcowania.
Proces wytłaczania
Wytłaczanie to proces formowania metalu, w którym obrabiany przedmiot, zwykle okrągły kęs, jest zmuszany do przepłynięcia przez matrycę o mniejszym polu przekroju poprzecznego, formując w ten sposób dzieło do nowego przekroju. Długość wytłoczonej części będzie się zmieniać w zależności od ilości materiału w obrabianym przedmiocie i wytłoczonego profilu. Tą metodą wytwarza się liczne przekroje.
Rury można wyciskać bezpośrednio za pomocą trzpienia przymocowanego do atrapy bloku. W pracy powstaje otwór, równoległy do osi, na którą tłok przykłada siłę, aby uformować wytłoczenie. Trzpień jest osadzony w tym otworze. Po rozpoczęciu operacji taran jest przesuwany do przodu. Wytłaczany metal przepływa pomiędzy powierzchnią trzpienia i matrycy, tworząc część. Profil wewnętrzny wytłoczki metalowej tworzy trzpień, a profil zewnętrzny - matrycę wytłaczającą.
