جوشکاری مقاومتی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
لوله‌های فولادی

تاریخچه[ویرایش]

تولید لوله به روش جوشکاری مقاومتی (ERW) اولین بار در سال ۱۹۲۰ آغاز شد اما جوش‌کاری آن با فرکانس پایین صورت می‌گرفت. از سال ۱۹۶۲ ابزارهای مربوط به جوشکاری این لوله‌ها از فرکانس پایین به فرکانس بالا تغییر پیدا کرد و امروزه عمدتاً با جوشکاری مقاومتی فرکانس بالا این لوله‌ها تولید می‌شود.[۱]

فرایند تولید[ویرایش]

فرایند تولید این لوله‌ها خود از سه بخش اصلی تشکیل می‌شود:

  • فرایندهای مکانیکی ساخت
  • بازرسی و تست
  • عملیات سطحی

هرکدام از این مراحل بسته به نوع فرایند مکانیکی می‌تواند متفاوت باشد.

فرایندهای ساخت مکانیکی[ویرایش]

  • فرم دهی: ابتدا ورق فلزی به‌صورت کویل وارد خط تولید می‌شود و به‌وسیلهٔ مجموعه‌ای از غلتک‌های بیرونی و درونی نورد می‌شود به‌طوری‌که با پیشروی مستقیم مقطع این ورق به‌صورت یک دایره بسته می‌شود و دو انتهای آن به هم نزدیک می‌شود. سعی می‌شود که سطح مقطع ورق فرم دهی شده به‌صورت دایروی باقی بماند.
  • جوشکاری مقاومتی: بسته به فرکانس جوشکاری با اعمال جریان دمای دوسر ورق بالا رفته و به حالت خمیری درمی‌آید بااتصال دو لبه ورق به هم دو انتها به هم جوش می‌خورد. جوشکاری‌های مربوط به این لوله‌ها انواع و اقسام مختلفی دارد به‌عنوان‌مثال بسته به ابعاد ورق و جنس آن می‌توان از جوشکاری‌های با فرکانس بالا (در حدود ۴۵۰کیلوهرتز) یا پایین (در حدود ۴۰۰ هرتز) استفاده نمود. جوشکاری‌های فرکانس بالا خود به دودستهٔ القایی و رسانشی تقسیم می‌شوند.[۲]
  • ماشین‌کاری: با توجه به این‌که لوله هادی سیال است و نباید اغتشاش خارجی‌ای جهت افت فشار به جریان سیال وارد شود؛ لذا بخش محدب سطح جوش از داخل لوله تراشیده می‌شود تا سطح مقطع داخلی لوله به‌صورت یکدست و دایروی باشد. سطح خارجی جوش نیز می‌تواند تراشیده شود.
  • نورد: سپس لوله را جهت کوچک‌تر کردن اندازه آن نورد گرم می‌کنند. در نورد گرم طی چند مرحله که در هر مرحله ۴ غلتک وجود دارد و هر غلتک یک ربع دایره از مقطع دایروی را پوشش می‌دهد، فرم دایروی لوله را تثبیت می‌کنند. پس از نورد، لوله سرد می‌شود (به کمک پاشش مستقیم آب). با توجه به این‌که در اثر سرد شدن لوله ممکن است در آن اعوجاج پدید آید بنابراین تحت نورد سرد قرارگرفته تا اگر اندکی تغییر شکل در آن صورت گرفته‌است جبران شود. در طی مسیر ممکن است جهت کاهش قطر چند مرحله نورد سرد دیگر صورت گیرد.

پس از اتمام مراحل نورد لوله با توجه به طول‌های موردنیاز برش می‌خورد.

بازرسی و تست[ویرایش]

تست نیز خود مرحله مهمی از این فرایند است. تست‌های مختلفی بر روی لوله‌ها انجام می‌شود تا خواص ناحیه جوش موردبررسی قرار گیرد این تست‌ها عبارت‌اند از:

