خمکاری لوله های فولادی

خمکاری لوله های فولادی

در پروژه های گازرسانی گاهی جهت عبور لوله های فولادی از عوارض زمین نیاز به تغییر مسیر داریم که معمولا با استفاده از اتصالات فولادی ( زانو با درجه های مختلف) این کار را انجام می دهیم. ولی در بعضی مواقع نیاز به تغییر مسیر هایی وجود دارد که زاویه آن با زاویه های استاندارد در اتصالات زانویی فولادی همخوانی ندارد بنابراین با استفاده از روش هایی این تغییر مسیر را با خمکاری لوله های فولادی انجام می دهیم که به اصطلاح فنی BEND می زنیم.

ظرفیت خمکاری

ظرفیت خمکاری متغیر بوده و به میزان کربن آنها بستگی دارد. با افزایش میزان کربن قابلیت خمکاری کاهش می یابد در واقع این دو با هم رابطه عکس دارند. لوله هایی که درصد کربن آنها تا ۱٫۲ است امکان خمکاری در حالت سرد را دارند و در صورتی که درصد کربن از مقدار ذکر شده بیشتر شود خمکاری به روش گرم انجام می پذیرد. با افزایش درصد کربن شکنندگی بالا می رود.

روش های خمکاری لوله های فولادی

امروزه تنوع زیادی در روش های خم لوله وجود دارد که تعدادی از آن ها همراه با اعمال گرما و تعدادی بدون حضور گرما انجام می شوند. انتخاب یک روش مناسب تابعی از ویژگی های ماده، اندازه لوله فولادی، شعاع خمکاری، موارد اقتصادی و در دسترس بودن وسایل و تجهیزات است. به طور کلی در هر نوع از روش های خمکاری لوله های فولادی با محدودیت هایی مواجه خواهیم بود. ولی لازم است مواردی که میخواهیم خمکاری روی آن ها انجام دهیم، ترجیحا خاصیت شکل پذیری خوبی داشته باشد و کمترین نرخ کرنش سختی را از خود نشان دهند.

انواع روش های خمکاری لوله های فولادی

• خمکاری به روش گرم
• خمکاری به روش القایی
• خمکاری به روش سرد

خمکاری گرم لوله های فولادی

خمکاری گرم لوله های فولادی یکی از قدیمی ترین روش ها در خمکاری لوله محسوب می شود. به علت تغییر در ساختار کریستالوگرافی بخشی از لوله که حرارت موضعی دریافت می کند، کاربرد خمکاری گرم لوله ها محدود است چون لوله در آن نقطه آسیب پذیر می شود لذا در صورت امکان ترجیح به خمکاری لوله به روش سرد است. اما در بسیاری از موارد زاویه حداکثر خم لوله به روش سرد کمتر از میزان زاویه خم مورد نیاز است، در نتیجه ناگزیر به استفاده از خمکاری گرم می باشیم. نکته اینکه لازم است که پس از فرایند خمکاری به روش گرم، عملیات حرارتی بر روی لوله انجام شود.

خصوصیات روش خمکاری گرم لوله های فولادی

• خمکاری گرم برای محدوده وسیعی از ضخامت و شعاع در لوله ها امکان پذیر است
• در هنگام خمکاری گرم با عیوب بسیاری همچون بیضی شدن سطح مقطع، چروک خوردگی مواجهیم
• به دلیل پر کردن لوله از شن های داغ، نیاز به تمیزکاری بعد از خمکاری لوله، اجتناب ناپذیر است
• بدلیل مصرف انرژی بسیار زیاد، فرایند گران قیمت و بسیار کند است
• عیب کم شدن ضخامت دیواره خارجی لوله به واسطه گرم کردن سطح داخلی خم بهتر از روش های دیگر کنترل می شود.

خمکاری سرد لوله های فولادی

روش های خمکاری سرد لوله های فولادی

خمکاری سرد لوله های فولادی به روش های مختلفی صورت می گیرد که می توان آن ها را به صورت زیر دسته بندی نمود:
• خمکاری کششی- چرخشی
• خمکاری فشاری
• خمکاری پرسی
• فرم دهی کششی
• خمکاری سه غلتکی
امروزه جهت خمکاری لوله های قطور بیشتر از روش خمکاری سه غلتکی استفاده می شود.
این نوع خمکاری به طور گسترده در خمکاری های با شعاع زیاد و در زوایای خم کوچک در انتقال نفت و گاز استفاده می شود. بعد از اینکه خمکاری انجام شد، خواص مکانیکی به علت کار سختی و اثر باشینگر، متفاوت از لوله خم شده خواهد بود.

