Quali fattori influenzano la qualità dei tubi in acciaio a spirale di grande-diametro?

I tubi a spirale in acciaio di grande-diametro (tipicamente riferiti a quelli con un diametro pari o superiore a 500 mm) sono ampiamente utilizzati in settori quali il trasporto di petrolio e gas, l'approvvigionamento e il drenaggio dell'acqua, l'ingegneria municipale e il rinforzo delle fondazioni. La loro qualità influisce direttamente sulla sicurezza e sulla durata dei progetti.

La qualità di questi tubi è influenzata da cinque dimensioni principali:materie prime, produzioneprocessi, precisione dell'apparecchiatura, controllo di qualità, Eambiente E sttrasporto di ortaggi. Ogni collegamento è strettamente connesso e qualsiasi guasto in uno qualsiasi dei collegamenti porterà a difetti del prodotto.

Le prestazioni di oltre il 90% dei tubi a spirale in acciaio sono determinate dalle materie prime, in cui il nucleo è la qualità del nastro di acciaio laminato a caldo-(lamiera).

1. Composizione chimica

• Carbonio (C):Il carbonio in eccesso aumenterà la durezza e la resistenza, ma ridurrà la duttilità e la saldabilità; un contenuto troppo basso risulterà in una forza insufficiente. I tipi di acciaio comuni per il trasporto di petrolio e gas includono Q235B, Q355B, L245, L360, ecc. Il carbonio equivalente (CEV) deve essere rigorosamente controllato al di sotto dello 0,45% per garantire le prestazioni di saldatura.
• Zolfo (S), Fosforo (P):Impurità nocive. Lo zolfo provoca fragilità a caldo, mentre il fosforo provoca fragilità a freddo. I tubi in acciaio di alta-qualità richiedono S inferiore o uguale allo 0,030%, P inferiore o uguale allo 0,035%, mentre l'acciaio per tubazioni di alta-gradazione richiede S inferiore o uguale allo 0,010%, P inferiore o uguale allo 0,020%.
• Elementi in lega: Manganese (Mn), Silicio (Si), Niobio (Nb), Vanadio (V), ecc. vengono utilizzati per affinare i grani, aumentare la resistenza e la tenacità. Il contenuto deve essere conforme agli standard dei corrispondenti tipi di acciaio.

2. Proprietà meccaniche

• Carico di snervamento, carico di rottura e allungamento sono gli indicatori principali che devono soddisfare i requisiti di standard come GB/T 9711 e API 5L.
• Resistenza all'impatto:L'energia d'impatto a bassa-temperatura (come -20 gradi, -40 gradi) è fondamentale per i tubi di acciaio utilizzati nelle regioni fredde. I prodotti non idonei possono causare fratture fragili a bassa temperatura.

3. Precisione della superficie e delle dimensioni del nastro di acciaio

• Difetti superficiali:Difetti come crepe, cicatrici, pieghe, graffi e delaminazione sul nastro di acciaio si trasmetteranno direttamente al tubo di acciaio, diventando punti deboli della saldatura o del materiale di base.
• Tolleranza sullo spessore:Lo spessore non uniforme della striscia di acciaio porterà a un'eccessiva deviazione dello spessore della parete del tubo d'acciaio, compromettendone la capacità di carico-pressione; La deviazione della larghezza della striscia di acciaio influirà sulla lunghezza del giro della giuntura di formatura.
• Forma del piatto:Le curve a falce e a onda del nastro di acciaio renderanno difficile la formazione del tubo d'acciaio, con conseguente disallineamento, ellitticità eccessiva e altri problemi.

I tubi in acciaio a spirale sono prodotti utilizzando il processo di saldatura ad arco sommerso a spirale (SAWH). Ogni fase, dallo svolgimento del nastro d'acciaio alla consegna finale del prodotto finito, influisce sulla qualità finale.

1. Processo di pre-trattamento dei nastri di acciaio

• Raddrizzamento:Il raddrizzamento incompleto del nastro di acciaio può portare a una formatura instabile e alla flessione del corpo del tubo.
• Fresatura dei bordi:La qualità della fresatura dei bordi dei nastri di acciaio influisce direttamente sulla qualità della saldatura. La rugosità, la verticalità e l'angolo di smusso dei bordi dopo la fresatura devono soddisfare i requisiti; in caso contrario, si verificheranno saldature incomplete, inclusioni di scorie e altri difetti.

