Le tuyau en acier à joint droit est un tuyau en acier avec un joint soudé parallèle à la direction longitudinale du tuyau en acier. Habituellement divisé en tubes d'acier métriques soudés électriques, tubes soudés électriques à paroi mince, tuyaux d'huile de refroidissement de transformateur, etc. Processus de production Les tubes en acier soudés à haute fréquence à joint droit ont les caractéristiques d'un processus relativement simple et d'une production continue rapide. Ils sont largement utilisés dans la construction civile, la pétrochimie, l'industrie légère et d'autres départements. Il est principalement utilisé pour transporter des fluides à basse pression ou être transformé en divers composants techniques et produits industriels légers.​

1. Flux de processus de production de tuyaux en acier soudés à haute fréquence à joint droit

Le tuyau en acier soudé à joint droit est fabriqué en laminant une longue bande de bande d'acier d'une certaine spécification en une forme de tube rond à travers une unité de soudage à haute fréquence, puis en soudant le joint droit pour former un tuyau en acier. La forme du tube en acier peut être ronde, carrée ou de forme spéciale, en fonction du dimensionnement et du laminage après soudage. Les principaux matériaux des tubes en acier soudés sont l'acier à faible teneur en carbone et l'acier faiblement allié ou d'autres matériaux en acier avecσs≤300N/mm2, etσs≤500N/mm2.​

2. Soudage haute fréquence

Le soudage à haute fréquence est basé sur le principe de l'induction électromagnétique et de l'effet de peau, de l'effet de proximité et de l'effet thermique par courants de Foucault des charges CA dans le conducteur, de sorte que l'acier au bord de la soudure est chauffé localement jusqu'à l'état fondu. Après avoir été extrudée au rouleau, la soudure bout à bout est intercristalline. Combiné pour atteindre l’objectif du soudage. Le soudage haute fréquence est une sorte de soudage par induction (ou soudage par contact sous pression). Il ne nécessite pas de mastic de soudure, ne présente pas de projections de soudure, présente des zones étroites affectées par la chaleur, de belles formes de soudure et de bonnes propriétés mécaniques de soudage. Il est donc privilégié dans la production de tubes en acier. Large gamme d'applications.​

Le soudage à haute fréquence des tubes en acier utilise l'effet de peau et l'effet de proximité du courant alternatif. Une fois l'acier (bande) laminé et formé, une ébauche de tube circulaire avec une section cassée est formée, qui tourne à l'intérieur du tube près du centre de la bobine d'induction. Ou un jeu de résistances (tiges magnétiques). La résistance et l'ouverture de l'ébauche du tube forment une boucle d'induction électromagnétique. Sous l'action de l'effet de peau et de l'effet de proximité, le bord de l'ouverture de l'ébauche du tube produit un effet thermique fort et concentré, rendant le bord de la soudure. Après avoir été rapidement chauffé à la température requise pour le soudage et extrudé par un rouleau presseur, le le métal fondu réalise une liaison inter-granulaire et forme une soudure bout à bout solide après refroidissement.

3. Unité de tubes soudés à haute fréquence

Le processus de soudage à haute fréquence des tubes en acier à joint droit est réalisé dans des unités de tubes soudés à haute fréquence. Les unités de tubes soudés à haute fréquence comprennent généralement le profilage, le soudage à haute fréquence, l'extrusion, le refroidissement, le dimensionnement, la découpe à la scie volante et d'autres composants. L'extrémité avant de l'unité est équipée d'une boucle de stockage et l'extrémité arrière de l'unité est équipée d'un cadre tournant en tuyaux d'acier ; La partie électrique se compose principalement d'un générateur haute fréquence, d'un générateur d'excitation CC et d'un dispositif de contrôle automatique des instruments.

4. Circuit d'excitation haute fréquence

Le circuit d'excitation haute fréquence (également connu sous le nom de circuit d'oscillation haute fréquence) est composé d'un grand tube électronique et d'un réservoir d'oscillation installé dans un générateur haute fréquence. Il utilise l'effet d'amplification du tube électronique. Lorsque le tube électronique est connecté au filament et à l'anode, le signal de sortie de l'anode est renvoyé positivement à la grille, formant une boucle d'oscillation auto-excitée. La taille de la fréquence d'excitation dépend des paramètres électriques (tension, courant, capacité et inductance) du réservoir d'oscillation.​

