Comment les tubes carrés et rectangulaires de grand-diamètre sont-ils produits et formés ? Que faut-il noter pendant le processus de production ?

Pour les tubes carrés et rectangulaires de grand-diamètre (faisant généralement référence à ceux dont la dimension latérale est supérieure ou égale à 200 mm), les processus courants sont soit la transformation du rond-en-carré (extrusion/laminage de tubes), soit le formage direct (laminage de bandes d'acier + soudage à haute-soudage à haute fréquence).

Le cœur de la production implique le formage progressif, le contrôle de la température et de la forme, la qualité des soudures/films et le contrôle des contraintes résiduelles. Pour les tubes-à paroi épaisse/haute-de taille, la transformation ronde-en-carrée est préférable ; tandis que pour la production à -parois minces/à grande échelle-, le formage direct est adopté.

(1) Méthode de formage rond-à-rectangulaire (sans couture/à parois épaisses-de préférence)
En utilisant des tuyaux ronds sans soudure ou des tuyaux ronds soudés comme matière première, à travers de multiples passages de matrices de laminage ou de moules, du rond → elliptique → rond allongé → carré/rectangulaire, le périmètre reste fondamentalement inchangé et la déformation métal-plastique complète la conversion de section.

- Flux de processus :

1. Préparation des matières premières: Sélectionnez une personne qualifiéedes tuyaux ronds sans amless (tels que 20#, Q355B) ou des tuyaux soudés de grand -diamètre, effectuent la détection des défauts, l'élimination de la rouille et le redressage.
2. Chauffage (en option) : Chauffez des tuyaux à paroi épaisse-à 800 – 950 degrés (améliore la plasticité, évite les fissures).
3. Pré-formage :Compression progressive par plusieurs ensembles de matrices de laminage, le tuyau rond se transforme en un amincissement de paroi elliptique, circulaire allongé et uniforme et un prépressage des coins-.
4. Formage rectangulaire carré :Matrices ou moules à rouler de type trou spécial-, appuyez progressivement sur les 4 coins à 90 degrés, contrôlez la longueur du bord, la diagonale et l'épaisseur de la paroi de manière uniforme.
5. Contrôle du diamètre et mise en forme :Machine à rouler/redresser finement, taille correcte, rectitude, distorsion, contrôler le coin rond R (généralement R inférieur ou égal à 1,5 × épaisseur de paroi).
6. Refroidissement:Refroidissement par air ou refroidissement par eau (contrôler la vitesse de refroidissement, éviter les fissures sous contrainte).
7. Finition et détection des défauts :Couper à des longueurs fixes, aplatir, polir ; Détection des défauts UT/MT, mesure de la taille, de l'épaisseur de la paroi, de la dureté.

- Fonctionnalités :

Pas de cordon de soudure, haute résistance, épaisseur de paroi uniforme, bonne qualité des coins ; convient aux tuyaux à paroi épaisse-de dimensions 200 × 200 à 400 × 400 mm et d'épaisseur de paroi de 10 à 40 mm ; l'efficacité est inférieure à celle du formage direct.

(2) Méthode de formage direct (laminage de bandes d'acier + soudage à haute fréquence, production à paroi mince/par lots préférée)

Les bandes d'acier laminées à chaud/à froid subissent des processus d'enroulement, d'aplatissement et de laminage multiple pour former des formes U→O→carrées/rectangulaires. Ils sont ensuite soudés ensemble par soudage par induction à haute fréquence-, et le processus est effectué en continu.

- Flux de processus :

1. Déroulage et lissage :Déroulez la bande d'acier, coupez-la, soudez-la et redressez-la pour éliminer les courbures des vagues/couteaux.
2. Formage avant- :  Plusieurs rouleaux de formage plient progressivement la bande d'acier en billettes en forme de U → O, avec un alignement précis des bords.
3. Soudage haute fréquence :Appliquez un courant à haute-fréquence (200 à 450 kHz) pour chauffer les bords jusqu'à ce qu'ils fondent, et utilisez des rouleaux d'extrusion pour les souder ensemble. Retirez toutes les bavures extérieures (les bavures intérieures peuvent être retirées selon les besoins).
4. Refroidissement:La section de soudage est refroidie avec de l'eau, ce qui réduit la température en dessous d'environ 100 degrés.
5. Formage rectangulaire carré :Les billettes en forme de O- entrent dans le groupe de rouleaux de formage carrés/rectangulaires, où les quatre coins sont progressivement pliés à 90 degrés, contrôlant la longueur, la diagonale et la verticalité.
6. Contrôle du diamètre et redressage :Les rouleaux fins contrôlent le diamètre et la machine de redressage corrige la rectitude et la torsion, contrôlant la planéité et la verticalité.
7. Coupe automatique à longueur :Coupe selon la longueur, avec têtes plates et ébavurage.
8. Inspection de précision :Traitement de surface, détection de défauts, tests dimensionnels/propriétés mécaniques.

