فرآیند تولید لوله بدون درز
لولههای بدون درز، به دلیل عدم وجود درز جوشکاری، استحکام و مقاومت بالاتری نسبت به لولههای درزدار دارند. فرآیند تولید این لولهها شامل مراحل اصلی زیر است:
- سوراخکاری و سنبهزنی: در این مرحله، شمش فولادی گرم شده با استفاده از یک سنبه و غلتکهای مخصوص سوراخ شده و به شکل یک پوسته توخالی درمیآید.
- نورد: پوسته توخالی به دست آمده در مرحله قبل، تحت فشار غلتکها قرار گرفته و به قطر و ضخامت مورد نظر میرسد.
- عملیات تکمیلی: پس از نورد، لولهها تحت عملیات حرارتی و پرداختکاری قرار میگیرند تا خواص مکانیکی آنها بهبود یابد.
تاریخچه و توسعه فرآیند تولید
اختراع روش سوراخکاری متقاطع توسط برادران مانسمان در اواخر قرن نوزدهم، نقطه عطفی در تولید صنعتی لولههای بدون درز بود. با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی، روشهای مختلفی برای تولید لولههای بدون درز توسعه یافت. امروزه، بسته به اندازه و نوع لوله، از روشهای مختلفی مانند نورد مداوم، سنبهزنی چند مرحلهای و اکستروژن استفاده میشود.
مزایای لولههای بدون درز
- استحکام بالا: به دلیل عدم وجود درز جوشکاری، مقاومت بسیار بالایی در برابر فشار و تنش دارند.
- دوام بالا: عمر مفید طولانیتری نسبت به لولههای درزدار دارند.
- یکپارچگی ساختاری: سطح داخلی و خارجی لوله کاملا صاف و یکنواخت است.
- مقاومت در برابر خوردگی: به دلیل یکپارچگی ساختاری، مقاومت بهتری در برابر خوردگی دارند.
کاربردهای لولههای بدون درز
لولههای بدون درز به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد خود، در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاهی، خودروسازی و صنایع شیمیایی کاربرد گستردهای دارند.
در کل، فرآیند تولید لولههای بدون درز یک فرآیند پیچیده و دقیق است که نیازمند تجهیزات و تکنولوژی پیشرفته میباشد. این لولهها به دلیل کیفیت بالا و عملکرد مطمئن، در صنایع مختلفی به عنوان یک انتخاب ایدهآل مطرح هستند.
تولید لوله بدون درز
در فرآیند تولید لوله بدون درز، شمشهای فولادی پس از پیش گرمایش در کوره، وارد دستگاه سوراخکاری میشوند. در این دستگاه، با استفاده از یک سنبه و غلتکهای قدرتمند، شمش سوراخ شده و به شکل یک پوسته توخالی درمیآید. این پوسته سپس وارد مرحله نورد میشود تا به قطر و ضخامت مورد نظر برسد.
در دستگاه نورد، پوسته توخالی بین دو غلتک مخروطی شکل که با سرعت و زاویه مشخصی میچرخند، قرار میگیرد. با چرخش غلتکها، پوسته به تدریج کشیده شده و به شکل یک لوله توپر تبدیل میشود. برای دستیابی به ابعاد دقیق و کیفیت سطح مورد نظر، ممکن است چندین مرحله نورد انجام شود.
پس از اتمام فرآیند نورد، لولهها به مرحله تکمیل منتقل میشوند. در این مرحله، عملیات حرارتی، ماشینکاری، پرداختکاری و آزمایشهای کنترل کیفیت بر روی لولهها انجام میشود.
مراحل کلی تولید لوله بدون درز به شرح زیر است:
پیش گرمایش شمش: شمشهای فولادی در کوره به دمای مشخصی میرسند تا قابلیت شکلپذیری آنها افزایش یابد.
سوراخکاری: شمش در دستگاه سوراخکاری به شکل یک پوسته توخالی درمیآید.
نورد: پوسته توخالی در دستگاه نورد به قطر و ضخامت مورد نظر میرسد.
تکمیل: لولههای تولید شده تحت عملیات حرارتی، ماشینکاری و کنترل کیفیت قرار میگیرند.
نکات مهم در تولید لوله بدون درز
دمای مناسب: دمای شمش و غلتکها در هر مرحله از فرآیند باید به دقت کنترل شود تا کیفیت محصول نهایی تضمین شود.
سرعت و فشار: سرعت چرخش غلتکها و فشار وارده بر شمش باید به گونهای تنظیم شود که از ایجاد عیوب در لوله جلوگیری شود.
