Základom procesu za studena-valcovaných kruhových rúr je premena za tepla-valcovaných surovín na vysoko-presné, vysoko{3}}povrchové-kvalitné rúry prostredníctvom viacerých valcovacích prechodov a presného obrábania pri izbovej teplote. Celý proces sa zameriava na tri ciele „zmenšenie priemeru, kontrola hrúbky steny a zlepšenie kvality“, čo si vyžaduje prísnu kontrolu teploty, valcovacej sily a rozmerovej presnosti.
I. Kompletný vývojový diagram procesu
Výroba kruhových rúr{0}}valcovaných za studena zahŕňa štyri hlavné fázy: „Predúprava suroviny → Valcovanie za studena → Následná úprava → Kontrola kvality“, ktorá zahŕňa celkovo osem základných krokov. Podrobný postup je nasledujúci:
Príprava suroviny → 2. Morenie a odmasťovanie → 3. Valcovanie za studena → 4. Medzitepelné spracovanie
Dokončiť valcovanie/Ťahanie za studena (voliteľné) → 6. Tepelné spracovanie hotového výrobku → 7. Konečná úprava → 8. Kontrola kvality a balenie
II. Podrobné vysvetlenie základných procesov v každej fáze
Fáza 1: Predúprava suroviny - Položenie základov pre spracovanie
Cieľom tejto etapy je odstrániť povrchové chyby v surovine a zabezpečiť "bez kontaktu s nečistotami" pri následnom valcovaní, čím sa zabráni zhoršeniu kvality povrchu rúry. Výber surovín: Primárne sa používajú za tepla-valcované bezšvíkové oceľové rúrkové predvalky (vonkajší priemer 20-150 mm, hrúbka steny 3-20 mm) alebo za tepla{11}}valcované zvitky (hrúbka 1-5 mm). Materiál musí spĺňať požiadavky hotového výrobku (napr. nízkouhlíková oceľ Q235, stredne uhlíková oceľ 20#) a surovina musí byť bez povrchových chýb, ako sú praskliny a záhyby.
Rezanie/prepichovanie (pre zvitky): Ak používate zvitky, musíte ich najprv nastrihať na pásiky s pevnou šírkou{0}} pomocou rezacích nožníc. Tieto pásy sa potom valcujú do predvalkov s okrúhlou rúrkou pomocou "prepichovacieho mlyna" (vytvárajúceho "otvorenú rúrku" s medzerou). Medzery sa potom zvaria, aby sa vyplnili (toto sa používa len pre niektoré zvárané rúry; bezšvíkové rúry môžu byť vyrobené priamo z predvalku).
Fáza 2: Morenie a odmasťovanie – Vyčistenie povrchu, aby sa zabránilo lepeniu počas valcovania.
Pred valcovaním za studena musí byť povrch suroviny zbavený vodného kameňa a oleja. V opačnom prípade bude vodný kameň zatlačený valčekmi do povrchu trubice, čo spôsobí chyby v tvare jamiek. Morenie: Ponorte surovinu do 15%-20% roztoku kyseliny chlorovodíkovej (40-60 stupňov) na 10-30 minút, aby ste chemickou reakciou odstránili povrchové oxidové usadeniny (Fe₂O₃ + 6HCl=2FeCl3 + 3H2O).
Odmasťovanie: Po morení opláchnite čistou vodou a potom ponorte do alkalického odmasťovacieho prostriedku (ako je roztok hydroxidu sodného), aby ste odstránili povrchový olej a zabránili jeho priľnutiu na valce počas valcovania a ovplyvneniu presnosti rúry.
Sušenie: Nakoniec vysušte surovinu horúcim vzduchom (80-120 stupňov), aby ste zabezpečili suchý povrch a zabránili následnej hrdzaveniu.
