Kylmävetoperiaatteet

Kuva 1: sauva piirustus käyttää kuolee määrittää putken OD ja sauva määrittää putken ID.

putken piirtäminen koosta toiseen kuulostaa yksinkertaiselta. Prosessissa on kaksi päävaihetta: murskaus toisesta päästä (tunnetaan myös nimellä putken osoittaminen), sitten piirustus sen läpi kuolee, joka on oikea ID. Kun prosessi on valmis, putken OD vastaa die: n ID.

todellisuudessa se on paljon monimutkaisempaa. Onnistunut arvonta on viiden eri askeleen tuote:

1. raaka-aineen hankinta
2. sen valmistaminen piirustusta varten
3. piirustus
4. suoristus
5. viimeistely ja lopputarkastus

uudelleen piirtämiseen tarkoitetut putket voivat olla joko hitsattuja tai saumattomia. Uudelleen piirtämisprosessi on pohjimmiltaan sama; siksi tässä artikkelissa kuvatut prosessit koskevat molempia.

hitsatut letkut valmistetaan nauhasta, joka on valssattu, halkaistu ja kelattu. Kun Kela on toimitettu putken tuotantolaitokseen, se päällystetään ja syötetään myllyyn, joka muodostaa sen putkimaiseen muotoon ja tuloksena oleva sauma hitsataan. Hiili-ja niukkaseosteiset teräkset ovat yleensä sähkövastushitsattuja (ERW), kun taas ruostumattomat teräkset ovat kaasuvolframikaarihitsattuja (GTAW).

saumattomat letkut voivat olla peräisin lävistetyistä letkuista (hiili-tai niukkaseosteinen teräs) tai suulakepuristeista (ruostumaton, korkeaseosteinen teräs ja nikkelipohjaiset seokset). Niitä voidaan jatkojalostaa pyhiinvaeltamalla tai pelkistämällä. Toinen raaka-aine on porattu palkki, jota yleensä käytetään erityisiä seoksia tai toleransseja.

vaikka tässä käsitellyt laitteet ja menettelyt voivat koskea useimpia seoksia, ne on suunnattu ensisijaisesti hiili-ja niukkaseosteiselle teräkselle, ruostumattomalle teräkselle ja nikkelipohjaisille seoksille. Kuparia ja alumiinia tuotetaan yleensä suuren volyymin prosesseilla, kun taas titaani-ja zirkoniumseokset soveltuvat paremmin pieniin, erikoistuneisiin prosesseihin, kuten pyhiinvaellukseen ja putkien valssaukseen.

hankinnat

arvonta alkaa raaka-aineen hankinnalla. Ostotoimeksiannossa on ilmoitettava materiaalin kemia ja mitat, mukaan lukien toleranssit—koko, seinämän paksuus, samankeskisyys ja suoruus. Useimmissa tapauksissa hehkutettu ominaisuudet on määritelty mahdollisimman pehmeyttä. Nämä vaatimukset voidaan sisällyttää patentoituun spesifikaatioon tai ASTM -, AMS-tai MIL-koodiin tai spesifikaatioon.

osoittaminen

seuraava vaihe on osoittaminen, joka on prosessi, jossa putken päässä olevan materiaalin halkaisijaa pienennetään useita senttejä, jotta se pääsee piirtomuottiin. Kolme yleisintä osoitusmenetelmää ovat push-pointing, rotary swaging ja squeeze pointing. Joissakin tapauksissa fosfaattipinnoite tai saippuakalvo levitetään ennen piirtämistä.

piirustus

Vetopenkit ovat yleensä mekaanisia ja niissä on kolme osaa: takapenkki, suulake ja etuosa. Vetovaunussa olevat leuat tarttuvat putkeen ja vaunun takaosassa oleva koukku kytkee liikkuvan ketjun, joka vetää putken muotin läpi. Stanssit ovat yleisimmin sintrattuja volframikarbidi-inserttejä, joissa on koboltin sideaine, jotka on kutistettu-sovi teräsvaippaan.

putket vedetään valmiiseen kokoon käyttäen yhtä tai useampaa seuraavista toimista:

kuva 5: suoristajat käyttävät taivutusvoimia ja vierintäliikettä putken suoristamiseen. Yleisissä kokoonpanoissa käytetään joko kuutta tai 10 rullaa.