مواد اولیه: کیفیت مواد اولیه به کار رفته در تولید لولههای بدون درز نقش بسیار مهمی در خواص مکانیکی و شیمیایی محصول نهایی دارد.
کنترل کیفیت: در تمام مراحل تولید، کنترل کیفیت دقیق انجام میشود تا از تولید محصول با کیفیت مطمئن شویم.
فرآیند نورد توپی یا فرآیند کشش
فرآیند نورد توپی برای تولید لولههای بدون درز با ابعاد متوسط تا بزرگ به کار میرود. در این روش، یک شمش فولادی گرم شده در دستگاهی به نام نورد توپی قرار میگیرد و تحت فشار شدید غلتکها قرار میگیرد تا به شکل لوله درآید.
در این فرآیند، شمش ابتدا در یک مرحله سوراخ شده و به شکل یک پوسته توخالی درمیآید. سپس، این پوسته توخالی وارد دستگاه نورد توپی میشود. در این دستگاه، دو غلتک مخروطی شکل با زاویه مشخصی نسبت به هم قرار گرفتهاند. با چرخش این غلتکها، پوسته توخالی کشیده شده و به تدریج به شکل یک لوله توپر تبدیل میشود.
برای کنترل دقیق ابعاد و شکل لوله، از یک سنبه استفاده میشود که در مرکز غلتکها قرار دارد. سنبه با ایجاد فشار بر روی پوسته توخالی، به تشکیل لوله کمک میکند. همچنین، از یک سیستم هدایت استفاده میشود تا پوسته توخالی در مسیر صحیح حرکت کند.
فرآیند نورد پیوسته در تولید لوله بدون درز
پس از شکلدهی اولیه لوله در دستگاه سوراخکاری، لولهها برای کاهش قطر و افزایش دقت ابعاد، وارد خط نورد پیوسته میشوند. این خط شامل مجموعهای از غلتکها است که به صورت پیوسته لوله را کشیده و شکل میدهند.
مراحل اصلی فرآیند نورد پیوسته:
- گرمایش مجدد: لولههایی که از دستگاه سوراخکاری خارج میشوند، قبل از ورود به خط نورد پیوسته، مجدداً گرم میشوند تا قابلیت شکلپذیری آنها افزایش یابد.
- کاهش قطر: لوله در طول عبور از بین غلتکهای خط نورد، به تدریج قطر آن کاهش مییابد. این کاهش قطر به دلیل اعمال نیروی کششی و اصطکاک بین لوله و غلتکها است.
- افزایش دقت ابعاد: با عبور لوله از بین چندین ایستگاه نورد، ابعاد لوله با دقت بسیار بالایی کنترل میشود.
- خنککاری: پس از اتمام فرآیند نورد، لولهها به سرعت خنک میشوند تا خواص مکانیکی آنها بهبود یابد.
انواع خطوط نورد پیوسته:
- خطوط نورد با سنبه: در این نوع خطوط، از یک سنبه برای پشتیبانی از داخل لوله استفاده میشود. سنبه به لوله کمک میکند تا شکل خود را حفظ کرده و از تغییر شکل آن جلوگیری میکند.
- خطوط نورد بدون سنبه: در این نوع خطوط، از سنبه استفاده نمیشود و لوله تنها با تکیه بر غلتکها شکل میگیرد. این روش برای تولید لولههای با قطر کوچک بیشتر استفاده میشود.
- خطوط نورد چند مرحلهای: در این نوع خطوط، لوله از چندین مرحله نورد عبور میکند تا به ابعاد نهایی برسد. هر مرحله از نورد، کاهش قطر و افزایش دقت ابعاد لوله را به همراه دارد.
مزایای فرآیند نورد پیوسته:
- سرعت تولید بالا: به دلیل پیوستگی فرآیند، سرعت تولید لوله بسیار بالا است.
- دقت ابعاد بالا: ابعاد لولههای تولید شده با این روش بسیار دقیق و یکنواخت است.
- کیفیت سطح بالا: سطح داخلی و خارجی لولههای تولید شده با این روش دارای کیفیت بسیار بالایی است.
- انعطافپذیری: این روش برای تولید طیف وسیعی از اندازهها و آلیاژهای لوله قابل استفاده است.
کاربردهای لولههای تولید شده با روش نورد پیوسته:
لولههای تولید شده با روش نورد پیوسته در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاهی و خودروسازی کاربرد دارند.