Princip rada hladnog izvlačenja
Hladno izvlačenje smanjuje poprečni presjek cijevi provlačenjem kroz kalup dok je metal na sobnoj temperaturi. Matrica postavlja vanjski prečnik, a trn unutar cijevi postavlja unutrašnji prečnik, tako da se dvije dimenzije i debljina stijenke između njih kontroliraju alatom, a ne prolazom kotrljanja. Budući da se deformacija događa ispod temperature rekristalizacije, metal se stvrdnjava kako se smanjuje, što povećava njegovu čvrstoću i tvrdoću i istovremeno poboljšava završnu obradu površine.
Dvije posljedice proizlaze direktno iz principa. Prva je točnost: kombinacija matrice i trna daje iste dimenzije na svakom komadu, tako da je granica tolerancije mnogo uža nego kod vrućeg valjanja. Drugo je ograničenje koliko se može učiniti u jednom prolazu, jer teško kaljena cijev gubi duktilnost i popucat će prije nego što stigne do sljedećeg kalupa. Intermedijarno žarenje se ubacuje kad god se akumulirana redukcija približi toj granici, zbog čega se hladno vučeni proizvod opisuje rasporedom izvlačenja.
Procesna sekvenca
Izbor matične cijevi i pregled: toplo valjana bešavna šupljina odgovarajuće veličine, kvalitete i stijenke odabire se tako da se postigne potrebna redukcija.
Toplinska obrada i uklanjanje kamenca: udubljenje se može žariti kako bi se omekšalo, a površinski kamenac se uklanja kiselinom ili pjeskarenjem.
Hemijska površinska obrada: nanosi se fosfatni premaz za konverziju i lubrikant ili film sapuna, tako da cijev nosi mazivo u kalupu i metal se ne zalijepi za alat.
Hladno izvlačenje: šiljasti kraj cijevi se uhvati i provuče kroz matricu preko trna na stolu za izvlačenje, ili se cijev hladno valja u mlinu za veće redukcije.
Srednje žarenje: primjenjuje se gdje se ukupna redukcija mora podijeliti na nekoliko prolaza, vraćajući duktilnost prije sljedećeg izvlačenja.
Završna toplinska obrada: svijetlo žarenje u zaštitnoj atmosferi koristi se tamo gdje je potrebna površina bez oksida, a tretman za ublažavanje naprezanja koristi se tamo gdje je dimenzionalna stabilnost važna.
Ispravljanje, sečenje i završna obrada: cev se ispravlja, seče na fiksnu dužinu i krajevi su okrenuti ili zakošeni prema crtežu.
Završni pregled: provjera dimenzija, ispitivanje vrtložnim strujama ili ultrazvučno ispitivanje, ispitivanje hidrostatičkim ili zračnim pritiskom i vizualni pregled bušotine, nakon čega slijedi označavanje i zaštita.
Metode crtanja i šta one mijenjaju
| Metoda | Efekat na cijev |
|---|---|
| Tone bez trna | Smanjuje vanjski prečnik dok se zid deblja; koristi se za srednje dimenzioniranje, a ne za konačnu tačnost |
| Crtanje preko fiksnog čepa ili trna | Kontroliše unutrašnji prečnik dok se spoljašnji smanjuje, što daje najbolju kontrolu zida i predstavlja osnovu za proizvodnju precizne cevi |
| Crtanje preko plutajućeg čepa | Jednostavniji alat sa dobrom kontrolom unutrašnjeg prečnika, široko se koristi za male i srednje veličine |
| Crtež sa pokretnim trnom | Trn se kreće s cijevi, smanjujući trenje i omogućavajući veće redukcije po prolazu |
| Cold pilgering | Radije kotrlja nego vuče cijev, dajući vrlo velike redukcije uz dobru površinu i čvrstu kontrolu zida |
Promjene imovine koje je proizveo Cold Work
Hladno izvlačenje povećava popuštanje i vlačnu čvrstoću, smanjuje istezanje i povećava nivo unutrašnjeg naprezanja cijevi. Veličina promjene ovisi o redukciji i vrsti, tako da izvučena cijev i njen žareni par istog razreda nisu zamjenjivi u proračunu čvrstoće. Cijev se obično isporučuje u definiranom stanju isporuke: hladno vučena i žarena, hladno vučena i oslobođena naprezanja ili hladno vučena kako je isporučena. Uvjet isporuke stoga mora biti naveden u upitu, jer on fiksira mehanička svojstva koja će biti certificirana.
