Boyuna Kaynaklı Boruların Bükülme Sebepleri ve Nasıl Düzeltileceği

Düz dikişli çelik boruların bükülme nedenleri ve düzeltme yöntemleri malzeme bilimi, işleme teknikleri ve mekanik prensipleri içerir.

1. Malzemeler ve Artık Gerilim

• Yuvarlanma Artık Stresi:Çelik levhanın haddeleme işlemi sırasında eşit olmayan soğuma veya deformasyon nedeniyle levha içinde artık gerilim oluşur. Boru yuvarlandıktan sonra gerilim serbest kalır ve borunun bükülmesine neden olur.
• Kimyasal bileşen ayrımı:Çelik kütükteki karbon ve manganez gibi elementlerin dağılımı eşit değildir ve bu da dayanımda yerel farklılıklara neden olur. Bu, sonraki işlemler sırasında deformasyona yol açar.

2. Şekillendirme ve Kaynak İşlemi

• Sapma Oluşturma:Haddeleme işlemi sırasında silindirin eşit olmayan şekilde preslenmesi veya kalıbın aşınması, boru kütüğünün tutarsız eğriliğine neden olur.
• Kaynak termal etkisi:Boyuna dikiş kaynağı için yüksek-frekans kaynağı (ERW) veya tozaltı ark kaynağı (SAW) kullanılır. Kaynak alanı eşit şekilde ısıtılmaz ve soğuduktan sonra gerilim dağılımı dengesiz olur. Özellikle tek-taraflı kaynaklarda kaynak tarafına doğru bükülmeye daha yatkındır.
• Kaynak dolgu yüksekliğinde asimetri:Kaynağın iç ve dış yüzeyleri arasındaki yükseklik farkı bir "nervür etkisi" yaratarak boru gövdesinin soğuduğunda deforme olmasına neden olur.

3. Soğutma ve Isıl İşlem

• Homojen Olmayan Soğutma:Söndürme veya normalleştirme işlemleri sırasında soğuma hızlarındaki farklılıklar, mikroyapısal gerilimlere neden olur (dönüşüm sırasında martensit ve ferritin farklı hacimleri gibi).
• IDüzleştirme sırasında doğru sıcaklık:Sıcak doğrultma yapılırken sıcaklık yeniden kristalleşme sıcaklığından daha düşüktü (karbon çeliği için yaklaşık 600 derece). Bu, yetersiz malzeme plastisitesine neden oldu ve düzeltme sonrasında elastik toparlanma ikincil bükülmeye yol açtı.

4. Depolama ve Taşıma

• Uygunsuz Destek:Çoklu katmanlar halinde istiflendiğinde, destekler arasındaki boşluk çok büyüktü ve borunun orta kısmının kendi ağırlığı altında sarkmasına ve plastik deformasyona uğramasına neden oluyordu.
• Sıcaklık gradyanı:Açık havada depolama sırasında güneşli taraf ile gölgeli taraf arasındaki sıcaklık farkından dolayı termal stres bükülmeye neden olur.

1. Mekanik doğrultma (soğuk düzleştirme)

• Rulo doğrultma makinesi:

1. Prensip: Çelik boru üzerinde tekrar tekrar plastik-bükme gerçekleştirmek için birden fazla aralıklı düzleştirme silindiri seti kullanılarak eğrilik kademeli olarak ortadan kaldırılır.
2. Anahtar parametreler:Merdane aralığı (genellikle boru çapının 0.8 - 1.2 katı), redüksiyon miktarı (akma dayanımını aşmalı ancak çekme dayanımından düşük olmalıdır), düzeltme hızı (karbon çeliği için genellikle 20 - 40 m/dak'dır).
3. Anahtar Ayarlama noktaları:"Tersine bükme yöntemini" kullanın. İlgili rulo grubunun küçültme miktarını bükme noktasının konumuna göre ayarlayın. Büyük virajlar için birden fazla kez geçmek gerekir.

• Basınç Doğrultma Makinesi:

Yerel sert virajlara uygulanabilir. Üç-noktalı bükme prensibini benimser, bükümün dışbükey tarafına basınç uygular ve aynı anda bir mikrometre kullanarak düzlüğü gerçek zamanlı olarak izler (hedef 1,5 mm/m'den küçük veya ona eşittir).

2. Sıcak düzleştirme
• Alev düzeltme:

1. Yöntem:Dışbükey kavisli tarafa (sıcaklık 700 - 850 derece, koyu kırmızı renk gösterir) bant-gibi bir şekilde ısı uygulamak için oksijen-asetilen alevi kullanın, ardından soğutun ve düzeltmek için geri çekin.
2. Teknik noktalar:Isıtma genişliği, boru et kalınlığının iki katından fazla olmamalı ve derinlik, duvar kalınlığının-üçte birini aşmamalıdır. Tane irileşmesine yol açabilecek aşırı ısıtmadan kaçının.

• Genel ısıl işlem düzeltmesi:
Yüksek artık gerilime sahip borular için, gerilim giderme tavlaması (580-650 dereceye kadar ısıtma, bir süre bekletme ve ardından yavaş yavaş soğutma) ile birlikte mekanik düzleştirme daha iyi sonuçlar verir.

1. Çevrimiçi izleme:

Doğrusallığı sürekli olarak ölçmek için bir lazer tarayıcı kullanın (LAP lazer ölçüm sistemi gibi) ve veriler, otomatik ayarlama için düzleştirme makinesinin PLC'sine geri gönderilir.

2. Süreç optimizasyonu:

• Kaynak sırasında, ısı girişinin asimetrisini azaltmak için çift-taraflı senkronize kaynak yapın.
• Nihai haddeleme sıcaklığını Ar3 fazı dönüşüm noktasının üzerinde kontrol edin (düşük alaşımlı çelik için yaklaşık 850 derece) ve iki-fazlı bölge haddelemesinden kaçının.

3. Depolama Özellikleri:

 V-şeklindeki eyer desteklerini kullanın. Destekler arasındaki mesafe boru uzunluğunun 1/3'ünden fazla olmamalıdır. Doğrudan güneş ışığına uzun-süreli tek{-süreli maruz kalmaktan kaçının.

Yüksek-mukavemetli çelikler için (X70 veya üzeri gibi), mikro-çatlakların genişlemesini önlemek amacıyla düzeltme işlemi deformasyon oranını %3'ten az olacak şekilde kontrol etmelidir.

İnce duvarlı borular için (çap/kalınlık oranı 40'tan büyük olan), yuvarlama hatalarını önlemek amacıyla düzeltme sırasında dahili bir destek kalıbı gerekir.

Düzleştirmeden sonra, özellikle kaynağın ısıdan etkilenen bölgesini incelemek için ultrasonik testin (UT) yapılması tavsiye edilir.