Kold tegning principper

Figur 1: Stangtegning bruger en matrice til at bestemme rørets OD og en stang til at bestemme rørets ID.

tegning af et rør fra en størrelse til en anden lyder simpelt. Processen har to hovedtrin: knusning af den ene ende (også kendt som at pege på røret) og derefter trække den gennem en matrice, der har det rigtige ID. Når processen er færdig, svarer rørets OD til dørens ID.

i virkeligheden er det meget mere kompliceret end det. En vellykket lodtrækning er et produkt af fem forskellige trin:

1. indkøb af råmaterialet
2. forberedelse til tegning
3. tegning
4. retting
5. efterbehandling og afsluttende inspektion

rør til gentegning kan enten svejses eller sømløse. Omtegningsprocessen for hver er i det væsentlige den samme; derfor, processer beskrevet i denne artikel gælder for begge.

svejsede slanger er fremstillet af strimler, der er blevet rullet, slids og oprullet. Efter at spolen er leveret til rørproduktionsanlægget, rulles den ud og føres ind i en mølle, der danner den i en rørformet form, og den resulterende søm svejses. Kulstof og lavlegeret stål er normalt elektrisk modstandssvejset, mens rustfrit stål er gas tungsten buesvejset.

sømløse rør kan stamme fra gennemboret rør (kulstof eller lavlegeret stål) eller ekstruderinger (rustfrit, højlegeret stål og nikkelbaserede legeringer). De kan behandles yderligere ved pilgering eller reduktion. Et andet råmateriale er en boret stang, som normalt bruges til specielle legeringer eller tolerancer.

mens det udstyr og de procedurer, der diskuteres her, kan være gældende for de fleste legeringer, er de primært rettet mod kulstof og lavlegeret stål, rustfrit stål og nikkelbaserede legeringer. Kobber og aluminium produceres normalt ved højvolumenprocesser, mens titanium og aluminiumlegeringer er bedre egnet til specialiserede processer med lavt volumen, såsom pilgering og rørvalsning.

Indkøb

tegning begynder med indkøb af råmaterialet. Indkøbsordren skal angive materialets Kemi og dimensioner, herunder tolerancer—størrelse, vægtykkelse, koncentricitet og rethed. I de fleste tilfælde er de udglødede egenskaber specificeret for maksimal blødhed. Disse krav kan indgå i en proprietær specifikation eller en ASTM, AMS, eller MIL kode eller specifikation.

peger

det næste trin peger, hvilket er processen med at reducere diameteren på flere tommer materiale ved rørets ende, så det kan komme ind i tegningsdysen. De tre mest almindelige metoder til at pege er push peger, roterende svingning, og klemme peger. I nogle tilfælde påføres fosfatbelægning eller sæbefilm inden tegning.

tegning

Tegnebænke er normalt mekaniske og har tre komponenter: en bagbænk, dørhoved og forreste sektion. Kæber på en vogn greb røret og en krog på bagsiden af vognen går i indgreb med en bevægelig kæde, trækker røret gennem en matrice. Dies er oftest sintrede hårdmetalindsatser med et koboltbindemiddel, der er krympet-passer ind i et stålhus.

rør trækkes til en færdig størrelse ved hjælp af en eller flere af følgende operationer:

figur 5: glattejern bruger bøjningskræfter og en rullende bevægelse til at rette røret. Almindelige konfigurationer bruger enten seks eller 10 ruller.

• stang eller dorn tegning
• stik tegning, herunder fast, flydende og semifloating (bundet)
• synkende

stang tegning. Under stangtrækning indsættes en hærdet ståldorn i boringen af det rør, der er blevet spids. Efter at røret er indført i matricen (se figur 1), pumpes smøreolie på overfladen af røret, trolleykæberne griber fat i røret eller stangspidsen, trolleykrogen griber ind i kæden, og røret trækkes gennem matricen. Dørdiameteren bestemmer OD; stangdiameteren bestemmer ID-størrelsen. Korrekt valg af dørminimerer ændringer i vægtykkelsen, før røret kommer i kontakt med dornen.

generelt har tunge vægrør tendens til at tynde, før de kommer i kontakt med stangen; lette vægge tykner. Højvinkeldyser har tendens til at tynde væggen, og lavvinkeldyser har tendens til at tykke væggen. Det er vigtigt at huske, at den optimale dørvinkel varierer med forholdet mellem diameter og tykkelse (D/t).

efter at røret er trukket, skal det udvides til stangfjernelse. En almindelig metode er at anvende tryk ved at dreje røret, mens det føres gennem krydsruller. Denne proces genererer radiale spændinger og udvider røret. Processen gentages, indtil røret er i færdig størrelse.

fordelene ved stangtegning er, at tegningshastighederne er relativt høje, og høje arealreduktioner (cirka 45 procent for rustfrit stål) er mulige. Ulemper er, at det er en to-personers operation, og det kræver en yderligere tegningsoperation, såsom en stiktrækning eller synke, for at fjerne spiralmønsteret.

