เทคโนโลยีการขยายขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางและการจำแนกประเภทของท่อเหล็กตะเข็บตรง

ในแง่ของกระบวนการเชื่อม วิธีการเชื่อมของท่อเหล็กเชื่อมแบบเกลียวและท่อเหล็กเชื่อมตรงนั้นเหมือนกัน แต่ท่อเหล็กเชื่อมแบบตรงย่อมมีรอยเชื่อมรูปตัว T จำนวนมาก ทำให้โอกาสที่จะเกิดข้อบกพร่องในการเชื่อมเพิ่มขึ้นอย่างมาก และเศษโลหะที่เหลือจากการเชื่อมบริเวณรอยเชื่อมรูปตัว T นั้นมีความเค้นสูง ทำให้โลหะเชื่อมมักอยู่ในสภาวะความเค้นสามมิติ ซึ่งเพิ่มโอกาสที่จะเกิดรอยแตก

นอกจากนี้ ตามข้อกำหนดของกระบวนการเชื่อมแบบจุ่มอาร์ค การเชื่อมแต่ละครั้งควรมีจุดเริ่มต้นของอาร์คและจุดดับของอาร์ค อย่างไรก็ตาม ท่อเชื่อมตะเข็บตรงแต่ละท่อไม่สามารถตรงตามเงื่อนไขนี้ได้เมื่อทำการเชื่อมตะเข็บรอบวง ดังนั้นอาจมีจุดดับของอาร์คเกิดขึ้น ส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องในการเชื่อมมากขึ้น

เมื่อท่อเหล็กรับแรงดันภายใน มักจะเกิดความเค้นหลักสองประเภทบนผนังท่อ ได้แก่ ความเค้นตามแนวรัศมี δ และความเค้นตามแนวแกน δ ความเค้นลัพธ์ δ ที่รอยเชื่อมคือ โดยที่ α คือมุมเกลียวของรอยเชื่อมท่อแบบเกลียว

โดยทั่วไปมุมเกลียวของรอยเชื่อมท่อแบบเกลียวจะมีค่าเป็นองศา ดังนั้นความเค้นที่เกิดขึ้นที่รอยเชื่อมแบบเกลียวจึงเป็นความเค้นหลักของท่อเชื่อมแบบตะเข็บตรง ภายใต้แรงดันใช้งานเดียวกัน ความหนาของผนังท่อเชื่อมแบบเกลียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันสามารถลดลงได้เมื่อเทียบกับท่อเชื่อมแบบตะเข็บตรง

เทคโนโลยีการขยายขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเชื่อมตะเข็บตรง:
1. ในขั้นตอนการปัดเศษเบื้องต้น จะเปิดบล็อกส่วนต่างๆ จนกระทั่งบล็อกส่วนทั้งหมดสัมผัสกับผนังด้านในของท่อเหล็ก ในขณะนี้ รัศมีของแต่ละจุดในท่อกลมด้านในของท่อเหล็กภายในช่วงขั้นตอนจะเกือบเท่ากัน และท่อเหล็กจะถูกปัดเศษในขั้นต้น
2. ในขั้นตอนการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่กำหนด บล็อกส่วนโค้งจะเริ่มลดความเร็วในการเคลื่อนที่จากตำแหน่งด้านหน้าจนกระทั่งถึงตำแหน่งที่ต้องการ ซึ่งก็คือตำแหน่งเส้นรอบวงภายในที่ต้องการของท่อสำเร็จรูป
3. ในขั้นตอนการชดเชยการดีดกลับ บล็อกส่วนโค้งจะเริ่มลดความเร็วลงอีกจากตำแหน่งในขั้นตอนที่ 2 จนกระทั่งถึงตำแหน่งที่ต้องการ ตำแหน่งนี้คือตำแหน่งเส้นรอบวงด้านในของท่อเหล็กก่อนที่จะเกิดการดีดกลับตามที่ออกแบบไว้ในกระบวนการออกแบบ
4. ในขั้นตอนการรักษาแรงดันและเสถียรภาพ บล็อกรูปทรงภาคตัดขวางจะคงอยู่ในตำแหน่งรอบวงด้านในของท่อเหล็กเป็นระยะเวลาหนึ่งก่อนที่จะดีดตัวกลับ นี่คือขั้นตอนการรักษาแรงดันและเสถียรภาพที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์และกระบวนการขยายเส้นผ่านศูนย์กลาง
5. ในขั้นตอนการคลายตัวกลับ บล็อกส่วนโค้งจะเริ่มหดตัวอย่างรวดเร็วจากตำแหน่งเส้นรอบวงด้านในของท่อเหล็ก ก่อนที่จะดีดตัวกลับจนถึงตำแหน่งการขยายตัวเริ่มต้น นี่คือเส้นผ่านศูนย์กลางการหดตัวขั้นต่ำของบล็อกส่วนโค้งที่จำเป็นสำหรับกระบวนการขยายตัว

