لوله های بدون درز نورد گرم با سوراخ کردن یک شمش گرد جامد و نورد آن در یک لوله توخالی در دمای بالای 1000 درجه سانتیگراد ساخته می شوند. نتیجه یک لوله بدون جوش طولی است که استحکام قابل پیش بینی را در همه جهات می دهد و فرآیند را به اولین انتخاب برای دیگ فشار قوی، لوله خطی و کاربردهای مکانیکی تبدیل می کند. مانند هر فرآیند شکل‌دهی گرم، نورد گرم می‌تواند نقص‌هایی ایجاد کند. این مقاله مشکلات رایج، علل ریشه ای آنها و راه حل های عملی مورد استفاده توسط کارخانه ها و اپراتورها را شرح می دهد.
1. ترک های سطحی و دلمه ها
ترک‌های سطح بیرونی یا داخلی معمولاً به عیوب بیلت، گرمایش نادرست یا کاهش بیش از حد نورد بازمی‌گردد. ترک‌های سطحی که در حین بازرسی پیدا می‌شوند باید فوراً ارزیابی شوند: عیوب کم عمق در عمق مجاز استاندارد را می‌توان با سنگ‌زنی از بین برد، مشروط بر اینکه ضخامت دیواره باقیمانده همچنان مطابق با مشخصات باشد، در حالی که ترک‌های عمیق یا گسترده دلیلی برای رد شدن هستند. پیشگیری با بازرسی اولتراسونیک بیلت های ورودی و کنترل دقیق منحنی گرمایش و پارامترهای سوراخ کردن شروع می شود.
2. انحراف ابعادی
خارج از تحمل قطر خارجی یا ضخامت دیوار شایع ترین دلیل رد لوله های بدون درز نورد گرم است. علل آن عبارتند از: رول ها و راهنماهای فرسوده، دمای ناهموار بیلت، و کشش ناپایدار در آسیاب کاهش کشش. آسیاب کنترل ابعاد را از طریق کالیبراسیون منظم پایه های نورد، اندازه گیری لیزری آنلاین قطر و ضخامت دیواره، و یک سیستم بازرسی فرآیند که از هر گرما نمونه برداری می کند، حفظ می کند. در جایی که یک لوله درست خارج از تلورانس نورد گرم قرار می گیرد، یک سایز سرد اضافی یا پاس کشش سرد می تواند آن را به یک کلاس تحمل سخت تر بازگرداند.
3. مشکلات جوشکاری در ساخت
لوله های بدون درز عموماً راحت تر از لوله های جوشی جوش می شوند، اما مشکلات همچنان به صورت تخلخل، ترک یا مقاومت ناکافی در اتصال ظاهر می شوند. برای گریدهای آلیاژی، پیش گرم کردن و عملیات حرارتی پس از جوشکاری ضروری است. برای درجات کربن، فلز پرکننده و حرارت ورودی باید با مقاومت ماده پایه مطابقت داشته باشد. جوش های معیوب تحت یک WPS تایید شده تعمیر می شوند و مجددا بازرسی می شوند یا اتصال به طور کامل قطع می شود. آسیاب ها با بیان CEV فولاد و توصیه دمای پیش گرمایش در مستندات مواد، سازندگان را پشتیبانی می کنند.
4. خوردگی در سرویس
لوله های بدون درز نورد گرم از خارج در خاک، مناطق پاشیده شده و سیالات فرآیند، و از داخل در سرویس آب و هیدروکربن خورده می شوند. بسته به شدت، اپراتور می تواند تعمیر و پوشش مجدد موضعی را اعمال کند یا بخش های آسیب دیده را جایگزین کند. حفاظت خارجی با اپوکسی با پیوند همجوشی، پلی اتیلن 3 لایه یا گالوانیزه گرم عمر مفید را به طور چشمگیری افزایش می دهد، در حالی که خوردگی داخلی توسط بازدارنده ها، آسترها یا درجه مقاوم در برابر خوردگی مدیریت می شود. یک برنامه بازرسی برنامه‌ریزی‌شده که تلفات دیوار را با سنج‌های اولتراسونیک اندازه‌گیری می‌کند، خوردگی را قبل از رسیدن به سطح بحرانی می‌گیرد.