• tanko-tai karapiirros
• Pistopiirros, myös kiinteä, kelluva ja puolilouhintainen (ankkuroitu)
• uppoava

Tankopiirros. Tangon vedon aikana putken poraukseen työnnetään karkaistu teräsrauta, joka on osoitettu. Kun putki on syötetty muottiin (KS.Kuva 1), putken pinnalle pumpataan voiteluöljyä, vaunun leuat tarttuvat putkeen tai sauvan kärkeen, vaunun koukku kytkeytyy ketjuun ja putki vedetään muotin läpi. Die halkaisija määrittää OD; sauva halkaisija määrittää ID koko. Oikea die valintaminimoi seinämän paksuus muuttuu ennen putki koskettaa karan.

yleensä raskasseinäiset putket tuppaavat ohentumaan ennen kuin koskettavat tankoa; vaaleat seinät paksuuntuvat. Korkea-kulma kuolee taipumus ohentaa seinää ja matala-kulma kuolee taipumus paksuuntua seinään. On tärkeää muistaa, että optimaalinen die kulma vaihtelee halkaisija-paksuus (d/t) suhde.

kun putki on vedetty, sitä on laajennettava sauvanpoistoa varten. Yleinen tapa on soveltaa painetta pyörittämällä putkea samalla kun se kulkee ristirullien läpi. Tämä prosessi synnyttää säteittäisiä jännityksiä ja laajentaa putkea. Prosessi toistetaan, kunnes putki on valmiissa koossa.

sauvapiirustuksen etuna on se, että piirtonopeudet ovat suhteellisen suuret ja pinta-alan suuret pienennykset (ruostumattomalla teräksellä noin 45 prosenttia) ovat mahdollisia. Haittapuolena on se, että kyseessä on kahden hengen operaatio ja se vaatii ylimääräisen piirustusoperaation, kuten pistotulpan vedon tai uppoamisen, spiraalikuvion poistamiseksi.

Pistokepiirros. Kaksi lajia pistoke piirustus on kiinteä ja kelluva. Kiinteä pistoke piirustus käyttää ontto sauva ankkuroitu takana penkki. Voiteluaine pumpataan tangon läpi pieneen reikään lähellä etuosaa, jolloin voiteluaine pääsee putken ID: hen. Hieman kapeneva volframikarbidin pistoke kierteitetään tai juotetaan sauvan päähän; putki Ladataan tangon päälle, voiteluaine pumpataan OD-pinnalle ja putki vedetään.

yksi kiinteän pistotulpan piirtämisen eduista (KS.kuva 2) on se, että se tuottaa tasaisen ID: n. Toinen etu on, että kartio mahdollistaa ID: n säätämisen tiukkatoleranssiin. Vaikka se vaatii vain yhden operaattorin, piirtonopeus on melko hidas, ja suurin pinta—alan vähennys on pieni-noin 25 prosenttia ruostumattomasta teräksestä.

kelluva pistokepiirros (KS.kuva 3) soveltuu hyvin pitkäpitkäpaalujen tuottamiseen taloudellisesti. Tätä menetelmää käytettiin kuparin ja alumiinin piirtämiseen useita vuosia. Kun voiteluaine pumpataan putken ID: hen, lisätään kapeneva tulppa, putki puristetaan pitämään tulppa paikallaan ja putki on suunnattu. Vedon aikana pistoke pidetään paikallaan putken ID: n ja pistotulpan välisten voimien yhdistelmällä. Työkalusuunnittelu on ratkaisevaa tämän prosessin onnistumiselle. Die kulmat ovat yleensä välillä 28 ja 32 astetta, pistokulmat välillä 20 ja 24 astetta. Kantavan pituuden tulisi olla noin 10-15 prosenttia die halkaisija. Huomaa, että pistoke, joka on liian pitkä voi aiheuttaa naarmuja ID; pistoke, joka on liian lyhyt ei istu.