การจำแนกประเภทของท่อเหล็กตะเข็บตรง:
1. ท่อเหล็กเชื่อมความถี่สูงแบบตะเข็บตรง: ท่อเหล็กเชื่อมความถี่สูงแบบตะเข็บตรงเป็นท่อเหล็กเชื่อมที่ใช้เหล็กแผ่นรีด (แผ่นม้วน) เป็นวัตถุดิบ โดยใช้กระบวนการเชื่อมความถี่สูงและผลิตอย่างต่อเนื่องบนสายการผลิต ความแข็งแรงของวัสดุโดยทั่วไปต่ำกว่า 450 MPa และวัสดุที่ใช้ได้แก่ J55, L450, X60, Q235, Q345, Q420 และ Q460 ช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเหล็กเชื่อมแบบตะเข็บตรงคือ 14-610 มม. และความหนาของผนังคือ 1-23.8 มม. ท่อเหล็กเชื่อมความถี่สูงแบบตะเข็บตรงใช้กระบวนการขึ้นรูปต่อเนื่องแบบหลายแร็คที่มีประสิทธิภาพการผลิตสูง (ความเร็วในการผลิต 15-40 เมตร/นาที) สายการผลิตมีอุปกรณ์ครบครันสำหรับการปรับขนาด การยืด การปัดเศษ และอุปกรณ์อื่นๆ ท่อเหล็กมีความกลมและความตรงที่ดีเยี่ยม และการเชื่อมก็ดียิ่งขึ้น
2. ท่อเชื่อมแบบจุ่มอาร์คตามแนวยาว: ท่อเชื่อมแบบจุ่มอาร์คตามแนวยาวผลิตโดยใช้แผ่นเหล็กแผ่นเดียวเป็นวัตถุดิบ ผ่านกระบวนการขึ้นรูป JCO หรือ UO การเชื่อมแบบจุ่มอาร์ค หรือการผสมผสานระหว่างการเชื่อมแบบจุ่มอาร์คกับกระบวนการเชื่อมอื่นๆ ที่นิยมใช้กันทั่วไป ได้แก่ X70, X80, X120 เป็นต้น ท่อเชื่อมแบบจุ่มอาร์คตามแนวยาวมีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 406-1422 มม. และความหนาของผนังท่อตั้งแต่ 8-44.5 มม.