Operacija izvlačenja takođe poboljšava provrt. Matrica i trn proizvode glatku površinu sa kontrolisanom hrapavošću, smanjuju ekscentricitet zida nasleđen od matične cevi i poboljšavaju ravnost. Ovo su svojstva koja hladno vučenu bešavnu cijev čine pogodnom za hidraulične cijevi, instrumente i cijevi izmjenjivača topline, gdje je provrt funkcionalna površina.
Kontrolne tačke kvaliteta i uobičajeni nedostaci
Ekscentricitet zida i varijacije unutrašnjeg prečnika, koje proizlaze iz kvaliteta matične cijevi i iz poravnanja matrice i trna.
Unutrašnje ogrebotine, preklopi i-otisci uzrokovani neadekvatnim podmazivanjem ili istrošenim trnom.
Poprečna pukotina na izvučenom kraju, što ukazuje da je smanjenje po prolazu premašilo dostupnu duktilnost.
Preostali napon i gubitak ravnosti nakon rezanja, kontrolirani tretmanom za ublažavanje naprezanja i pravilnom praksom ravnanja.
Površinska dekarbonizacija ili oksid, kontrolisan atmosferom peći za žarenje.
Provjera ovih nedostataka provodi se dimenzionalnim mjeračima, mjeračima go and no go plug, ispitivanjem vrtložnim strujama ili ultrazvučnim ispitivanjem za detekciju zidova i defekata, te ispitivanjem hidrostatičkog ili zračnog tlaka gdje je integritet tlaka dio zahtjeva. Zapisi se mogu pratiti do toplotnog broja matične cijevi i do korištenog rasporeda crtanja, tako da se mehanička svojstva sertifikovana za gotovu cijev mogu pratiti kroz proces.
FAQ
P: Da li hladno izvlačenje čini čelik jačim?
Da, kaljenjem. Popustljivost i vlačna čvrstoća rastu sa veličinom smanjenja i opadanja istezanja, zbog čega se uvjet isporuke mora specificirati i certificirati.
P: Zašto je potrebno žarenje između prolaza crtanja?
Svaki prolaz troši duktilnost. Kada bi akumulirana redukcija ostavila cijev pretvrdu ili previše krhku za sljedeći prolaz, žarenje vraća duktilnost i omogućava daljnju redukciju.
P: Koja je prednost hladno vučene cijevi u odnosu na toplo valjanu?
Manje tolerancije prečnika i zida, bolja koncentričnost, glatkiji provrt i bolja završna obrada, sve to smanjuje obradu i poboljšava performanse cevi kao mašinskog elementa.
P: Da li se hladno vučena bešavna cijev uvijek žari na kraju?
Ne. Konačni uvjeti isporuke zavise od primjene, a isporučuju se i žareni i iscrtani uvjeti. Stanje oslobađanja od naprezanja se također koristi tamo gdje je stabilnost dimenzija kritična.
P: Koji se standardi primjenjuju na hladno vučene bešavne cijevi?
GB/T 3639 za hladno vučene ili hladno valjane precizne bešavne čelične cijevi, EN 10305-1 za bešavne hladno vučene cijevi i ASTM A519 za mehaničke cijevi, s bešavnim klasama koje također pokrivaju A179, A192 i A213 za izmjenjivač topline i servis kotlova.
P: Šta uzrokuje pukotine na kraju izvučene cijevi?
Prekomjerno smanjenje po prolazu u odnosu na duktilnost materijala ili nepotpuno žarenje. Smanjenje redukcije prolaza ili dodavanje žarenja otklanja problem.