Fáza 3: Valcovanie za studena - Tvarovanie jadra a kontrola rozmerovej presnosti
Toto je kritický krok pri určovaní veľkosti a kvality povrchu okrúhlych rúr valcovaných za studena-. Prostredníctvom „viacerých kontinuálnych valcovacích priechodov“ sa surovina postupne valcuje podľa cieľových špecifikácií. Celý proces prebieha pri izbovej teplote (na rozdiel od procesu valcovania za tepla- pri vysokej teplote). Vybavenie: Používa sa dvojvalcová valcovňa za studena alebo viacvalcová valcovňa za studena (ako napríklad štvorvalcová alebo šesťvalcová valcovňa za studena)-. Povrchy valcov sú leštené (drsnosť Ra menšia alebo rovná 0,4 μm), aby sa zabezpečil hladký vonkajší povrch rúry.
Vlastnosti procesu:
Viac{0}}valcovanie: Deformácia každého valcovacieho prechodu je riadená na 10 % – 20 %, aby sa predišlo nadmernej deformácii, ktorá môže spôsobiť praskanie v potrubí. Na postupné zmenšenie vonkajšieho priemeru suroviny z 20-150 mm na cieľových 5-220 mm a hrúbky steny z 3-20 mm na 0,5-25 mm sú zvyčajne potrebné tri až osem prechodov.
Kontrola rozmerov: Vonkajší priemer sa monitoruje v reálnom čase po každom valcovacom prechode pomocou online meradla priemeru. Tlak valca sa automaticky nastaví, ak odchýlka presiahne ±0,05 mm, čím sa zabezpečí, že konečná tolerancia vonkajšieho priemeru hotového výrobku bude v rozmedzí ±0,05-±0,2 mm. Kontrola napätia: Počas procesu valcovania "napínací valec" aplikuje rovnomerné napätie (10-50 MPa), aby sa zabránilo ohýbaniu alebo nadmernej oválnosti v rúre a zabezpečila sa rovnosť (menej alebo rovnajúcej sa 1 mm na meter).
Fáza 4: Stredná tepelná úprava - Úľava od stresu a prevencia praskania
Počas procesu valcovania za studena sa kov podrobuje vnútornému „pracovnému spevneniu“ (zvýšená tvrdosť a znížená húževnatosť). Pokračujúce valcovanie môže ľahko viesť k praskaniu v rúre, takže medzi viacerými valcovacími prechodmi je potrebné "medzižíhanie".
Proces: Valcovaná rúrka sa umiestni do kontinuálnej žíhacej pece a zahrieva sa na 600-700 stupňov pod ochrannou atmosférou (ako je dusík, aby sa zabránilo oxidácii). Teplota sa udržiava 1 až 2 hodiny a potom sa skúmavka ochladí na teplotu miestnosti.
Účel: Aby sa eliminovalo vnútorné napätie vznikajúce pri valcovaní za studena, znížte tvrdosť rúry (napr. zníženie tvrdosti ocele 20# z HB180 na HB120) a obnovte húževnatosť, aby ste sa pripravili na následné valcovanie. Fáza 5: Dokončiť valcovanie/kreslenie za studena (voliteľné) – zlepšenie presnosti
Na výrobu mimoriadne{0}}vysoko{1}}presných rúr (ako sú sudy pre hydraulické valce) je po valcovaní za studena potrebný proces „dokončovacieho valcovania“ alebo „ťahania za studena“.
Dokončovacie valcovanie: Pri použití presnej valcovacej stolice za studena sa používa menšia deformácia (5%-10%) na ďalšie zníženie tolerancie vonkajšieho priemeru na ±0,03 mm a drsnosti vnútornej steny na Ra Menšie alebo rovné 0,8 μm.
Ťahanie za studena: Rúra valcovaná za studena- prechádza cez „dieru v matrici“ (s priemerom o niečo menším ako je vonkajší priemer rúry) a násilne ťahaná pod napätím. Toto ďalej zlepšuje rozmerovú presnosť a povrchovú úpravu, ale je menej efektívne ako dokončovacie valcovanie a používa sa predovšetkým na výrobu malých-sérií a vysoko presných{3}} rúr.