2. Processo di formazione

• Angolo di formazione:L'angolo di formatura determina l'angolo di salita elicoidale del tubo d'acciaio. Deve essere calcolato con precisione in base alla larghezza del nastro d'acciaio e al diametro del tubo d'acciaio. Una deviazione che supera questo intervallo farà sì che il diametro del tubo d'acciaio superi lo standard.
• Velocità di formazione:Una velocità eccessiva porterà a una formatura instabile, con conseguente grande ellitticità del corpo del tubo ed eccessivo disallineamento; una velocità troppo lenta influirà sull'efficienza della produzione.
• Pressione del rullo di formazione:Una pressione non uniforme causerà uno spessore irregolare della parete del corpo del tubo, rientranze superficiali e persino crepe.
• Disallineamento:Il disallineamento nel giunto del nastro di acciaio è un indicatore chiave. Secondo GB/T 9711, il disallineamento non deve superare il 12,5% dello spessore della parete e non deve superare i 3 mm al massimo. Un disallineamento eccessivo causerà una concentrazione di stress nel cordone di saldatura e ridurrà la capacità di carico-della pressione.

3. Processo di saldatura (il collegamento più critico)

• Metodo di saldatura: Solitamente viene adottata la saldatura ad arco sommerso su entrambi i lati interna ed esterna. La saldatura interna garantisce la penetrazione della radice di saldatura e la saldatura esterna garantisce la formazione e la resistenza della superficie di saldatura.
• Parametri di saldatura:Parametri quali corrente, tensione, velocità di saldatura, diametro del filo, marca dell'agente di saldatura e temperatura di asciugatura devono essere rigorosamente abbinati. Una corrente eccessiva può portare a bruciature-, mentre una corrente troppo piccola comporterà una saldatura incompleta; una tensione troppo alta può causare pori, mentre una tensione troppo bassa comporterà una scarsa formazione della saldatura.
• Filo di saldatura e agente di saldatura:La composizione chimica del filo di saldatura deve corrispondere al materiale di base e l'agente di saldatura deve essere asciugato in base alla temperatura specificata (solitamente 300-350 gradi, con un tempo di mantenimento di 1-2 ore). In caso contrario, nel cordone di saldatura si verificheranno pori e inclusioni di scorie.
• Altezza in eccesso di saldatura:Un'altezza di saldatura eccessiva porterà alla concentrazione delle sollecitazioni, mentre un'altezza di saldatura troppo bassa si tradurrà in una resistenza insufficiente. Generalmente, l'altezza in eccesso dovrebbe essere compresa tra 0,5 e 2,5 mm.

4. Processo di test non-distruttivo

• Test ad ultrasuoni (UT): Utilizzato per rilevare difetti interni come saldature incomplete, inclusioni di scorie e crepe nel cordone di saldatura. La sensibilità di rilevamento deve soddisfare i requisiti standard.
• Esami radiografici (RT): Utilizzato per rilevare difetti di tipo volume-come pori e inclusioni di scorie nel cordone di saldatura. Di solito, re-inspL'indagine viene condotta sulle aree sospette rilevate mediante test ultrasonici.
• Test con particelle magnetiche (MT): Utilizzato per rilevare crepe e altri difetti sulla superficie e vicino alla superficie del cordone di saldatura.
• Test di dispersione del flusso magnetico (MFL): Utilizzato per rilevare difetti nel materiale di base del tubo in acciaio, come delaminazione e crepe.
• Il livello professionale e la responsabilità degli ispettori influiscono direttamente sull'accuratezza dei risultati dei test. Omissioni o valutazioni errate porteranno all'immissione sul mercato di prodotti non qualificati.

5. Processo di prova idraulica

• La prova idraulica è un processo fondamentale per testare la capacità di carico-della pressione e le prestazioni di tenuta del tubo d'acciaio. La pressione di prova viene determinata in base al tipo di acciaio, allo spessore della parete e al diametro del tubo d'acciaio. Il tempo di attesa non è solitamente inferiore a 10 secondi.
• Durante il test, è necessario verificare se il tubo d'acciaio presenta perdite, trasudazioni, deformazioni, ecc. I tubi d'acciaio non qualificati devono essere rilavorati o rottamati.