5. Processus de soudage à haute fréquence de tuyaux en acier à joint droit

5.1 Contrôle du jeu de soudure

Le feuillard d'acier est introduit dans l'unité de tubes soudés. Après avoir été laminée par plusieurs rouleaux, la bande d'acier est progressivement enroulée pour former une ébauche de tube circulaire avec un espace d'ouverture. Ajustez la quantité de réduction du rouleau d'extrusion pour contrôler l'écart de soudure entre 1 et 3 mm. Et alignez les deux extrémités du port de soudage. Si l'écart est trop grand, l'effet de proximité sera réduit, la chaleur des courants de Foucault sera insuffisante et la liaison intercristalline de la soudure sera mauvaise, entraînant un manque de fusion ou une fissuration. Si l'écart est trop petit, l'effet de proximité augmentera et la chaleur de soudage sera trop élevée, provoquant la combustion de la soudure ; ou la soudure formera une fosse profonde après avoir été extrudée et laminée, affectant la qualité de surface de la soudure.​

5.2 Contrôle de la température de soudage

La température de soudage est principalement affectée par la puissance thermique des courants de Foucault à haute fréquence. D'après la formule (2), on peut voir que la puissance thermique par courants de Foucault à haute fréquence est principalement affectée par la fréquence du courant. La puissance thermique des courants de Foucault est proportionnelle au carré de la fréquence d’excitation actuelle, et la fréquence d’excitation actuelle est à son tour affectée par la fréquence d’excitation. Les effets de la tension, du courant, de la capacité et de l'inductance. La formule de la fréquence d'excitation est f=1/[2π(CL)1/2]…(1) Où : fréquence d'excitation f (Hz) ; Capacité C (F) dans la boucle d'excitation, capacité = puissance/tension ; Inductance L dans la boucle d'excitation, inductance = flux magnétique/courant. Il ressort de la formule ci-dessus que la fréquence d'excitation est inversement proportionnelle à la racine carrée de la capacité et de l'inductance dans la boucle d'excitation, ou directement proportionnelle à la racine carrée de la tension et du courant. Tant que la capacité et l'inductance dans la boucle sont modifiées, la tension ou le courant inductif peut modifier la fréquence d'excitation, atteignant ainsi l'objectif de contrôler la température de soudage. Pour l'acier à faible teneur en carbone, la température de soudage est contrôlée entre 1 250 et 1 460 °C.℃, qui peut répondre à l'exigence de pénétration de soudage d'une épaisseur de paroi de tuyau de 3 à 5 mm. De plus, la température de soudage peut également être obtenue en ajustant la vitesse de soudage. Lorsque la chaleur d'entrée est insuffisante, le bord de soudure chauffé ne peut pas atteindre la température de soudage et la structure métallique reste solide, ce qui entraîne une fusion incomplète ou un soudage incomplet ; lorsque la chaleur d'entrée est insuffisante, le bord de soudure chauffé dépasse la température de soudage, ce qui entraîne une combustion excessive ou des gouttelettes fondues entraîneront la formation d'un trou fondu dans la soudure.​

5.3 Contrôle de la force d'extrusion

Une fois que les deux bords de l'ébauche de tube sont chauffés à la température de soudage, ils sont pressés par le rouleau presseur pour former des grains de métal communs qui pénètrent et cristallisent les uns avec les autres, formant finalement une soudure solide. Si la force d'extrusion est trop faible, le nombre de cristaux communs formés sera faible, la résistance du métal soudé diminuera et des fissures se produiront après contrainte ; si la force d'extrusion est trop importante, le métal fondu sera expulsé de la soudure, ce qui non seulement réduira la résistance de la soudure, et un grand nombre de bavures internes et externes seront produites, provoquant même des défauts tels que soudures à recouvrement.​

5.4 Contrôle de la position de la bobine d'induction haute fréquence

La bobine d'induction haute fréquence doit être aussi proche que possible de la position du rouleau presseur. Si la bobine d'induction est éloignée du rouleau d'extrusion, le temps de chauffage effectif sera plus long, la zone affectée par la chaleur sera plus large et la résistance de la soudure diminuera ; au contraire, le bord de la soudure ne sera pas suffisamment chauffé et la forme sera mauvaise après extrusion.​

5.5 La résistance est une ou un groupe de tiges magnétiques spéciales pour tuyaux soudés. La section transversale de la résistance ne doit généralement pas être inférieure à 70 % de la section transversale du diamètre intérieur du tuyau en acier. Sa fonction est de former une boucle d'induction électromagnétique avec la bobine d'induction, le bord du cordon de soudure de l'ébauche du tuyau et la tige magnétique. , produisant un effet de proximité, la chaleur des courants de Foucault est concentrée près du bord de la soudure de l'ébauche de tube, provoquant le chauffage du bord de l'ébauche de tube à la température de soudage. La résistance est traînée à l'intérieur de l'ébauche de tube avec un fil d'acier et sa position centrale doit être relativement fixe à proximité du centre du rouleau d'extrusion. Lorsque la machine est allumée, en raison du mouvement rapide de l'ébauche de tube, la résistance subit une perte importante due au frottement de la paroi interne de l'ébauche de tube et doit être remplacée fréquemment.​