- Fonctionnalités :

Qualité de surface continue et efficace, faible coût, bonne, haute précision dimensionnelle ; convient aux tubes à paroi mince-avec des dimensions de 200 × 200 à 500 × 500 mm et des épaisseurs de paroi de 3 à 12 mm ; comporte des soudures et nécessite une détection stricte des défauts.

(3) Autres procédés auxiliaires (spécifications spéciales / production en petits lots)
- Extrusion à chaud :

La billette de tube rond est chauffée à 1 100-1 200 degrés, puis transformée en une forme carrée/rectangulaire par une seule extrusion dans une filière ; convient aux diamètres extrêmement grands/parois épaisses/matériaux spéciaux (tels que l'acier allié, l'acier inoxydable), avec un coût élevé et une petite taille de lot.

- Étirage à froid/laminage à froid :

Les tubes ronds sans soudure sont progressivement réduits en diamètre et façonnés en forme carrée/rectangulaire à l'aide de plusieurs matrices d'étirage à froid ou de rouleaux de laminage à froid ; haute précision, bonne surface, adapté aux moyens et petits diamètres avec des tubes de haute précision.

1. Contrôle qualité des matières premières (prévention des défauts à la source)

• Conformité matérielle:Q235B/Q355B/20# etc., avec des certificats de qualité complets, et la composition et les propriétés mécaniques répondent aux normes.
• Surface exempte de défauts :pas de fissures, de plis, de cicatrices, de couches, de piqûres de rouille ; la bande d'acier ne présente pas de courbures en forme de faucille, de bords ondulés ou de bavures.
• Stabilité dimensionnelle :l'ellipticité de la billette de tube rond est inférieure ou égale à 1,5 %, la tolérance d'épaisseur de la bande d'acier est inférieure ou égale à ±0,1 mm ; les performances d'un même lot de matériaux sont uniformes.

2. Contrôle du processus pendant le formage (prévention de la déformation, de la fissuration, maintien des dimensions)
- Formage progressif :déformation par passage Inférieure ou égale à 10 %, les coins sont lentement pliés (R supérieur ou égal à 1,2 × épaisseur de paroi), ne jamais pressuriser à 90 degrés à la fois (évitant les microfissures dans les coins et la concentration de contraintes internes).

- Contrôle de la température :

• Chauffage pour la transformation du rond-en-carré : 800 à 950 degrés, chauffage uniforme (différence de température inférieure ou égale à 50 degrés), évite la surchauffe et la combustion excessives locales.
• Soudage à haute -fréquence : température de soudage de 1 350 à 1 450 degrés, adaptation courant/tension, vitesse de soudage équilibrée avec la chaleur (évitant les faux soudages, les brûlures, les bavures excessives).
• Refroidissement : contrôle de température segmenté, refroidissement par eau après soudage Inférieur ou égal à 100 degrés, principalement refroidissement par air pour les tuyaux à paroi épaisse- (empêchant un refroidissement soudain et des fissures).

- Précision des dimensions :
- Tolérance de longueur de bord : ±0,5 à 1,0 mm (selon les spécifications), différence diagonale inférieure ou égale à 1,5 mm, perpendiculaire inférieure ou égale à 0,5 degré.
- Uniformité de l'épaisseur de paroi : écart inférieur ou égal à ± 8 %, épaisseur de paroi d'angle supérieure ou égale à 90 % du côté (évitant une résistance insuffisante aux coins).
- Rectitude : Inférieur ou égal à 1,5 mm/m, degré de torsion Inférieur ou égal à 1 degré/m (réglage fin par machine à redresser).

3. Contrôle de la qualité des soudures (noyau de la méthode de formage direct)
- Paramètres de soudage : Adaptation de la puissance, de la fréquence et de la vitesse de soudage à haute fréquence, fusion suffisante des bords, extrusion appropriée, pas de fausse soudure, d'inclusion de scories, de pores ou de brûlure-.
- Finition des bords : élimination complète des bavures externes (transition douce), des bavures internes inférieures ou égales à 0,5 mm (les bavures sur les tuyaux haute-pression/débit doivent être éliminées).
- Inspection des soudures : inspection 100 % par courants de Foucault + ultrasons, conformément aux normes GB/T 11345 niveau II ou API 5L.

