Ein gerades Nahtstahlrohr ist ein Stahlrohr mit einer Schweißnaht, die parallel zur Längsrichtung des Stahlrohrs verläuft. Normalerweise unterteilt in metrische elektrisch geschweißte Stahlrohre, elektrisch geschweißte dünnwandige Rohre, Transformatorkühlölrohre usw. Produktionsprozess Hochfrequenzgeschweißte Stahlrohre mit gerader Naht zeichnen sich durch einen relativ einfachen Prozess und eine schnelle kontinuierliche Produktion aus. Sie werden häufig im Zivilbau, in der Petrochemie, in der Leichtindustrie und in anderen Bereichen eingesetzt. Es wird hauptsächlich zum Transport von Niederdruckflüssigkeiten oder zur Herstellung verschiedener technischer Komponenten und Leichtindustrieprodukte verwendet.​

1. Ablauf des Produktionsprozesses von hochfrequenzgeschweißten Stahlrohren mit gerader Naht

Gerade nahtgeschweißte Stahlrohre werden hergestellt, indem ein langer Stahlstreifen einer bestimmten Spezifikation durch eine Hochfrequenzschweißeinheit in eine runde Rohrform gerollt und dann die gerade Naht zu einem Stahlrohr verschweißt wird. Die Form des Stahlrohrs kann rund, quadratisch oder speziell geformt sein, was von der Dimensionierung und dem Walzen nach dem Schweißen abhängt. Die Hauptmaterialien für geschweißte Stahlrohre sind kohlenstoffarmer Stahl und niedriglegierter Stahl oder andere Stahlmaterialien mitσs≤300 N/mm2 undσs≤500 N/mm2.​

2. Hochfrequenzschweißen

Das Hochfrequenzschweißen basiert auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion und dem Skin-Effekt, dem Proximity-Effekt und dem thermischen Wirbelstromeffekt von Wechselstromladungen im Leiter, sodass der Stahl am Rand der Schweißnaht lokal in einen geschmolzenen Zustand erhitzt wird. Nach dem Extrudieren durch die Walze ist die Stumpfnaht interkristallin. Kombiniert, um den Zweck des Schweißens zu erreichen. Das Hochfrequenzschweißen ist eine Art Induktionsschweißen (oder Druckkontaktschweißen). Es benötigt keine Schweißzusätze, hat keine Schweißspritzer, weist schmale Schweißwärmeeinflusszonen, schöne Schweißformen und gute schweißmechanische Eigenschaften auf. Daher wird es bei der Herstellung von Stahlrohren bevorzugt. Breites Anwendungsspektrum.​

Das Hochfrequenzschweißen von Stahlrohren nutzt den Skin-Effekt und den Proximity-Effekt von Wechselstrom. Nachdem der Stahl (Band) gewalzt und geformt wurde, entsteht ein kreisförmiger Rohrrohling mit einem gebrochenen Abschnitt, der innerhalb des Rohrs nahe der Mitte der Induktionsspule gedreht wird. Oder ein Satz Widerstände (Magnetstäbe). Der Widerstand und die Öffnung des Rohrrohlings bilden eine elektromagnetische Induktionsschleife. Unter der Einwirkung des Skin-Effekts und des Proximity-Effekts erzeugt der Rand der Rohrrohlingsöffnung einen starken und konzentrierten thermischen Effekt, wodurch der Rand der Schweißnaht nach dem schnellen Erhitzen auf die zum Schweißen erforderliche Temperatur und dem Extrudieren durch eine Druckwalze die Das geschmolzene Metall erreicht eine intergranulare Bindung und bildet nach dem Abkühlen eine starke Stumpfnaht.

3. Hochfrequenzgeschweißte Rohreinheit

Der Hochfrequenzschweißprozess von Stahlrohren mit gerader Naht wird in hochfrequenzgeschweißten Rohreinheiten durchgeführt. Hochfrequenzgeschweißte Rohreinheiten bestehen normalerweise aus Rollformen, Hochfrequenzschweißen, Extrudieren, Kühlen, Formatieren, Schneiden mit der fliegenden Säge und anderen Komponenten. Das vordere Ende des Geräts ist mit einer Lagerschlaufe ausgestattet, und das hintere Ende des Geräts ist mit einem Stahlrohr-Drehrahmen ausgestattet; Der elektrische Teil besteht hauptsächlich aus einem Hochfrequenzgenerator, einem Gleichstrom-Erregergenerator und einem automatischen Instrumentensteuergerät.