5.6 Après le soudage et l'extrusion, des cicatrices de soudure seront produites et devront être enlevées. La méthode de nettoyage consiste à fixer l'outil sur le cadre et à s'appuyer sur le mouvement rapide du tuyau soudé pour lisser la cicatrice de soudure. Les bavures à l’intérieur des tuyaux soudés ne sont généralement pas éliminées.​

6. Exigences techniques et contrôle de qualité des tuyaux soudés à haute fréquence

Selon la norme GB3092 « Tuyaux en acier soudés pour le transport de fluides à basse pression », le diamètre nominal du tuyau soudé est de 6 à 150 mm, l'épaisseur de paroi nominale est de 2,0 à 6,0 mm, la longueur du tuyau soudé est généralement de 4 à 10. mètres et peut être spécifié en longueur fixe ou en plusieurs longueurs d'usine. La qualité de surface des tuyaux en acier doit être lisse et les défauts tels que le pliage, les fissures, le délaminage et le soudage par recouvrement ne sont pas autorisés. La surface du tuyau en acier peut présenter des défauts mineurs tels que des rayures, des rayures, des dislocations de soudure, des brûlures et des cicatrices qui ne dépassent pas l'écart négatif de l'épaisseur de la paroi. L'épaississement de l'épaisseur de paroi au niveau de la soudure et la présence de barres de soudure internes sont autorisés. Les tubes en acier soudés doivent subir des tests de performances mécaniques, des tests d'aplatissement et des tests de dilatation, et doivent répondre aux exigences stipulées dans la norme. Le tuyau en acier doit être capable de résister à une certaine pression interne. Si nécessaire, un test de pression de 2,5 MPa doit être effectué pour maintenir l'absence de fuite pendant une minute. Il est permis d'utiliser la méthode de détection des défauts par courants de Foucault au lieu de l'essai hydrostatique. La détection des défauts par courants de Foucault est effectuée selon la norme GB7735 « Méthode d'inspection de détection des défauts par courants de Foucault pour les tuyaux en acier ». La méthode de détection des défauts par courants de Foucault consiste à fixer la sonde sur le cadre, à maintenir une distance de 3 à 5 mm entre la détection des défauts et la soudure et à s'appuyer sur le mouvement rapide du tuyau en acier pour effectuer une analyse complète de la soudure. Le signal de détection de défauts est automatiquement traité et trié automatiquement par le détecteur de défauts à courants de Foucault. Pour atteindre l’objectif de détection des défauts. Il s'agit d'un tube en acier constitué de plaques d'acier ou de bandes d'acier enroulées puis soudées. Le processus de production de tubes en acier soudés est simple, l'efficacité de production est élevée, il existe de nombreuses variétés et spécifications et l'investissement en équipement est faible, mais la résistance générale est inférieure à celle des tubes en acier sans soudure. Depuis les années 1930, avec le développement rapide de la production continue de bandes d'acier de haute qualité et les progrès de la technologie de soudage et d'inspection, la qualité des soudures a continué de s'améliorer et les variétés et spécifications des tubes en acier soudés ont augmenté de jour en jour. , remplaçant les tuyaux en acier inachevés dans de plus en plus de domaines. Tuyau en acier à coudre. Les tubes en acier soudés sont divisés en tubes soudés à joint droit et en tubes soudés en spirale selon la forme de la soudure. Le processus de production de tubes soudés à joint droit est simple, l’efficacité de production est élevée, le coût est faible et le développement est rapide. La résistance des tuyaux soudés en spirale est généralement supérieure à celle des tuyaux soudés à joints droits. Des tubes soudés de plus grands diamètres peuvent être produits à partir de billettes plus étroites, et des tubes soudés de différents diamètres peuvent également être produits à partir de billettes de même largeur. Cependant, par rapport aux tuyaux à joint droit de même longueur, la longueur de soudure est augmentée de 30 à 100 % et la vitesse de production est inférieure. Après détection des défauts, le tube soudé est coupé à la longueur spécifiée avec une scie volante et est roulé hors de la ligne de production via un cadre rabattable. Les deux extrémités du tuyau en acier doivent être chanfreinées et marquées à plat, et les tuyaux finis doivent être emballés en paquets hexagonaux avant de quitter l'usine.