ปัญหาด้านอุณหภูมิและการหล่อลื่นในกระบวนการผลิตท่อเหล็กตะเข็บตรง

ในกระบวนการผลิตท่อเหล็กตะเข็บตรงอุณหภูมิจะต้องถูกควบคุมอย่างเข้มงวด เพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือของการเชื่อม หากอุณหภูมิต่ำเกินไป อาจทำให้ตำแหน่งการเชื่อมไม่ถึงอุณหภูมิที่ต้องการสำหรับการเชื่อม เมื่อโครงสร้างโลหะส่วนใหญ่ยังคงแข็งตัวอยู่ โลหะที่ปลายทั้งสองข้างจะแทรกซึมและเชื่อมติดกันได้ยาก ในขณะนั้น เมื่ออุณหภูมิสูงเกินไป โลหะจำนวนมากในตำแหน่งการเชื่อมจะอยู่ในสถานะหลอมเหลว เนื้อสัมผัสของส่วนเหล่านี้จะอ่อนนุ่มและไหลได้ และอาจมีหยดโลหะหลอมเหลว เมื่อโลหะดังกล่าวหยดลงมา จะมีโลหะไม่เพียงพอสำหรับการแทรกซึม และเมื่อทำการเชื่อม จะเกิดความไม่สม่ำเสมอในการเชื่อม ทำให้เกิดรูหลอมเหลว ดังนั้น ผู้ผลิตอุปกรณ์บำบัดน้ำเสียแบบครบวงจรจึงเตือนว่า อุณหภูมิจะต้องถูกควบคุมอย่างเข้มงวดในระหว่างกระบวนการผลิตท่อเชื่อมตามยาว ผู้ผลิตที่มีมาตรฐานจะมีเทคโนโลยีการควบคุมที่ทันสมัยมาก ดังนั้นในกระบวนการผลิตจึงสามารถควบคุมอุณหภูมิได้ตามต้องการ เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นเราจึงควรซื้อท่อเชื่อมตามยาวจากผู้ผลิตที่มีมาตรฐาน

ท่อเหล็กตะเข็บตรงที่ขยายตัวด้วยความร้อนส่วนใหญ่จะมีอุณหภูมิประมาณ 1200°C และอุณหภูมิจะต่ำลงเล็กน้อยเมื่อปริมาณคาร์บอนและธาตุผสมอื่นๆ มากขึ้น หัวใจสำคัญของการให้ความร้อนแก่ท่อเหล็กตะเข็บตรงคือการลดปริมาณตะกรันให้น้อยที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการอัดขึ้นรูปด้วยความร้อน ข้อกำหนดสำหรับท่อเหล็กตะเข็บตรง 16Mn นั้นเข้มงวดกว่าในแง่ของอายุการใช้งานของเครื่องมือและลักษณะของท่อที่อัดขึ้นรูป ในกระบวนการผลิตท่อเหล็กตะเข็บตรง 16Mn เนื่องจากกระบวนการผลิตดำเนินการในสภาวะร้อน การให้ความร้อนจึงเป็นกระบวนการที่สำคัญมากในการกำหนดผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ท่อเหล็กตะเข็บตรง เช่น เตาเผาสำหรับการให้ความร้อน ตามผลกระทบของมัน จะเกิดความเค้นตกค้างเนื่องจากการระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ ความเค้นตกค้างคือความเค้นสมดุลภายในโดยไม่มีแรงภายนอก เหล็กรูปทรงต่างๆ ที่รีดร้อนจะมีแรงเค้นตกค้างประเภทนี้ โดยทั่วไป ยิ่งขนาดหน้าตัดของเหล็กรูปทรงใหญ่ขึ้นเท่าใด ความเค้นตกค้างก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แม้ว่าความเค้นตกค้างจะอยู่ในภาวะสมดุลด้วยตนเอง แต่ก็ยังคงมีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของชิ้นส่วนเหล็กภายใต้การกระทำของแรงภายนอก