4. Hochfrequenz-Erregerkreis

Der Hochfrequenz-Erregerkreis (auch Hochfrequenz-Schwingkreis genannt) besteht aus einer großen Elektronenröhre und einem Schwingtank, der in einem Hochfrequenzgenerator installiert ist. Es nutzt den Verstärkungseffekt der Elektronenröhre. Wenn die Elektronenröhre mit dem Glühfaden und der Anode verbunden ist, wird das Ausgangssignal der Anode positiv zum Gate zurückgeführt, wodurch eine selbsterregte Schwingungsschleife entsteht. Die Größe der Erregerfrequenz hängt von den elektrischen Parametern (Spannung, Strom, Kapazität und Induktivität) der Schwingwanne ab.​

5. Hochfrequenzschweißverfahren für Stahlrohre mit gerader Naht

5.1 Kontrolle des Schweißspalts

Der Bandstahl wird der geschweißten Rohreinheit zugeführt. Nach dem Walzen durch mehrere Walzen wird der Bandstahl nach und nach zu einem kreisförmigen Rohrrohling mit Öffnungsspalt aufgerollt. Passen Sie den Reduzierungsgrad der Extrusionswalze an, um den Schweißspalt zwischen 1 und 3 mm zu kontrollieren. Und stellen Sie sicher, dass beide Enden der Schweißöffnung bündig sind. Wenn der Spalt zu groß ist, verringert sich der Proximity-Effekt, die Wirbelstromwärme reicht nicht aus und die Bindung zwischen den Kristallen der Schweißnaht ist schlecht, was zu einer mangelhaften Verschmelzung oder Rissbildung führt. Ist der Spalt zu klein, erhöht sich der Proximity-Effekt und die Schweißwärme wird zu hoch, was zum Durchbrennen der Schweißnaht führt; oder die Schweißnaht bildet nach dem Extrudieren und Walzen eine tiefe Grube, was die Oberflächenqualität der Schweißnaht beeinträchtigt.​

5.2 Schweißtemperaturregelung

Die Schweißtemperatur wird hauptsächlich durch die Wärmeleistung des hochfrequenten Wirbelstroms beeinflusst. Aus Formel (2) ist ersichtlich, dass die Wärmeleistung des Hochfrequenz-Wirbelstroms hauptsächlich von der Stromfrequenz beeinflusst wird. Die thermische Leistung des Wirbelstroms ist proportional zum Quadrat der aktuellen Anregungsfrequenz, und die aktuelle Anregungsfrequenz wird wiederum von der Anregungsfrequenz beeinflusst. Die Auswirkungen von Spannung, Strom, Kapazität und Induktivität. Die Anregungsfrequenzformel lautet f=1/[2π(CL)1/2]…(1) Wobei: f-Anregungsfrequenz (Hz); C-Kapazität (F) in der Erregerschleife, Kapazität = Leistung/Spannung; L-Induktivität in der Erregerschleife, Induktivität = magnetischer Fluss/Strom. Aus der obigen Formel ist ersichtlich, dass die Erregerfrequenz umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Kapazität und Induktivität in der Erregerschleife oder direkt proportional zur Quadratwurzel der Spannung und des Stroms ist. Solange sich die Kapazität und Induktivität in der Schleife ändern, kann die induktive Spannung oder der induktive Strom die Erregerfrequenz ändern und so den Zweck der Steuerung der Schweißtemperatur erreichen. Bei kohlenstoffarmem Stahl wird die Schweißtemperatur auf 1250 bis 1460 °C geregelt℃, das die Schweißdurchdringungsanforderungen von 3 bis 5 mm Rohrwandstärke erfüllen kann. Darüber hinaus kann die Schweißtemperatur auch durch Anpassung der Schweißgeschwindigkeit erreicht werden. Wenn die zugeführte Wärme nicht ausreicht, kann die erhitzte Schweißnaht die Schweißtemperatur nicht erreichen und die Metallstruktur bleibt fest, was zu einer unvollständigen Verschmelzung oder unvollständigen Schweißung führt. Wenn die zugeführte Wärme nicht ausreicht, übersteigt die erhitzte Schweißnaht die Schweißtemperatur, was zu Überverbrennung führt oder geschmolzene Tröpfchen dazu führen, dass in der Schweißnaht ein geschmolzenes Loch entsteht.​

