Come vengono prodotti e formati i tubi-quadrati e rettangolari di grande diametro? Cosa occorre notare durante il processo di produzione?

Per i tubi quadrati e rettangolari di grande-diametro (tipicamente riferiti a quelli con una singola dimensione laterale maggiore o uguale a 200 mm), i processi principali sono la trasformazione da rotondo-a-quadrato (estrusione/laminazione del tubo) o la formatura diretta (laminazione di nastri di acciaio + saldatura ad alta-frequenza).

Il cuore della produzione riguarda la formatura progressiva, il controllo della temperatura e della forma, la qualità della saldatura/pellicola e il controllo dello stress residuo. Per tubi di dimensioni-con pareti spesse/alti-, è preferibile la trasformazione da rotondo-a-quadrato; mentre per la produzione su-pareti sottili/su larga scala-si adotta la formatura diretta.

(1) Metodo di formatura da rotondo-a-rettangolare (preferibile senza giunture/con pareti spesse-)
Utilizzando tubi tondi senza saldatura o tubi tondi saldati come materia prima, attraverso passaggi multipli di matrici o stampi di laminazione, da tondo → ellittico → tondo allungato → quadrato / rettangolare, il perimetro rimane sostanzialmente invariato e la deformazione plastica del metallo completa la conversione della sezione.

- Flusso del processo:

1. Preparazione della materia prima: Selezionare se qualificatotubi tondi senza diametro (come 20#, Q355B) o tubi saldati di-diametro grande, eseguire il rilevamento dei difetti, la rimozione della ruggine e il raddrizzamento.
2. Riscaldamento (opzionale): Riscaldare i tubi a pareti spesse-a 800–950 gradi (migliorare la plasticità, prevenire le crepe).
3. Pre-formatura:Compressione progressiva mediante più serie di matrici di laminazione, il tubo tondo si trasforma in ellittico, circolare allungato, assottigliamento uniforme delle pareti e pre-pressatura degli angoli.
4. Formatura quadrata rettangolare:Matrici o stampi con foro speciale-, premi gradualmente i 4 angoli a 90 gradi, controlla uniformemente la lunghezza del bordo, la diagonale e lo spessore della parete.
5. Controllo e modellatura del diametro:Macchina per laminazione/raddrizzatura fine, dimensione corretta, rettilineità, distorsione, controllo dell'angolo arrotondato R (solitamente R inferiore o uguale a 1,5 × spessore della parete).
6. Raffreddamento:Raffreddamento ad aria o ad acqua (controllare la velocità di raffreddamento, prevenire le fessurazioni da stress).
7. Finitura e rilevamento difetti:Tagliare a lunghezze fisse, appiattire, lucidare; Rilevamento difetti UT/MT, misura dimensione, spessore parete, durezza.

- Caratteristiche:

Nessun cordone di saldatura, elevata resistenza, spessore della parete uniforme, buona qualità degli angoli; adatto per tubi a parete-spessa con dimensioni 200×200–400×400 mm e spessore della parete 10–40 mm; l'efficienza è inferiore rispetto alla formatura diretta.

(2) Metodo di formatura diretta (laminazione di nastri di acciaio + saldatura ad alta frequenza, preferibile produzione in lotti/pareti sottili)

I nastri di acciaio laminati a caldo/a freddo vengono sottoposti a processi di avvolgimento, appiattimento e laminazione multipla per formare forme U→O→quadrate/rettangolari. Vengono quindi saldati insieme utilizzando la saldatura a induzione ad alta-frequenza e il processo viene eseguito in modo continuo.

- Flusso del processo:

1. Svolgimento e stiratura:Svolgere il nastro di acciaio, tagliarlo, saldarlo e raddrizzarlo per eliminare ondulazioni/piegature a coltello.
2. Formatura pre-piegatura:  Più rulli di formatura piegano gradualmente la striscia di acciaio in billette a forma di U→O, con un preciso allineamento dei bordi.
3. Saldatura ad alta frequenza:Applica corrente ad alta-frequenza (200–450 kHz) per riscaldare i bordi fino a farli sciogliere e utilizza rulli di estrusione per saldarli insieme. Rimuovere eventuali sbavature esterne (le sbavature interne possono essere rimosse secondo i requisiti).
4. Raffreddamento:La sezione di saldatura viene raffreddata con acqua, riducendo la temperatura al di sotto di circa 100 gradi.
5. Formatura quadrata rettangolare:Le billette a forma di O- entrano nel gruppo di rulli di formatura quadrato/rettangolare, dove i quattro angoli vengono gradualmente piegati a 90 gradi, controllando la lunghezza, la diagonale e la verticalità.
6. Controllo del diametro e raddrizzamento:I rulli di laminazione sottili controllano il diametro e la raddrizzatrice corregge la rettilineità e la torsione, controllando la planarità e la verticalità.
7. Taglio automatico alla lunghezza:Taglio a misura, con teste piane e sbavatura.
8. Ispezione di precisione:Trattamento superficiale, rilevamento difetti, test dimensionali/proprietà meccaniche.