Fáza 6: Tepelné spracovanie hotového výrobku – prispôsobenie mechanických vlastností
Rúrka prechádza finálnym tepelným spracovaním, aby sa upravili jej mechanické vlastnosti na základe zamýšľaného použitia (napr. vysoká pevnosť nosných-súčastí, vysoká húževnatosť zakrivených častí). Žíhanie: Zahrievanie na 650-750 stupňov, držanie a potom pomalé ochladzovanie, aby sa znížila tvrdosť a zvýšila húževnatosť. Vhodné pre potrubia vyžadujúce ohýbanie (napríklad brzdové vedenia).
Normalizácia: Zahrievanie na 850-950 stupňov, udržiavanie a následné chladenie vzduchom na zjemnenie veľkosti zŕn a dosiahnutie jednotnej mikroštruktúry. Vhodné pre komponenty vyžadujúce pevnosť a húževnatosť (ako sú ojnice podvozku).
Kalenie a popúšťanie (kalenie + popúšťanie): Používa sa len pre stredne- a vysoko{2}}pevné ocele (ako je oceľ 45#). Po prvé, zahriatie na 820-860 stupňov a kalenie (chladenie vodou), po ktorom nasleduje zahriatie na 500-600 stupňov a popúšťanie, výrazne zvyšuje pevnosť (medza klzu sa zvyšuje z 355 MPa na viac ako 500 MPa). Vhodné pre nosné komponenty, ako sú hnacie hriadele. Fáza 7: Konečná úprava - Úprava tvaru pre jednoduché použitie
Rovnanie: Rúrka sa vyrovnáva pomocou viacvalcového vyrovnávacieho stroja (zvyčajne 11 alebo 13 valcov), aby sa zabezpečila rovnosť menšia alebo rovná 0,5 mm/m, čím sa zabráni odchýlkam pri následnom rezaní alebo montáži.
Rezanie: Na základe požiadaviek zákazníka sa rúra reže na pevné dĺžky (zvyčajne 2-12m) pomocou píly alebo laserovej rezačky s toleranciou dĺžky ±2mm.
Povrchová úprava: V závislosti od požiadaviek na ochranu proti korózii sa vykonáva galvanizácia (žiarové zinkovanie alebo galvanické pokovovanie, s hrúbkou zinkovej vrstvy 80 μm alebo viac), plastový náter (ako je epoxidový náter) alebo leštenie (pre dekoratívne rúry s drsnosťou povrchu Ra menšou alebo rovnou 0,4 μm).
Fáza 8: Kontrola kvality a balenie - Zabezpečenie kvalifikovanej dodávky
Kontrola rozmerov: Posuvné meradlá a mikrometre sa používajú na kontrolu vonkajšieho priemeru a hrúbky steny a merač vnútorného priemeru sa používa na kontrolu vnútorného priemeru, aby sa zabezpečil súlad so špecifikáciami. Na kontrolu priamosti sa používa merač priamosti. Testovanie mechanických vlastností: Odber vzoriek podlieha „skúške ťahom“ (pre pevnosť v ťahu a medzu klzu), „skúške tvrdosti“ (pre HB alebo HRB) a „skúške sploštenia“ (pre kvalitu zvaru, len pre zvárané rúry).
Kontrola povrchu: Vizuálna kontrola alebo testovanie vírivými prúdmi sa vykonáva na zistenie povrchových defektov, ako sú praskliny, jamky a škrabance. Vysokotlakové-potrubia (ako sú ropovody a plynovody) podliehajú „hydrostatickej skúške“ (aplikovaním 1,5-násobku pracovného tlaku a udržiavaním tlaku počas 30 minút bez úniku).
Balenie: Kvalifikované rúry sú zabalené do vodotesného papiera alebo plastovej fólie a potom zviazané do zväzkov pomocou oceľovej pásky. Balíky sú označené špecifikáciou, materiálom a číslom šarže pre jednoduchú prepravu a skladovanie.