4. Contrôle de la qualité des surfaces (Anti-éraflures, Anti-oxydation, Préservation de l'apparence)
- État de la surface des rouleaux : le rouleau de formage et les rouleaux de guidage sont lisses (Ra inférieur ou égal à 1,6), sans fissures, sans adhérence de l'acier et sont régulièrement polis pour éviter les rayures et les indentations importantes.
- Lubrification et refroidissement : la zone de formage utilise des émulsions/lubrifiants spécialisés pour le refroidissement, la réduction de la friction et la prévention de l'oxydation ; la zone de soudage est protégée par des gaz de protection (argon/azote) pour éviter l'oxydation de la soudure.
- Nettoyage des surfaces : éliminez le tartre d'oxyde, les scories de soudage, les taches d'huile et les bavures ; les tuyaux en acier inoxydable doivent être lavés à l'acide-pour la passivation, et les tuyaux en acier au carbone peuvent être grenaillés-ou sablés.

5. Contrôle des contraintes résiduelles et du redressement (prévention des déformations/fissurations ultérieures)
- Libération des contraintes : pour l'acier à paroi épaisse-/à haute résistance- (Q355 et supérieur), un recuit de détente après-formage (maintien à 550 - 650 degrés pendant 2 à 4 heures, refroidissement à l'air) est effectué pour éliminer les contraintes résiduelles du formage et du soudage, empêchant ainsi la déformation ultérieure, la fissuration et la corrosion sous contrainte.
- Processus de redressage : le redressage au rouleau est la méthode principale, complétée par le redressage par pression ; l'espacement, l'angle et la pression des rouleaux redresseurs sont précisément adaptés (une pression trop petite provoque des dommages à la surface, une pression trop grande laisse une contrainte résiduelle) ; la déformation locale est corrigée avec précision à l'aide d'une presse pour éviter un redressement excessif.

6. Inspection et contrôle d'usine (boucle fermée de qualité)
- Inspection dimensionnelle : mesurez la longueur du bord, l'épaisseur de la paroi, la diagonale, la rectitude et la distorsion de chaque tuyau. Utilisez une jauge de diamètre laser/un pied à coulisse/un niveau.
- Tests non-destructifs : 100 % UT/ET pour les soudures, UT/MT pour le matériau de base (pour les tuyaux à paroi épaisse-).
- Propriétés mécaniques : prélevez des échantillons de chaque lot pour des tests de traction, de flexion et d'impact, conformément à GB/T 6728/GB/T 17200.
- Inspection de surface : inspection visuelle + inspection par magnétoscopie (pour les applications critiques). Pas de fissures, rayures, rouille ou déformation.

• Fissuration des coins :Causes → Déformation excessive en une seule fois, valeur R trop faible, température basse, matériau dur ; Prévention → Formage progressif, R supérieur ou égal à 1,2 × épaisseur de paroi, chauffage de paroi épaisse, recuit de détente.
• Défauts de soudure (soudure pas complètement fondue ou brûlée-) :Causes → Puissance fréquence insuffisante/haute fréquence, vitesse de soudage trop rapide/lente, alignement imprécis des bords ; Prévention → Correspondance des paramètres, alignement précis, vitesse de soudage stable.
• Écarts dimensionnels (longueur du côté/angle diagonal/rectitude) :Causes → Usure/décalage des rouleaux de formage, paramètres de redressage inappropriés, refroidissement irrégulier ; Prévention → Calibrage régulier des jeux de rouleaux, réglage précis du lissage, refroidissement uniforme.
• Srayures de surface/empreintes :Causes → Surface rugueuse du rouleau/adhérence de l'acier, pénétration de corps étrangers, blocage du rouleau de guidage ; Prévention → Polissage de la surface des rouleaux, ligne de production propre, inspection régulière des rouleaux de guidage.
• Déformation sous contrainte résiduelle :Causes → Non recuit, refroidissement trop rapide, lissage excessif ; Prévention → Recuit de détente, contrôle de température segmenté, lissage précis.

Le cœur de la production de tubes carrés et rectangulaires de grand diamètre réside dans "le formage progressif, le contrôle de la température et de la forme, les soudures fiables, la surface propre, la libération des contraintes et l'inspection précise". La transition du rond au carré convient aux scénarios de demande élevée-à parois épaisses/sans soudure-, tandis que le formage direct convient à une production efficace à-à parois minces/à volume élevé-.

Pendant le processus de production, un contrôle strict est requis sur l'ensemble du processus, y compris les matières premières, le formage, le soudage, le refroidissement, le redressage et la détection des défauts, afin d'éviter les fissures dans les coins, le soudage incomplet, les écarts de taille, les défauts de surface et les problèmes de contraintes résiduelles.