Les raisons du cintrage des tuyaux soudés longitudinaux et comment les redresser

Les raisons du cintrage des tubes en acier à joints droits et les méthodes de redressage impliquent la science des matériaux, les techniques de traitement et les principes mécaniques.

1. Matériaux et contraintes résiduelles

• Contrainte résiduelle de roulement :Pendant le processus de laminage de la plaque d'acier, en raison d'un refroidissement ou d'une déformation inégale, une contrainte résiduelle se forme à l'intérieur de la plaque. Une fois le tuyau roulé, la contrainte est relâchée, provoquant la flexion du tuyau.
• Ségrégation des composants chimiques :La répartition des éléments tels que le carbone et le manganèse dans la billette d'acier est inégale, ce qui entraîne des différences locales de résistance. Cela conduit à une déformation lors du traitement ultérieur.

2. Processus de formage et de soudage

• Déviation de formation :Une pression inégale des rouleaux pendant le processus de laminage ou l’usure du moule provoque une courbure incohérente de la billette tubulaire.
• Influence thermique du soudage :Pour le soudage longitudinal, le soudage à haute -fréquence (ERW) ou le soudage à l'arc submergé (SAW) est utilisé. La zone de soudure n'est pas chauffée uniformément et après refroidissement, la répartition des contraintes est déséquilibrée. Surtout dans le soudage sur un seul côté-, il est plus susceptible de se plier vers le côté soudé.
• Asymétrie de hauteur du cordon de soudure :La différence de hauteur entre les surfaces intérieure et extérieure de la soudure crée un « effet de nervure », provoquant une déformation du corps du tuyau lorsqu'il refroidit.

3. Refroidissement et traitement thermique

• Refroidissement inhomogène :Différences de vitesses de refroidissement lors des processus de trempe ou de normalisation, entraînant des contraintes microstructurales (telles que les différents volumes de martensite et de ferrite lors de la transformation).
• ITempérature incorrecte lors du lissage :Lors du redressage à chaud, la température était inférieure à la température de recristallisation (pour l'acier au carbone, environ 600 degrés). Cela entraînait une plasticité insuffisante du matériau et la récupération élastique après redressage conduisait à une flexion secondaire.

4. Stockage et transport

• Prise en charge inappropriée :Lors de l'empilement en plusieurs couches, l'espacement entre les supports était trop grand, ce qui faisait s'affaisser la partie médiane du tuyau sous son propre poids et subir une déformation plastique.
• Dégradé de température :En raison de la différence de température entre le côté ensoleillé et le côté ombragé lors du stockage extérieur, les contraintes thermiques provoquent une flexion.

1. Lissage mécanique (lissage à froid)

• Machine à redresser les rouleaux :

1. Principe : En utilisant plusieurs jeux de rouleaux de redressage entrelacés pour effectuer à plusieurs reprises un cintrage plastique-sur le tuyau en acier, la courbure est progressivement éliminée.
2. Paramètres clés :Espacement des rouleaux (généralement 0.8 - 1.2 fois le diamètre du tuyau), quantité de réduction (doit dépasser la limite d'élasticité mais être inférieure à la résistance à la traction), vitesse de redressage (pour l'acier au carbone, elle est généralement de 20 - 40 m/min).
3. Clé points de réglage :Utilisez la « méthode de pliage inversé ». Ajustez le montant de réduction du groupe de rouleaux correspondant en fonction de la position du point de pliage. Pour les grands virages, il est nécessaire de passer plusieurs fois.

• Machine de redressage sous pression :

Il est applicable aux virages durs locaux. Il adopte le principe de pliage en trois-points, en appliquant une pression sur le côté convexe du pliage et en utilisant simultanément un micromètre pour surveiller la rectitude en temps réel (l'objectif est inférieur ou égal à 1,5 mm/m).

2. Lissage à chaud
• Lissage à la flamme :

1. Méthode:Utilisez une flamme d'oxygène-acétylène pour appliquer de la chaleur en forme de bande-sur le côté incurvé convexe (température 700 - 850 degrés, montrant une couleur rouge foncé), puis refroidissez et rétractez pour redresser.
2. Points techniques :La largeur de chauffage ne doit pas dépasser le double de l'épaisseur de la paroi du tuyau et la profondeur ne doit pas dépasser un-tiers de l'épaisseur de la paroi. Évitez un chauffage excessif qui pourrait provoquer un grossissement du grain.

• Traitement thermique global de lissage :
Pour les tuyaux présentant des contraintes résiduelles élevées, un recuit de détente-(chauffage à 580-650 degrés, maintien pendant un certain temps, puis refroidissement lent) combiné à un redressage mécanique donne de meilleurs résultats.

1. Surveillance en ligne :

Utilisez un scanner laser pour mesurer en continu la rectitude (comme le système de mesure laser LAP), et les données sont renvoyées au PLC de la machine à redresser pour un ajustement automatique.

2. Optimisation des processus :

• Pendant le soudage, effectuez un soudage synchrone-double face pour réduire l'asymétrie de l'apport thermique.
• Contrôlez la température de laminage finale au-dessus du point de transformation de la phase Ar3 (environ 850 degrés pour l'acier faiblement allié) et évitez le laminage de la zone à deux phases.

3. Spécifications de stockage :

 Utilisez des supports de selle en forme de V-. L'espacement entre les supports ne doit pas dépasser 1/3 de la longueur du tuyau. Évitez l'exposition à long terme-d'un seul côté-à la lumière directe du soleil.

Pour l'acier à haute résistance-(tel que X70 ou supérieur), le processus de redressage doit contrôler le taux de déformation pour qu'il soit inférieur à 3 % afin d'éviter l'expansion des micro-fissures.

Pour les tubes à paroi mince-(avec un rapport diamètre/épaisseur supérieur à 40), un moule de support interne est nécessaire lors du redressage pour éviter les erreurs d'arrondi.

Après le redressage, il est recommandé d'effectuer un contrôle par ultrasons (UT), notamment pour inspecter la zone affectée thermiquement de la soudure.