5. تغییر شکل و استرس پسماند
لوله‌های بدون درز با دیواره نازک با قطر بزرگ می‌توانند تحت وزن خود بیضی شوند یا آویزان شوند و تنش باقیمانده ناشی از شکل‌گیری گرم می‌تواند باعث اعوجاج پس از برش شود. فاصله حمایتی مناسب در انبار و حمل و نقل، بندکشی دقیق برای بلند کردن، و عملیات حرارتی کنترل شده برای کاهش تنش‌های پسماند، اقدامات متقابل استاندارد هستند. در جایی که تغییر شکل رخ می دهد، یک پرس صاف کننده یا صاف کننده غلتکی، لوله را در محدوده تحمل صافی استاندارد محصول بازمی گرداند.
نقص، تشخیص و درمان در یک نگاه
| مشکل | علت معمولی | تشخیص | درمان |
|---|---|---|---|
| ترک های سطحی | عیوب بیلت، گرمای بیش از حد، کاهش اشتباه | بصری، ذرات مغناطیسی، اولتراسونیک | سنگ زنی در تحمل، یا طرد |
| انحراف ابعادی | رول های فرسوده، تغییر دما | گیج لیزری، کولیس، میکرومتر | کالیبراسیون آسیاب، کار مجدد یا اندازه سرد |
| عیوب جوشکاری | پارامترهای فرآیند اشتباه، بدون پیش گرم | RT، UT، بصری | تعمیر در هر WPS، PWHT، تست مجدد |
| خوردگی | رسانه تهاجمی، آسیب پوشش | بررسی دیوار اولتراسونیک | پوشش، جایگزینی، ارتقاء درجه |
| تغییر شکل | وزن خود، استرس باقیمانده، حمل و نقل ضعیف | بررسی صافی، سنج بیضی | صاف کردن، ساپورت های بهتر |
سوالات متداول
چه چیزی باعث ایجاد ترک های سطحی در لوله های بدون درز نورد گرم می شود؟
ترک های سطحی معمولاً از عیوب بیلت، گرم شدن بیش از حد در کوره گرم کردن مجدد یا کاهش بیش از حد در حین سوراخ کردن به ارث می رسند. بیلت های ورودی باید به صورت اولتراسونیک غربال شوند و پارامترهای گرمایش و نورد در محدوده مجاز نگهداری شوند.
دقت ابعادی روی لوله بدون درز چگونه کنترل می شود؟
آسیاب ها از پایه های نورد کالیبره شده، اندازه گیری لیزری آنلاین قطر خارجی و ضخامت دیواره و نمونه برداری منظم از فرآیند استفاده می کنند. لوله‌های خارج از تلورانس نورد گرم را می‌توان با اندازه‌گیری سرد یا کشش سرد به یک کلاس تحمل سخت‌تر بازیابی کرد.
چرا لوله های فولادی آلیاژی قبل از جوشکاری نیاز به گرم کردن دارند؟
فولادهای آلیاژی مانند گریدهای Cr-Mo وقتی بدون پیش گرما جوش داده می شوند، ریزساختارهای سخت و حساس به ترک ایجاد می کنند. پیش گرم کردن سرعت خنک شدن را کاهش می دهد و عملیات حرارتی پس از جوشکاری، چقرمگی را بازیابی می کند و تنش باقیمانده را کاهش می دهد، همانطور که استاندارد جوشکاری و WPS لازم است.
آیا لوله بدون درز خورده به جای تعویض قابل تعمیر است؟
خوردگی موضعی را اغلب می توان با سنگ زنی و جوشکاری در جایی که دیوار باقیمانده کافی است و سپس با پوشش مجدد تعمیر کرد. خوردگی عمومی با تلفات قابل توجه دیوار نیاز به تعویض بخش دارد. مسیر ایمن بررسی ضخامت دیوار با اندازه گیری اولتراسونیک قبل از تصمیم گیری است.
کدام استانداردها لوله های بدون درز نورد گرم را پوشش می دهند؟
مشخصات معمول عبارتند از ASTM A106 برای سرویس فولاد کربنی با دمای بالا، API 5L و ISO 3183 برای لوله خط، EN 10297-1 برای لوله های مکانیکی و ASTM A519 برای لوله های مکانیکی بدون درز. هر استاندارد ابعاد، تلورانس ها، آزمایش و مستندات مورد نیاز را تعریف می کند.
چگونه از تغییر شکل لوله بدون درز جدار نازک جلوگیری می شود؟
لوله جدار نازک به فاصله نگهدارنده نزدیکتر در انبار، تسمه های بالابر مناسب که سوراخ را فشار نمی دهد و عملیات حرارتی کنترل شده برای کاهش تنش باقیمانده نیاز دارد. اگر اعوجاج رخ دهد، صاف کردن غلتکی لوله را به تحمل صافی باز می‌گرداند.