Stik Tegning. To sorter af stik tegning er fast og flydende. Fast stik tegning bruger en hul stang forankret på bagsiden af bænken. Et smøremiddel pumpes gennem stangen til et lille hul nær fronten, så smøremiddel kan komme ind i rørets ID. En let tilspidset hårdmetalprop er gevindskåret eller loddet på enden af stangen; røret lægges over stangen, smøremiddel pumpes på OD-overfladen, og røret trækkes.

en af fordelene ved fast stik tegning (se figur 2) er, at det producerer en glat ID. En anden fordel er, at taperen gør det muligt at justere ID ‘ et for at imødekomme en stramtolerance. Selvom det kun kræver en operatør, er tegningshastigheden ret langsom, og maksimale arealreduktioner er lave—omkring 25 procent for rustfrit stål.

Floating plug tegning (se figur 3) er velegnet til at producere lang længdespoler økonomisk. Denne metode blev brugt til tegning af kobber og aluminium i mange år. Efter at smøremidlet er pumpet ind i rørets ID, indsættes et konisk stik, røret krympes for at holde stikket på plads, og røret peger. Under tegning stikket holdes på plads ved en kombination af kræfter mellem røret ID og stikket. Værktøjsdesignet er afgørende for succesen med denne proces. Die vinkler er generelt mellem 28 og 32 grader, med plug vinkler mellem 20 og 24 grader. Lejelængden skal være omkring 10 til 15 procent af die diameter. Vær opmærksom på, at et stik, der er for langt, kan forårsage ridser på ID ‘ et; et stik, der er for kort, sidder ikke.

semifloating tegning og tethered plug tegning er flydende plug processer tilpasset til tegning lige længder. Stikket er løst fastgjort til en rygstang, og røret lægges over stangen og stikket til tegning (se figur 4).

synker. Sinking er betegnelsen for tegning af et rør uden intern støtte. Det udføres normalt som et dimensioneringspas efter en stangtrækning. Den korrekte die vinkel afhænger af theD/t-forholdet; en korrekt valgt dørvinkel minimerer ændringen i vægtykkelse. Hvis væggen tykner for meget, forringes ID-overfladefinishen.

lejelængden er længere end med andre operationer, op til 50 procent af matricens diameter, for at sikre rundheden af det færdige rør.

Plug tegning og synke kan bruges til at trække et rør til en færdig størrelse.

ved udformning af en tegningsplan er forholdet mellem vægreduktion og diameterreduktion en vigtig kvalitetsovervejelse. Vægreduktioner har tendens til at stryge eller glatte ID-overfladen; diameterreduktioner har tendens til at gøre overfladen ru. Et praktisk udtryk for forholdet er K-værdien, som er lig med Perce nt-vægreduktionen divideret med den procentvise ID-reduktion. En værdi på 2 eller højerehænder for at glatte ID-overfladen. Når tidsplanen ikke egner sig til en række lodtrækninger med høj værdi, er det bedre at bruge en stavtrækning med høj værdi efterfulgt af en hård vask snarere end en række tegningsoperationer med lav værdi. Høje værdier resulterer også i lave restspændingsniveauer for koldbearbejdede rør. I et nyligt projekt, en værdi på 0.91 gav en restspænding på mere end 52.000 pund pr.kvadrat tomme (PSI) målt ved Sachs-og Espy-proceduren beskrevet i ASTM E1928. En uafgjort med en værdi på 2,2 havde et restspændingsniveau på kun 5.200 PSI. Høje værdier vil resultere i negative eller komprimerende værdier.

smøring. Smøring er en anden vigtig overvejelse, sammen med værktøj og tegning tidsplan. De fleste rørfabrikker bruger chlorerede olier til smøring af rustfrit stål og nikkellegeringer. Den korrekte viskositet kan være så lav som 8.000 sus (Saybolt Universal Seconds) eller mere end 100.000 SUS afhængigt af legering, rørstørrelse og reduktionstype.

Straightening

Straightening udføres normalt ved hjælp af en seks – eller 10-rulle roterende glattejern (se figur 5) med en kombination af bøjning og tryk. Mens bøjning har ringe effekt på egenskaber, har trykket en tendens til at øge udbyttestyrken og hæve det resterende stressniveau. At udøve det minimale pres er den bedste praksis.

efterbehandling

efterbehandling kan omfatte polering, bejdsning eller sandblæsning for at forbedre overfladens udseende og fjerne mindre ufuldkommenheder. Afsluttende inspektionsteknikker bestemmes af kundernes ordrekrav.

redaktørerne af TPJ-The Tube & Pipe Journal karrus takker røret & Pipe Association, International karrus’s ekstrudering, tegning & Tube Reducing Technology Council for dets bestræbelser på at arrangere offentliggørelsen af denne artikel.