Puolipoistopiirustus ja kytkinpistopiirustus ovat suorien pituuksien piirtämiseen sovitettuja kelluvia pistoprosesseja. Tulppa kiinnitetään löyhästi takatankoon ja putki Ladataan tangon ja tulpan päälle vetämistä varten (ks.Kuva 4).

uppoaminen. Uppoaminen tarkoittaa putken piirtämistä ilman sisäistä tukea. Se suoritetaan yleensä mitoitussyöttönä sauvanvedon jälkeen. Oikea die kulma riippuu theD / t suhde; oikein valittu die kulma minimoi muutos seinämän paksuus. Jos seinä paksunee liikaa, ID – pinnan viimeistely heikkenee.

laakeripituus on pidempi kuin muissa operaatioissa, enintään 50 prosenttia muotin halkaisijasta valmiin putken pyöreyden varmistamiseksi.

Pistokevedolla ja-upotuksella voidaan piirtää putki valmiiseen kokoon.

piirrosaikataulua suunniteltaessa seinän pienennyksen ja halkaisijan pienennyksen suhde on tärkeä laatunäkökohta. Seinä vähennykset yleensä rautaa, tai sileä, ID pinta; halkaisijan pienennykset pyrkivät karhentamaan pintaa. Sopiva ilmaus suhteelle on Q-arvo, joka on yhtä suuri kuin perce nt-seinävähennys jaettuna prosenttimääräisellä ID-vähennyksellä. Q-arvo on 2 tai highertends id-pinnan tasoittamiseksi. Kun aikataulu ei sovellu sarjaan korkean Q-arvon arvontoja, on parempi käyttää korkean Q-arvon tankoarvontaa, jota seuraa kova pesuallas, kuin sarja matalan Q-arvon arvontaoperaatioita. Korkeat Q-arvot johtavat myös alhaisiin jäännösjännitystasoihin kylmätyöstetyissä putkissa. Tuoreessa projektissa Q-arvo on 0.91 tuotti yli 52 000 paunan jäännösjännityksen neliötuumaa kohti (PSI) mitattuna ASTM E1928: ssa kuvatulla Sachs-ja Espy-menetelmällä. Arvonnassa, jonka Q-arvo oli 2,2, jäännösjännitystaso oli vain 5 200 PSI. Korkeat Q-arvot johtaisivat negatiivisiin eli puristaviin arvoihin.

voitelu. Voitelu on toinen tärkeä näkökohta, yhdessä työkalut ja piirustus aikataulu. Useimmat putkimyllyt käyttävät kloorattuja öljyjä ruostumattomien terästen ja nikkeliseosten voiteluun. Oikea viskositeetti voi olla niinkin alhainen kuin 8000 sus (Saybolt Universal Seconds) tai yli 100000 sus riippuen metalliseoksesta, putken koosta ja pelkistystyypistä.

suoristus

suoristus suoritetaan yleensä käyttämällä kuusi-tai 10-rullaista pyörösuoristinta (KS.kuva 5), jossa käytetään taipuisuuden ja paineen yhdistelmää. Vaikka flex ei juurikaan vaikuta ominaisuuksiin, paine pyrkii lisäämään myötölujuutta ja nostamaan jäännösjännitystasoa. Minimipaine on paras käytäntö.

viimeistely

viimeistely voi sisältää kiillotusta, peittausta tai hiekkapuhallusta pinnan ulkonäön parantamiseksi ja pienten puutteiden poistamiseksi. Lopputarkastustekniikat määräytyvät asiakkaiden tilausvaatimusten mukaan.

TPJ-The Tube & Pipe Journal® – lehden toimittajat kiittävät The Tube & Pipe Association, International®’s Extracture, Drawing & Tube Reducing Technology Council-julkaisua sen ponnisteluista tämän artikkelin julkaisemisen järjestämiseksi.