5.3 Steuerung der Extrusionskraft

Nachdem die beiden Kanten des Rohrrohlings auf Schweißtemperatur erhitzt wurden, werden sie von der Quetschwalze zusammengedrückt, um gemeinsame Metallkörner zu bilden, die ineinander eindringen und miteinander kristallisieren und schließlich eine starke Schweißnaht bilden. Wenn die Extrusionskraft zu gering ist, ist die Anzahl der gebildeten gemeinsamen Kristalle gering, die Festigkeit des Schweißguts nimmt ab und es kommt nach der Belastung zu Rissen. Wenn die Extrusionskraft zu groß ist, wird das geschmolzene Metall aus der Schweißnaht herausgedrückt, was nicht nur die Festigkeit der Schweißnaht verringert, sondern auch viele innere und äußere Grate erzeugt, die sogar zu Fehlern wie z Überlappungsnähte schweißen.​

5.4 Steuerung der Position der Hochfrequenz-Induktionsspule

Die Hochfrequenz-Induktionsspule sollte möglichst nahe an der Position der Quetschwalze liegen. Wenn die Induktionsspule weit von der Extrusionswalze entfernt ist, verlängert sich die effektive Aufheizzeit, die Wärmeeinflusszone wird breiter und die Festigkeit der Schweißnaht nimmt ab; im Gegenteil, der Rand der Schweißnaht wird nicht ausreichend erhitzt und die Form wird nach der Extrusion schlecht sein.​

5.5 Der Widerstand ist ein oder eine Gruppe spezieller Magnetstäbe für geschweißte Rohre. Die Querschnittsfläche des Widerstands sollte in der Regel nicht weniger als 70 % der Querschnittsfläche des Innendurchmessers des Stahlrohrs betragen. Seine Funktion besteht darin, mit der Induktionsspule, der Kante der Rohrrohlingsschweißnaht und dem Magnetstab eine elektromagnetische Induktionsschleife zu bilden. Durch die Erzeugung eines Proximity-Effekts wird die Wirbelstromwärme in der Nähe der Kante der Rohrrohlingsschweißnaht konzentriert, wodurch die Kante des Rohrrohlings auf die Schweißtemperatur erhitzt wird. Der Widerstand wird mit einem Stahldraht in den Rohrrohling gezogen und seine Mittelposition sollte relativ nahe der Mitte der Extrusionswalze fixiert sein. Beim Einschalten der Maschine erleidet der Widerstand aufgrund der schnellen Bewegung des Rohrrohlings einen großen Verlust durch die Reibung der Innenwand des Rohrrohlings und muss häufig ausgetauscht werden.​

5.6 Nach dem Schweißen und Extrudieren entstehen Schweißnarben, die entfernt werden müssen. Die Reinigungsmethode besteht darin, das Werkzeug am Rahmen zu befestigen und sich auf die schnelle Bewegung des geschweißten Rohrs zu verlassen, um die Schweißnarbe zu glätten. Grate in geschweißten Rohren werden grundsätzlich nicht entfernt.​