- Caratteristiche:

Continuo ed efficiente, basso costo, buona qualità superficiale, elevata precisione dimensionale; adatto per tubi a parete sottile-con dimensioni di 200×200–500×500 mm e spessori di parete di 3–12 mm; presenta cordoni di saldatura e richiede un rigoroso rilevamento dei difetti.

(3) Altri processi ausiliari (specifiche speciali/produzione in piccoli lotti)
- Estrusione a caldo:

La billetta del tubo tondo viene riscaldata a 1100–1200 gradi e quindi modellata in una forma quadrata/rettangolare attraverso un'unica estrusione in una matrice; adatto per diametri estremamente grandi/pareti spesse/materiali speciali (come acciai legati, acciaio inossidabile), con costi elevati e lotti ridotti.

- Trafilatura a freddo/laminazione a freddo:

I tubi tondi senza saldatura vengono gradualmente ridotti di diametro e modellati in una forma quadrata/rettangolare attraverso più matrici di trafilatura a freddo o rulli di laminazione a freddo; alta precisione, buona superficie, adatto per diametri medi e piccoli con tubi ad alta precisione.

1. Controllo qualità delle materie prime (prevenzione dei difetti alla fonte)

• Conformità dei materiali:Q235B/Q355B/20# ecc., con certificati di qualità completi e la composizione e le proprietà meccaniche soddisfano gli standard.
• Superficie esente da difetti:nessuna crepa, piega, cicatrice, strato, ruggine; la striscia di acciaio non presenta pieghe a falce, bordi ondulati o sbavature.
• Stabilità dimensionale:l'ellitticità della billetta del tubo tondo è inferiore o uguale all'1,5%, la tolleranza dello spessore della striscia di acciaio è inferiore o uguale a ± 0,1 mm; la prestazione dello stesso lotto di materiali è uniforme.

2. Controllo del processo durante la formatura (prevenzione di deformazioni, fessurazioni, mantenimento delle dimensioni)
- Formatura progressiva:deformazione per passaggio Inferiore o uguale al 10%, gli angoli vengono piegati lentamente (R maggiore o uguale a 1,2 × spessore della parete), non pressurizzare mai a 90 gradi contemporaneamente (prevenendo microfessure agli angoli e concentrazione di stress interno).

- Controllo della temperatura:

• Riscaldamento per trasformazione da rotondo-a-quadrato: 800–950 gradi, riscaldamento uniforme (differenza di temperatura inferiore o uguale a 50 gradi), impedisce il surriscaldamento locale e il sovraccarico.
• Saldatura ad alta-frequenza: temperatura di saldatura 1350–1450 gradi, adattamento corrente/tensione, velocità di saldatura bilanciata con il calore (prevenendo false saldature, bruciature-through, bave eccessive).
• Raffreddamento: controllo segmentato della temperatura, raffreddamento ad acqua dopo la saldatura Inferiore o uguale a 100 gradi, principalmente raffreddamento ad aria per tubi a pareti spesse- (prevenendo raffreddamento improvviso e fessurazioni).

- Precisione delle dimensioni:
- Tolleranza sulla lunghezza del bordo: ±0,5–1,0 mm (a seconda delle specifiche), differenza diagonale inferiore o uguale a 1,5 mm, perpendicolarità inferiore o uguale a 0,5 gradi.
- Uniformità dello spessore della parete: deviazione Inferiore o uguale a ±8%, spessore della parete d'angolo Maggiore o uguale al 90% del lato (per evitare una resistenza insufficiente agli angoli).
- Rettilineità: inferiore o uguale a 1,5 mm/m, grado di torsione inferiore o uguale a 1 grado/m (regolazione fine mediante raddrizzatrice).

3. Controllo della qualità della saldatura (principale del metodo di formatura diretta)
- Parametri di saldatura: corrispondenza tra potenza ad alta-frequenza, frequenza e velocità di saldatura, sufficiente fusione dei bordi, corretta estrusione, nessuna falsa saldatura, inclusione di scorie, pori o bruciatura-through.
- Finitura dei bordi: rimozione completa delle bave esterne (transizione graduale), bave interne inferiori o uguali a 0,5 mm (le bave sul tubo ad alta-pressione/flusso devono essere rimosse).
- Ispezione delle saldature: 100% correnti parassite + ispezione a ultrasuoni, in conformità con gli standard GB/T 11345 Livello II o API 5L.