6. Processo anti-corrosione e isolamento termico

• La qualità dello strato anti-corrosione influisce direttamente sulla durata del tubo d'acciaio. I comuni metodi anti-corrosione includono 3PE anti-corrosione, asfalto epossidico al catrame di carbone anti-corrosione e rivestimento interno in malta cementizia anti-corrosione, ecc.
• Il trattamento superficiale (disincrostazione) prima dell'anti-corrosione è fondamentale. Il grado di decalcificazione deve raggiungere Sa2,5 e la ruvidità della superficie deve soddisfare i requisiti. In caso contrario, l'adesione dello strato anti-corrosione sarà scarsa e cadrà.
• Lo spessore, l'adesione e il rilevamento di elettroscintille dello strato anti-corrosione devono soddisfare i requisiti standard.

La precisione e le condizioni delle attrezzature di produzione influiscono direttamente sulla stabilità della qualità del prodotto.

1. Attrezzature per la formatura: La rigidità del telaio della macchina formatrice, la precisione dei rulli formatori e il grado di usura influenzeranno la qualità della formatura dei tubi d'acciaio. Una grave usura dei rulli formatori causerà rientranze ed ellitticità eccessiva sulla superficie del tubo.
2. Attrezzatura per saldatura:La stabilità dell'alimentazione di saldatura, la precisione del meccanismo di alimentazione del filo e la precisione di regolazione della pistola di saldatura influenzeranno la stabilità dei parametri di saldatura, influenzando così la qualità della saldatura.
3. Attrezzatura di ispezione:La sensibilità delle apparecchiature per test non-distruttivi e il relativo stato di calibrazione influiranno sul tasso di rilevamento dei difetti. I manometri e le valvole di sicurezza delle apparecchiature di prova della pressione dell'acqua devono essere regolarmente calibrati per garantire l'accuratezza della pressione di prova.
4. Attrezzatura per raddrizzare:La precisione della smussatrice a testa piatta e della raddrizzatrice influirà sulla qualità della superficie terminale e sulla rettilineità dei tubi d'acciaio. Facce terminali incoerenti e deviazioni negli angoli smussati influiranno sulla costruzione della saldatura in loco-.

Un sistema di controllo qualità ben-consolidato è la chiave per garantire la coerenza della qualità del prodotto.

1. Ispezione in fabbrica delle materie prime: Condurre test sulla composizione chimica, sulle proprietà meccaniche, sulla qualità della superficie, sull'accuratezza dimensionale, ecc. su ciascun lotto di nastri di acciaio. Le materie prime non qualificate non devono essere messe in produzione.
2. Controllo della qualità del processo: condurre ispezioni in loco e controlli a campione per ciascun processo della linea di produzione, identificare e correggere tempestivamente le deviazioni del processo per evitare non conformità dei lotti.
3. Ispezione del prodotto finito: Condottaispezioni quali aspetto, dimensioni, test idrostatico e test non-distruttivi su ciascun tubo d'acciaio. Solo quelli che superano l'ispezione potranno uscire dalla fabbrica e verrà rilasciato un certificato di qualità.
4. Sistema di tracciabilità della qualità:Stabilire un sistema completo di tracciabilità della qualità. Ogni tubo d'acciaio ha un numero univoco, che consente la tracciabilità del lotto di materia prima, del team di produzione, della data di produzione, dei registri di ispezione, ecc.

1. Ambiente di produzione: La temperatura, l'umidità e la polvere nell'officina di saldatura possono influire sulla qualità della saldatura. L'umidità eccessiva può causare pori nel cordone di saldatura e la polvere eccessiva può influire sulle prestazioni del flusso di saldatura.
2. Condizioni di stoccaggioizioni: I tubi in acciaio devono essere conservati in un magazzino asciutto e ventilato per evitare pioggia, umidità e ruggine. Specifiche e qualità diverse di tubi in acciaio devono essere conservate separatamente per evitare mescolanze.
3. Processo di trasporto: Durante il trasporto, è necessario adottare misure protettive efficaci per evitare che i tubi vengano colpiti, schiacciati o graffiati, il che potrebbe causare la deformazione del corpo del tubo e danni allo strato anti-corrosione.