6. Technische Anforderungen und Qualitätsprüfung von hochfrequenzgeschweißten Rohren

Gemäß der Norm GB3092 „Geschweißte Stahlrohre für den Transport von Niederdruckflüssigkeiten“ beträgt der Nenndurchmesser des geschweißten Rohrs 6 bis 150 mm, die Nennwandstärke 2,0 bis 6,0 mm und die Länge des geschweißten Rohrs normalerweise 4 bis 10 mm Meter und können werkseitig in fester Länge oder mehreren Längen angegeben werden. Die Oberflächenqualität von Stahlrohren sollte glatt sein und Mängel wie Falten, Risse, Delaminierung und Überlappungsschweißen sind nicht zulässig. Die Oberfläche des Stahlrohrs darf geringfügige Mängel wie Kratzer, Schrammen, Schweißversetzungen, Verbrennungen und Narben aufweisen, die die negative Abweichung der Wandstärke nicht überschreiten. Eine Vergrößerung der Wandstärke an der Schweißnaht und das Vorhandensein von inneren Schweißstäben sind zulässig. Geschweißte Stahlrohre sollten mechanischen Leistungstests, Abflachungstests und Ausdehnungstests unterzogen werden und müssen die in der Norm festgelegten Anforderungen erfüllen. Das Stahlrohr sollte einem bestimmten Innendruck standhalten. Bei Bedarf sollte ein Drucktest mit 2,5 MPa durchgeführt werden, um eine Minute lang sicherzustellen, dass keine Leckage auftritt. Anstelle der hydrostatischen Prüfung ist die Verwendung der Wirbelstrom-Fehlererkennungsmethode zulässig. Die Wirbelstromfehlererkennung erfolgt nach der Norm GB7735 „Eddy Current Flaw Detection Inspection Method for Steel Pipes“. Die Wirbelstrom-Fehlererkennungsmethode besteht darin, die Sonde am Rahmen zu befestigen, einen Abstand von 3 bis 5 mm zwischen der Fehlererkennung und der Schweißnaht einzuhalten und sich auf die schnelle Bewegung des Stahlrohrs zu verlassen, um einen umfassenden Scan der Schweißnaht durchzuführen. Das Fehlererkennungssignal wird vom Wirbelstrom-Fehlerdetektor automatisch verarbeitet und automatisch sortiert. Um den Zweck der Fehlererkennung zu erreichen. Es handelt sich um ein Stahlrohr aus Stahlplatten oder Stahlbändern, die gewellt und anschließend verschweißt werden. Der Produktionsprozess von geschweißten Stahlrohren ist einfach, die Produktionseffizienz ist hoch, es gibt viele Varianten und Spezifikationen und die Ausrüstungsinvestitionen sind gering, aber die allgemeine Festigkeit ist geringer als die von nahtlosen Stahlrohren. Seit den 1930er Jahren hat sich mit der rasanten Entwicklung der kontinuierlichen Walzproduktion von hochwertigem Bandstahl und der Weiterentwicklung der Schweiß- und Prüftechnik die Qualität der Schweißnähte weiter verbessert und die Vielfalt und Spezifikationen geschweißter Stahlrohre von Tag zu Tag zugenommen , wodurch in immer mehr Bereichen unfertige Stahlrohre ersetzt werden. Nähen von Stahlrohren. Geschweißte Stahlrohre werden entsprechend der Form der Schweißnaht in gerade nahtgeschweißte Rohre und spiralgeschweißte Rohre unterteilt. Der Produktionsprozess von geradnahtgeschweißten Rohren ist einfach, die Produktionseffizienz hoch, die Kosten niedrig und die Entwicklung schnell. Die Festigkeit spiralgeschweißter Rohre ist im Allgemeinen höher als die von geradenahtgeschweißten Rohren. Aus schmaleren Knüppeln lassen sich geschweißte Rohre mit größeren Durchmessern herstellen, aus gleich breiten Knüppeln lassen sich auch geschweißte Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern herstellen. Allerdings ist die Schweißnahtlänge im Vergleich zu geraden Nahtrohren gleicher Länge um 30 bis 100 % größer und die Produktionsgeschwindigkeit geringer. Nach der Fehlererkennung wird das geschweißte Rohr mit einer fliegenden Säge auf die vorgegebene Länge zugeschnitten und über einen Klapprahmen vom Band gerollt. Beide Enden des Stahlrohrs sollten flach abgeschrägt und markiert sein, und die fertigen Rohre sollten vor Verlassen des Werks in sechseckigen Bündeln verpackt werden.