4. Controllo della qualità della superficie (anti-graffi, anti-ossidazione, preservazione dell'aspetto)
- Condizioni della superficie del rullo: il rullo di formatura e i rulli di guida sono lisci (Ra inferiore o uguale a 1,6), senza crepe, senza adesione dell'acciaio e sono regolarmente lucidati per evitare graffi e rientranze.
- Lubrificazione e raffreddamento: l'area di formatura utilizza emulsioni/lubrificanti specializzati per il raffreddamento, la riduzione dell'attrito e la prevenzione dell'ossidazione; la zona di saldatura è protetta con gas protettivi (argon/azoto) per prevenire l'ossidazione della saldatura.
- Pulizia della superficie: rimozione di incrostazioni di ossido, scorie di saldatura, macchie di olio e bave; i tubi in acciaio inossidabile devono essere lavati con acido-per la passivazione, mentre i tubi in acciaio al carbonio possono essere pallinati-o sabbiati.

5. Stress residuo e controllo del raddrizzamento (prevenzione di successive deformazioni/crepe)
- Rilascio dello stress: per l'acciaio a pareti spesse-/ad alta-resistenza (Q355 e superiore), viene eseguita una ricottura di distensione post-formatura (mantenimento a 550–650 gradi per 2–4 ore, raffreddamento ad aria) per eliminare le tensioni residue dalla formatura e dalla saldatura, prevenendo successive deformazioni, fessurazioni e tensocorrosione.
- Processo di raddrizzatura: il raddrizzamento a rulli è il metodo principale, integrato dalla raddrizzatura a pressione; la distanza, l'angolo e la pressione dei rulli liscianti sono perfettamente abbinati (troppo piccoli causano danni alla superficie, troppo grandi lasciano stress residuo); la deformazione locale viene corretta con precisione utilizzando una pressa per evitare un eccessivo raddrizzamento.

6. Ispezione e controllo di fabbrica (circuito chiuso di qualità)
- Ispezione dimensionale: misura la lunghezza del bordo, lo spessore della parete, la diagonale, la rettilineità e la distorsione di ciascun tubo. Utilizzare un misuratore di diametro laser/un calibro a corsoio/una livella.
- Test non-distruttivi: 100% UT/ET per saldature, UT/MT per materiale di base (per tubi a pareti spesse-).
- Proprietà meccaniche: preleva campioni da ciascun lotto per test di trazione, flessione e impatto, in conformità con GB/T 6728/GB/T 17200.
- Ispezione della superficie: ispezione visiva + ispezione con particelle magnetiche (per applicazioni critiche). Nessuna crepa, graffio, ruggine o deformazione.

• Rottura degli angoli:Cause → Deformazione eccessiva in una volta sola, valore R troppo piccolo, bassa temperatura, materiale duro; Prevenzione → Formatura progressiva, R Maggiore o uguale a 1,2 × spessore della parete, riscaldamento della parete spessa, ricottura di distensione.
• Difetti di saldatura (saldatura non completamente fusa o bruciatura-through):Cause → Potenza insufficiente/alta frequenza, velocità di saldatura troppo veloce/lenta, allineamento dei bordi impreciso; Prevenzione → Corrispondenza dei parametri, allineamento preciso, velocità di saldatura stabile.
• Deviazioni dimensionali (lunghezza lato/diagonale angolo/rettilineità):Cause → Usura/spostamento dei rulli formatori, parametri di raddrizzatura inadeguati, raffreddamento non uniforme; Prevenzione → Calibrazione regolare dei gruppi di rulli, regolazione precisa della raddrizzatura, raffreddamento uniforme.
• Sgraffi superficiali/rientranze:Cause → Superficie ruvida del rullo/adesione dell'acciaio, ingresso di corpi estranei, inceppamento del rullo guida; Prevenzione → Superficie del rullo lucidata, linea di produzione pulita, ispezione regolare dei rulli di guida.
• Deformazione da stress residuo:Cause → Non ricotto, raffreddamento troppo rapido, stiratura eccessiva; Prevenzione → Ricottura di distensione, controllo segmentato della temperatura, raddrizzatura precisa.

Il fulcro della produzione di tubi quadrati e rettangolari di grande-diametro risiede nella "formatura graduale, controllo della temperatura e della forma, saldature affidabili, superficie pulita, rilascio di stress e ispezione precisa". La transizione da rotondo a quadrato è adatta per scenari ad alta domanda-con pareti spesse/senza giunture, mentre la formatura diretta è adatta per una produzione efficiente con-pareti sottili/alto-volume.

Durante il processo di produzione, è richiesto un controllo rigoroso sull'intero processo, comprese le materie prime, la formatura, la saldatura, il raffreddamento, la raddrizzatura e il rilevamento dei difetti per evitare crepe agli angoli, saldature incomplete, deviazioni dimensionali, difetti superficiali e problemi di stress residuo.