خواص خمکاری سرد لوله های فولادی

• اجرای بسیار سریع و ارزان قیمت
• کنترل خوب روی عیوبی همچون بیضی شدن مقطع لوله و چروک خوردگی
• نیازی به پوسته زدایی و تمیز کردن های مداوم و تجهیزات گرمایی خاص نیست
• این روش جهت شعاع های استاندارد خاصی از لوله ها و بازه محدودی از ضخامت ها، خمکاری صورت می گیرد لذا این خمکاری خیلی انعطاف پذیر نمی باشد
• خمکاری سرد نسبت به خمکاری گرم برگشت فنری و تنش های پسماند بیشتری خواهیم داشت

استاندارد خمکاری سرد

Cold Bend

COLD BEND – CSA Z245.17 – 2022

خمکاری لوله های فولادی به روش القایی

خمکاری القایی یک فرآیند خم فلز پیشرفته است و مناسب برای طیف بسیار گستردهای از کاربردها است و به طور کامل می تواند محدودیت های بالقوه عیوب در روش های خمکاری سرد و گرم را پوشش دهد.

روش خمکاری القایی لوله های فولادی

در این روش لوله بر روی یک ماشین با یک بازوی متحرک به شعاع مورد نیاز پروژه قرار می گیرد .سپس لوله فولادی از طریق سیستم هیدرولیکی هدایت می شود. این فرایند با استفاده از انرژی گرمایی از یک کوئیل القایی با کنترل دقیق نظارت و ارزیابی می شود. لوله با استفاده از گرمای حدود ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد متمرکز در منطقه خمکاری و در نهایت سرد شدن با اسپری آب سرد و یا قرار گرفتن در معرض هوا، خمکاری القایی انجام می شود. خم القایی می تواند لوله بدون درز و لوله جوش داده شده را هم پوشش دهد.
ترکیبی از سرعت، حرارت و سرمایش امکان تولید خم لوله با شعاع تند تر، بدون تغییر شکل مقطعی را فراهم می کند. در طراحی ماشین الات محدودیتی در خصوص طول لوله وجود نخواهد داشت و می توان با هر طولی این کار را انجام داد.

مزایای استفاده از خمکاری القایی

• هیچ محدودیتی برای شعاع های مختلف وجود ندارد
• کیفیت فوق العاده از نظر ovality ، کاهش ضخامت دیواره و کیفیت سطح
• استفاده از این روش جهت تولید زانو با ضخامت دیواره یکسان
• استفاده از خمکاری لوله با شعاع کوچکتر از روش های خمکاری سرد
• ایجاد خمکاری لوله با شعاع کوچک تر از روش سرد
• امکان چند خم به صورت متوالی در ضخامت های مختلف و کاهش تعداد بند های ( BEND) جوشکاری
• امکان ایجاد چندین خم تنها دریک لوله
• کاهش نیاز به جوشکاری با خم ترکیبی، بهبود انسجام لوله در پایان کار
• اجتناب از جوشکاری در نقاط بحرانی
• نیاز کمتر به تست غیر مخرب، کنترل بیشتر هزینه های پروژه
• سریع تر وکارآمدتر و دارای بازدهی بیشتر از روش های قدیمی

تکنیک های خمکاری لوله ها

تکنیک های متعددی در خمکاری لوله ها وجود دارد که بر اساس نوع مواد، کاربرد خم و زاویه خمکاری مزیت یا معایب متفاوتی دارند. در فایل زیر معمولی ترین تکنیک های خمکاری لوله ها که با استفاده از نیروی مکانیکی صورت می گیرد را معرفی کرده ایم و همکاران گرامی میتوانند این فایل را مطالعه کنند. در این فایل مطالب زیر را خواهید خواند:

• خمکاری پرسی
• خمکاری فشاری
• خمکاری کششی
• خمکاری نوردی
• تاثیر فرایند خمکاری بر روی لوله

می توانید توضیحات بیشتر را در مقاله زیر ببینید

تکنیک های خمکاری لوله ها