ในด้านกระบวนการเชื่อมขอบ จะใช้เครื่องกัด ในด้านการขึ้นรูป นอกเหนือจากเทคโนโลยี JCO และ UO แบบดั้งเดิมแล้ว ผู้ผลิตบางรายยังใช้เทคโนโลยีการขึ้นรูปก้าวหน้าขั้นสูง (PFP) และเทคโนโลยีการขึ้นรูปด้วยการดัดม้วน (RBE) ในด้านการเชื่อม จะใช้เครื่องเชื่อมก่อนเชื่อมแบบอัตโนมัติโดยใช้ก๊าซอาร์กอนหรือก๊าซ CO2 และอุปกรณ์เชื่อมแบบจุ่มอาร์คภายในและภายนอกแบบหลายสาย (4 สายและ 5 สาย) และใช้อุปกรณ์จ่ายไฟแบบคลื่นสี่เหลี่ยมและคลื่นกำลัง ในด้านการขยายเส้นผ่านศูนย์กลาง จะทำการขยายท่อตลอดความยาวด้วยเครื่องจักร ในด้านการตรวจสอบ จะต้องมีการตรวจจับข้อบกพร่องแบบออนไลน์บนแผ่นเหล็ก และทำการตรวจจับข้อบกพร่องด้วยรังสีเอกซ์แบบอัตโนมัติและการทดสอบแรงดันไฮดรอลิกบนท่อเหล็กหลังการเชื่อม และทำการตรวจจับข้อบกพร่องด้วยรังสีเอกซ์แบบออนไลน์หรือออฟไลน์ครั้งที่สองหลังจากการขยายเส้นผ่านศูนย์กลาง

การพ่นทรายและการกำจัดสนิมของท่อเหล็กตะเข็บตรงใช้มอเตอร์กำลังสูงขับเคลื่อนใบพ่นให้หมุนด้วยความเร็วสูง เพื่อพ่นสารขัดถู เช่น เม็ดเหล็ก ทรายเหล็ก ลวดเหล็ก และแร่ธาตุต่างๆ ลงบนพื้นผิวของท่อเหล็กตะเข็บตรงภายใต้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางอันทรงพลังของมอเตอร์ ไม่เพียงแต่จะสามารถกำจัดออกไซด์ สนิม และสิ่งสกปรกได้เท่านั้น แต่ยังช่วยให้ท่อเหล็กตะเข็บตรงมีพื้นผิวที่เรียบเนียนสม่ำเสมอตามต้องการภายใต้การกระทำของแรงกระแทกและแรงเสียดทานอันรุนแรงของสารขัดถูอีกด้วย

การพ่นทรายและการกำจัดสนิมของท่อเหล็กตะเข็บตรงใช้มอเตอร์กำลังสูงขับเคลื่อนใบพ่นให้หมุนด้วยความเร็วสูง เพื่อพ่นสารขัดถู เช่น เม็ดเหล็ก ทรายเหล็ก ลวดเหล็ก และแร่ธาตุต่างๆ ลงบนพื้นผิวของท่อเหล็กตะเข็บตรงภายใต้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางอันทรงพลังของมอเตอร์ ไม่เพียงแต่จะสามารถกำจัดออกไซด์ สนิม และสิ่งสกปรกได้เท่านั้น แต่ยังช่วยให้ท่อเหล็กตะเข็บตรงมีพื้นผิวที่เรียบเนียนสม่ำเสมอตามต้องการภายใต้การกระทำของแรงกระแทกและแรงเสียดทานอันรุนแรงของสารขัดถูอีกด้วย

หลังจากพ่นกำจัดสนิมแล้ว ไม่เพียงแต่จะช่วยเพิ่มการดูดซับทางกายภาพบนพื้นผิวท่อเหล็กเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มการยึดเกาะเชิงกลระหว่างชั้นป้องกันการกัดกร่อนกับพื้นผิวท่อเหล็กอีกด้วย ดังนั้น การพ่นกำจัดสนิมจึงเป็นวิธีการกำจัดสนิมที่เหมาะสมสำหรับการป้องกันการกัดกร่อนของท่อส่ง โดยทั่วไปแล้ว การพ่นทรายมักใช้สำหรับการบำบัดพื้นผิวด้านในของท่อเหล็ก และการพ่นทรายมักใช้สำหรับการบำบัดพื้นผิวด้านนอกของท่อเหล็กแบบตรง