หากอุณหภูมิในการเชื่อมท่อเหล็กตะเข็บตรงไม่ได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสม อาจส่งผลเสียต่อการเสียรูป ความเสถียร และความต้านทานต่อความล้า อุณหภูมิในการเชื่อมแบ่งออกเป็นสองประเภท คือ เตาให้ความร้อนและเตาให้ความร้อนซ้ำ เตาให้ความร้อนใช้สำหรับให้ความร้อนแก่ชิ้นงานจากอุณหภูมิปกติไปจนถึงอุณหภูมิที่ต้องการแปรรูป ส่วนเตาให้ความร้อนซ้ำใช้สำหรับให้ความร้อนแก่ชิ้นงานอีกครั้งจนถึงอุณหภูมิที่ต้องการแปรรูปในระหว่างกระบวนการผลิต การให้ความร้อนที่ไม่เหมาะสมแก่ท่อเหล็กตะเข็บตรงจะเป็นสาเหตุของการแตกร้าว รอยพับ และความเบี้ยวบนพื้นผิวด้านในหรือด้านนอกของชิ้นงานท่อ

มีหลายวิธีในการสร้างเตาให้ความร้อนสำหรับท่อเหล็กตะเข็บตรง แต่เตาให้ความร้อนแบบทดลองเป็นวิธีที่ใช้กัน เตาให้ความร้อนชนิดนี้มีฐานเตาเป็นรูปวงแหวน ซึ่งสามารถหมุนได้อย่างช้าๆ แท่งเหล็กจะถูกป้อนเข้าไปจากทางเข้าตามแนวเส้นผ่านศูนย์กลางของฐานเตา และจะได้รับความร้อนอย่างสม่ำเสมอจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดเมื่อหมุนกลับและนำไปใช้งานที่ทางออก กุญแจสำคัญของการให้ความร้อนนี้คือการให้ความร้อนแก่แท่งเหล็กอย่างสม่ำเสมอจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการแปรรูป เนื่องจากกระบวนการเจาะรูมีผลกระทบอย่างมากต่อวัสดุ กล่าวคือ อุณหภูมิในระหว่างกระบวนการเจาะรูเป็นเงื่อนไขสำคัญที่มีอิทธิพล ดังนั้นโดยทั่วไปจึงจำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิของแท่งเหล็กในระหว่างกระบวนการเจาะรู

ในกระบวนการผลิตท่อเหล็กตะเข็บตรง จำเป็นต้องใช้ผลิตภัณฑ์ร่วมอย่างหนึ่ง นั่นคือ สารหล่อลื่นแก้ว ก่อนหน้านี้มีการใช้กราไฟต์เป็นสารหล่อลื่น เนื่องจากในขณะนั้นยังไม่มีผลิตภัณฑ์ดังกล่าวในตลาด ดังนั้นกราไฟต์จึงใช้ได้เพียงเป็นสารหล่อลื่น แต่หลังจากใช้งานไปนานๆ ก็จะพบปัญหาบางประการ นั่นคือ ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของกราไฟต์สูงมาก แต่ประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนกันความร้อนกลับต่ำมาก ด้วยเหตุนี้ อุณหภูมิของแม่พิมพ์จะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะทำให้ท่อเหล็กตะเข็บตรงสึกหรอได้ง่าย จนทำให้ผลิตภัณฑ์ไม่สามารถใช้งานได้นาน ดังนั้น ผู้ผลิตจึงมองหาผลิตภัณฑ์ที่สามารถทดแทนกราไฟต์ได้ นั่นคือ สารหล่อลื่นแก้ว แต่เหตุใดจึงต้องใช้สารหล่อลื่นแก้วนั้น เพราะมีข้อดีหลายประการสำหรับเตาหลอมแบบรถเข็น ประการแรก ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนค่อนข้างต่ำ จึงสามารถช่วยรักษาอุณหภูมิได้ และยังช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ได้อีกด้วย