  • تست هیدرو استاتیک: این تست اولین و مهم‌ترین تست بر روی لوله است که با اعمال جریان سیال (معمولاً آب) با فشار بالا از عدم واماندگی لوله تحت تنش هیدرو استاتیک اطمینان حاصل می‌شود. اگر لوله از این مرحله عبور کند نشان می‌دهد که لوله در لحظه اول دچار ترکیدگی نمی‌شود. این تست معمولاً بر روی لوله‌هایی با قطر بیرونی ۰٫۵ تا ۴۲ اینچ انجام می‌شود.
تست فراصوت بر روی لوله
  • تست پرس: این تست از دسته تست‌های مخرب است. در این تست برشی از پروفیل لوله بیرون آمده در زیر دستگاه پرس قرار داده می‌شود تا میزان انعطاف‌پذیری ناحیه جوش موردبررسی قرار گیرد. اگر لوله بتواند میزان مشخصی از تغییر شکل در مقابل جوش نشان دهد بدون این‌که از ناحیه جوش شکست اتفاق افتد، بیانگر درست تنظیم بودن فرایند جوشکاری است
  • تست فراصوت(به انگلیسی: Ultra sonic inspection): این تست فقط بر روی ناحیه جوش انجام می‌شود و مخصوص لوله‌هایی است که به‌صورت درزدار و با روش جوشکاری تولید می‌شوند. در این تست با فرستادن امواج فراصوت به ناحیه جوش ترک‌های داخلی و نقاط عدم ذوب مشخص می‌شود. این تست عمدتاً جهت اطمینان حاصل کردن از عمر لوله و بررسی باز شدن ترک‌های داخلی تحت تنش‌های هیدرو استاتیک است لذا پس از اطمینان حاصل شدن از دوام لوله در مقابل تست هیدرو استاتیک، این تست در اولویت بعدی قرار می‌گیرد.
  • تست جریان گردابی (به انگلیسی: Eddy-current inspection): این تست نیز با ایجاد جریان مغناطیسی در داخل لوله ترک در داخل جداره را مشخص می‌کند
  • تست ذرات مغناطیسی: در این تست با پاشش ذرات مغناطیسی بر روی ناحیه جوش‌خورده از لوله و جذب آن‌ها توسط آهنربا ترک‌های سطحی مشخص می‌شوند که باید تحت عملیات سطحی قرار گیرد. نواحی‌ای که ذرات مغناطیسی بر روی آن باقی‌مانده‌است نشان‌دهندهٔ ترک‌های سطحی است.[۳]

بسته به شرکت سازنده ممکن است تعدادی از تست‌های بالا بر روی لوله‌های صورت گیرد یا تست‌های اضافه‌تری نیز بر روی آن اعمال شود.

عملیات سطحی[ویرایش]

وجود روکش بر سطح لوله‌های فلزی جهت اکسید نشدن آن نقش بسیار حیاتی‌ای در عمر لوله دارد؛ لذا به‌عنوان آخرین مرحله باید عملیات سطحی جهت محافظت از لوله‌ها یا کنترل انتقال حرارت بر روی آن‌ها اعمال شود.

  • روکش سطح خارجی: مراحل اعمال این روکش بر سطح خارجی عبارت است از: پیش‌گرمایش، شن‌پاشی، کیفیت کنترل، اعمال پلی اتلین دو یا سه لایه‌ای، خنک‌سازی سطحی.
  • روکش سطح داخلی: مراحل این فرایند نیز عبارت‌اند از: دو مرحله پیش‌گرمایش، شن‌پاشی داخلی، کنترل کیفیت، جریان هوای داخلی، اسپری روکش، سفت شدن روکش، گرمایش القایی و کنترل کیفیت نهایی[۴]

خواص و اندازه‌ها[ویرایش]

این لوله‌ها در قطرهای مختلفی از ۲ تا ۲۴ اینچ در شرکت‌های مختلف دنیا تولید می‌شوند و در طول‌های ۲ اینچ تا ۶۰ فوت برش می‌خورند. جنس این لوله‌ها عمدتاً از فولاد با استانداردهای مختلف است. از مزایای روش تولید این لوله‌ها این است که در ماده اولیه تغییر زیادی به وجود نمی‌آید زیرا فقط خواص ناحیه جوش خوردگی تغییر می‌کند. دقت این روش نیز تا حد قابل قبولی خوب است

کاربردها[ویرایش]

کاربرد این نوع لوله‌ها در خطوط انتقال آب واحدهای صنعتی، مسکونی، کشاورزی و لوله‌های حفاری است. دیگر کاربرد این لوله‌ها در خطوط انتقال نفت و گاز به نواحی مختلف، صنعت خودروسازی، سیستم‌های اطفای حریق و … است.

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. . https://www.allsteelpipe.com/erw-pipes-tubing.html. 
  2. Dr. -Ing Karl-Heinz Brensing, D. (n.d.). Steel Tube and Pipe Manufacturing Processes Steel Tube and Pipe Manufacturing Processes, 2–64.
  3. JFE. (n.d.). Mechanical tube.
  4. TMK. LARGE DIAMETER PIPES (2012).