Rury bez szwu ze stali nierdzewnej produkowane są w kilku etapach obejmujących ogrzewanie, przekłuwanie, walcowanie i wykańczanie, w wyniku czego powstają rury bez spawów. Poniżej znajduje się szczegółowe wyjaśnienie procesu produkcyjnego, a następnie metody testowania i standardy zapewniające ich jakość.
Proces produkcji bezszwowych rur ze stali nierdzewnej
Przygotowanie surowca
Przygotowanie kęsów: Wybierane są kęsy ze stali nierdzewnej (cylindryczne pręty pełne) i przycinane na wymaganą długość. Kęsy są sprawdzane pod kątem wad powierzchniowych i przygotowywane do ogrzewania.
Ogrzewanie
Ogrzewanie kęsa: Kęs jest podgrzewany w piecu obrotowym lub piecu indukcyjnym do temperatury zwykle około 1200 stopni - 1300 stopni (2192 stopni F - 2372 stopni F), aby zmiękczyć metal i uczynić go bardziej obrabialnym.
Przeszywający
Proces przebijania: Ogrzany kęs przenosi się do młyna przebijającego, gdzie jest przebijany za pomocą przebijaka obrotowego lub młyna przebijającego Mannesmanna. Kęs jest obracany i wciskany na trzpień przebijający lub zatyczkę, aby utworzyć pustą skorupę. Tworzy to szorstką rurkę z początkowym pustym środkiem.
Walcowanie
Wydłużanie lub walcowanie młynarskie: Pusta skorupa jest walcowana w młynie wydłużającym lub pielgrzymkowym w celu dalszego zmniejszenia średnicy i grubości ścianki. Rura przechodzi przez szereg klatek walcowniczych ze stożkowymi rolkami, które stopniowo zmniejszają jej grubość i wydłużają jej długość.
Proces młyna trzpieniowego: Trzpień (długi cylindryczny pręt) jest wkładany do pustej rury podczas jej przechodzenia przez klatki walcownicze. Pomaga to w uzyskaniu pożądanych wymiarów wewnętrznych i zewnętrznych przy zachowaniu gładkiej powierzchni wewnętrznej.
Rozmiar i redukcja rozciągliwości
Młyn do wymiarowania: Rura przechodzi przez młyn kalibrujący w celu uzyskania dokładnej średnicy zewnętrznej i grubości ścianki. Operacja wymiarowania zapewnia dokładność wymiarową.
Młyn redukujący rozciąganie: W niektórych przypadkach rura ulega rozciągnięciu, podczas którego następuje dalsze zmniejszenie średnicy i dostrojenie grubości.
Obróbka cieplna
Wyżarzanie: Rura jest poddawana obróbce cieplnej lub wyżarzaniu w celu złagodzenia naprężeń wewnętrznych, zwiększenia ciągliwości i poprawy właściwości mechanicznych. Proces wyżarzania polega na podgrzaniu rury do określonej temperatury, a następnie szybkim jej ochłodzeniu (hartowanie) lub powolnym, w zależności od pożądanych właściwości.
Prostowanie i cięcie
Prostowanie: Rura przechodzi przez prostownicę w celu skorygowania wszelkich zagięć lub odchyleń od pożądanego kształtu.
Cięcie: Rura jest cięta na wymaganą długość za pomocą maszyn do cięcia, takich jak piły lub przecinarki płomieniowe.
Wykończenie powierzchni
Odkamienianie i marynowanie: Powierzchnię rury czyści się roztworami kwasów (trawienie) lub obróbką strumieniowo-ścierną w celu usunięcia kamienia, tlenków i innych zanieczyszczeń.
Polerowanie: Rura jest polerowana w celu uzyskania wymaganego wykończenia powierzchni, szczególnie w zastosowaniach, gdzie krytyczne znaczenie ma gładkie wykończenie.
Inspekcja i testowanie
Kontrola wizualna i wymiarowa: Rury są poddawane kontroli wizualnej pod kątem wad powierzchniowych i sprawdzane są ich wymiary, aby upewnić się, że spełniają wymagane specyfikacje.
