Стальная труба, изготовленная методом подводной дуговой сваркиВведение в процесс высокочастотной сварки:
1. Контроль зазора между сварными швами: После прокатки на нескольких роликах стальная полоса подается в сварочный трубопрокатный стан. Полосная полоса постепенно прокатывается, образуя заготовку круглой трубы с зазором. Регулировка степени обжатия экструзионного ролика позволяет контролировать зазор между сварными швами в пределах 1–3 мм, обеспечивая плотное прилегание концов сварных швов. Если зазор слишком велик, эффект сближения снижается, тепловая энергия вихревых токов недостаточна, сварной шов плохо скреплен, что приводит к несплавлению или растрескиванию. Если зазор слишком мал, эффект сближения усиливается, тепловая энергия сварки слишком велика, и сварной шов может прогореть; или после экструзии и прокатки в сварном шве образуется глубокая ямка, что влияет на внешний вид сварного шва.
2. Контроль температуры сварки: Согласно формуле, на температуру сварки влияет тепловая мощность высокочастотных вихревых токов. Тепловая мощность высокочастотных вихревых токов зависит от частоты тока, и она пропорциональна квадрату частоты стимулирующего тока; а частота стимулирующего тока зависит от стимулирующего напряжения, тока, емкости и индуктивности. Индуктивность = магнитный поток/ток. В формуле: f — частота возбуждения (Гц); C — емкость в контуре возбуждения (F = напряжение/электроэнергия); L — индуктивность в контуре возбуждения. Частота возбуждения обратно пропорциональна квадратному корню из емкости и индуктивности в контуре возбуждения. Она может быть пропорциональна квадратному корню из напряжения и тока, как видно из приведенной выше формулы. Просто изменяя емкость, индуктивность или напряжение и ток в цепи, можно изменить величину частоты возбуждения и таким образом достичь цели контроля температуры сварки. Для низкоуглеродистой стали контроль температуры сварки в диапазоне 1250–1460 °C может удовлетворить требованиям к проплавлению для стенок труб толщиной 3–5 мм. Кроме того, температуру сварки можно также достичь путем регулирования скорости сварки. Край сварного шва, нагретый до температуры, не достигает необходимой температуры сварки, и при недостаточном подводимом тепле металлическая структура остается твердой, образуя неполное сплавление или неполное проплавление; когда Если подводимого тепла недостаточно, край нагретого сварного шва превышает температуру сварки, происходит перегрев или каплеобразование, и в сварном шве образуется расплавленное отверстие.
3. Контроль силы экструзии: Под действием экструзионного ролика два края заготовки трубы нагреваются до температуры сварки. Образующиеся вместе металлические зерна проникают и кристаллизуются друг в друга, образуя в итоге прочный сварной шов. Если сила экструзии слишком мала, количество образующихся вместе кристаллов будет небольшим, прочность сварного шва снизится, и после приложения напряжения появятся трещины; если сила экструзии слишком велика, расплавленный металл будет выдавливаться из сварного шва, что не только снизит прочность сварного шва, но и приведет к образованию множества внутренних и внешних заусенцев, а также к появлению дефектов, таких как нахлесты.
4. Регулировка положения высокочастотной индукционной катушки: чем больше эффективное время нагрева, тем ближе высокочастотная индукционная катушка должна располагаться к экструзионному ролику. Если индукционная катушка находится далеко от экструзионного ролика, зона термического воздействия становится шире, а прочность сварного шва снижается; наоборот, край сварного шва недостаточно нагревается, и форма после экструзии получается некачественной. Площадь поперечного сечения импеданса, как правило, не должна быть меньше 70% от площади поперечного сечения внутреннего диаметра стальной трубы. Возникает эффект близости, и тепло вихревых токов концентрируется вблизи края сварного шва заготовки трубы, нагревая край заготовки трубы до температуры сварки. Резистор протягивается в заготовке трубы стальной проволокой, и его центральное положение должно быть относительно зафиксировано близко к центральному положению экструзионного ролика. При запуске, из-за быстрого перемещения заготовки лампы, резистор изнашивается из-за трения о внутреннюю стенку заготовки лампы и требует частой замены.
Во-шестых, после сварки и экструзии образуются сварочные рубцы. Для их удаления следует полагаться на быстрое движение свариваемой трубы. Заусенцы внутри сварной трубы, как правило, не удаляются.
Технические требования и методы контроля для стальных труб, сваренных высокочастотной сваркой:
Номинальный диаметр сварной стальной трубы составляет 6–150 мм, а номинальная толщина стенки — 2,0–6,0 мм. Длина сварной трубы обычно составляет 4–10 метров в соответствии с требованиями стандарта GB3092 «Сварные стальные трубы для транспортировки жидкостей под низким давлением». Трубы могут поставляться фиксированной или двойной длины. Поверхность стальной трубы должна быть гладкой, дефекты, такие как складки, трещины, расслоения и нахлест, не допускаются. Допускаются незначительные дефекты поверхности стальной трубы, такие как царапины, смещение сварного шва, следы ожогов и рубцы, не превышающие отрицательного направления толщины стенки. Толщина стенки сварного шва увеличена, и внутренний сварной шов усилен, что должно соответствовать требованиям стандарта. Стальная труба должна выдерживать определенное внутреннее давление, а сварные стальные трубы должны быть подвергнуты механическим испытаниям, испытанию на сплющивание и испытанию на расширение поверхности. При необходимости проводится испытание давлением 2,5 МПа с выдержкой в течение одной минуты без утечек. Рекомендуется использовать вихретоковый дефектоскоп вместо гидравлического контроля. Вихретоковый дефектоскоп проводится в соответствии со стандартом GB7735 «Метод вихретокового дефектоскопического контроля стальных труб». Метод вихретокового дефектоскопического контроля заключается в закреплении зонда на раме, поддержании расстояния 3–5 мм между дефектоскопом и сварным швом и детальном сканировании сварного шва путем быстрого перемещения стальной трубы. Сигнал дефектоскопии автоматически обрабатывается и сортируется вихретоковым дефектоскопом для достижения цели дефектоскопии.
Дата публикации: 04.01.2023