Metody badania i standardy dla rur bez szwu ze stali nierdzewnej
Rury bez szwu ze stali nierdzewnej poddawane są szeregowi badań sprawdzających ich jakość i zgodność z normami.
Typowe metody testowania:
Badania nieniszczące (NDT):
Badania ultradźwiękowe (UT): Wykorzystuje fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości do wykrywania wewnętrznych wad lub nieciągłości.
Testowanie prądem wirowym (ECT): Wykrywa defekty powierzchniowe i przypowierzchniowe za pomocą indukcji elektromagnetycznej.
Kontrola cząstek magnetycznych (MPI): Wykrywa nieciągłości powierzchniowe i nieznacznie podpowierzchniowe za pomocą pól magnetycznych i cząstek żelaza (dotyczy tylko materiałów ferromagnetycznych).
Kontrola penetracyjna barwnika (DPI): Wykorzystuje płynny penetrant w celu ujawnienia defektów powierzchni, które mogą nie być widoczne gołym okiem.
Testy niszczące:
Próba rozciągania: Mierzy wytrzymałość rury, ciągnąc ją aż do pęknięcia.
Badanie twardości: Określa odporność materiału na wgniecenia.
Próba spłaszczania: Ocenia zdolność rury do wytrzymywania spłaszczenia bez pękania.
Próba zginania: Ocenia plastyczność i zdolność rury do wytrzymywania zginania bez pękania.
Testowanie udarności: Ocenia wytrzymałość rury lub zdolność pochłaniania energii podczas pękania.
Testy hydrostatyczne:
Rura jest napełniana wodą lub inną cieczą i poddawana działaniu ciśnienia w celu sprawdzenia, czy nie ma wycieków, wad lub słabych punktów konstrukcyjnych. Sprawdza zdolność rury do wytrzymania maksymalnego ciśnienia znamionowego.
Normy dla rur bez szwu ze stali nierdzewnej:
Kilka międzynarodowych norm określa wymagania dotyczące produkcji, testowania i jakości rur bez szwu ze stali nierdzewnej:
Normy ASTM:
ASTM A312: Standardowa specyfikacja dla rur bez szwu, spawanych i mocno obrabianych na zimno austenitycznych rur ze stali nierdzewnej.
ASTM A213: Standardowa specyfikacja dla bezszwowych rur kotłowych, przegrzewaczy i wymienników ciepła ze stali stopowej ferrytycznej i austenitycznej.
ASTM A269: Standardowa specyfikacja dla bezszwowych i spawanych rur ze stali austenitycznej do zastosowań ogólnych.
ASTM A790: Standardowa specyfikacja dla rur bez szwu i spawanych z ferrytycznej/austenitycznej stali nierdzewnej.
Normy ASME:
ASME SA312, SA213, SA269, SA790: Są to specyfikacje równoważne normom ASTM, ale opublikowane przez Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Mechaników do stosowania w rurociągach ciśnieniowych.
Normy EN (norma europejska):
PL 10216-5: Rury stalowe bez szwu do zastosowań ciśnieniowych – Warunki techniczne dostawy – Część 5: Rury ze stali nierdzewnej.
PL 10297-2: Rury stalowe bez szwu okrągłe do celów mechanicznych i inżynierii ogólnej – Warunki techniczne dostawy – Część 2: Stal nierdzewna.
Normy ISO:
ISO1127: Rury ze stali nierdzewnej – Wymiary, tolerancje i konwencjonalne masy na jednostkę długości.
ISO2037: Rury ze stali nierdzewnej dla przemysłu spożywczego.
Normy te zawierają wytyczne dotyczące właściwości materiałów, wymiarów, tolerancji, wykończenia powierzchni, właściwości mechanicznych i metod testowania, aby zapewnić, że bezszwowe rury ze stali nierdzewnej spełniają wymagane kryteria wydajności i bezpieczeństwa dla ich zamierzonych zastosowań.