Anzahl Durchsuchen:142 Autor:Site Editor veröffentlichen Zeit: 2023-06-13 Herkunft:Powered
Das Hauptziel beim Induktionsbiegen besteht darin, dass die Endergebnisse in Bezug auf Integrität (Materialeigenschaften und Mängel) und Abmessungen wie vereinbart erreicht werden. Dies erfordert eine erweiterte Prozesskontrolle über die wichtigsten Herstellungsparameter von Temperatur, Geschwindigkeit und Abkühlrate sowie die wichtigen Start- und Stoppvorgänge, um konsistente und akzeptable Ergebnisse zu erzielen.
Vereinfacht lässt sich der Induktionsbiegeprozess wie folgt beschreiben: Beginnend mit dem geraden Rohr, das in das Rohr eingelegt wird Biegemaschine und im erforderlichen Biegeradius am Biegearm festgeklemmt;Induktionsleistung angelegt wird und wenn die Sobald die erforderliche Temperatur erreicht ist, wird das Rohr mit kontrollierter Geschwindigkeit vorwärts bewegt, um das Biegen einzuleiten.Der Biegearm liefert das Biegemoment, um das Rohr im Klemmradius zu biegen;und das Biegen erfolgt in einem kontinuierlichen, gleichmäßigen Prozess bis der gewünschte Biegewinkel erreicht ist.
In der Realität ist der Induktionsbiegeprozess natürlich viel komplexer – insbesondere für High-End-Anwendungen, bei denen der Aufwand vor der Herstellung einer der Produktionsbiegungen sehr groß sein kann.Für eine typische X-Klasse Der Prozess erfordert eine sorgfältige Bewertung aller Faktoren, die den Biegeprozess beeinflussen.einschließlich: Rohrgröße und -qualität, Rohrtyp (nahtlos oder geschweißt), Chemie, Schätzung wahrscheinlicher Herstellungsparameter; Servicezustand;erforderlichen metallurgischen und dimensionalen Eigenschaften und damit kritische Prüfung der notwendigen Ausgangseigenschaften.Die Oberfläche des zu biegenden Rohres wurde durch Sandstrahlen vorbereitet, visuell untersucht und auf Wandstärke und Mängel geprüft.Die Induktionsspule würde auf optimale Leistung ausgelegt und es würde ein systematischer Ansatz für die Induktionsprüfung durchgeführt, gefolgt von einer vollständig kontrollierten Herstellung der Qualifikationstestbögen mit automatischem Start- und Stoppvorgang Programmierung;Inspektionen und mechanische Prüfungen.Nach Genehmigung der Biegeergebnisse der Qualifizierungstests würde das Produktionsmutterrohr vorbereitet und geprüft und dann als „Klone“ des genehmigten Verfahrens induktionsgebogen.Das abgeschlossen Biegungen würden mit abgeschrägten Enden bearbeitet, getestet und inspiziert, wie angegeben beschichtet und beschriftet.Die Dokumentation würde in einem konsolidierten Herstellungsdatenbericht zusammengefasst, der alle Aspekte der Herstellung, Prüfung und Inspektionen detailliert beschreibt.
Jedes Projekt stellt eine einzigartige Reihe von Umständen dar, die definiert und eine geeignete Herstellungsverfahrensspezifikation (MPS) entwickelt werden müssen.Bei der Beurteilung von Biegevorschlägen und deren Information spielt die Erfahrung eine wichtige Rolle Informieren Sie den Kunden zum frühestmöglichen Zeitpunkt über alle zu berücksichtigenden Risiken oder Probleme.Historische Daten sind wertvoll, um bei der Bestimmung geeigneter Prozessparameter Zeit zu sparen und Kosten zu senken.
Die Größe und Verfügbarkeit der Induktion Biegemaschinen regelt die Größe und Verfügbarkeit von Induktionsbögen.International deckt die Induktionsbiegekapazität den Rohrgrößenbereich DN50 bis über DN1600 und Wandstärken ab 3 mm bis 150 mm.Es gibt eine breite Palette von Maschinentypen – viele davon sind Einzelanfertigungen mit unterschiedlicher Leistungsfähigkeit und Prozesssteuerung.Die Biegekapazität und -fähigkeit einer bestimmten Maschine ist eine komplexe Kombination aus Rohrdurchmesser und Wand Dicke, Materialart, Biegeradius;und die entsprechenden Verarbeitungsparameter Temperatur, Geschwindigkeit und Kühlung;und Maßanforderungen.
In Australien basiert die derzeit verfügbare Induktionsbiegekapazität auf der Induktionsbiegemaschine von Inductabend mit einem Nenn-Maximalrohrdurchmesser und einer Wandstärkengrenze von DN900 bzw. 100 mm (dies sollte nicht der Fall sein). interpretiert als Fähigkeit, DN900-Rohre mit einer Wandstärke von 100 mm zu biegen.Die auf der Maschine von Inductabend verfügbaren Biegeradien variieren je nach Rohrgröße zwischen 100 mm und 12.500 mm;und kann bis zu 1,5 D betragen.Längere Radien sind mit unkonventionellen Techniken möglich.
Bei der Interpretation von Induktionsbiegekapazitätsdiagrammen ist Vorsicht geboten, da sie keinen Hinweis auf den Umfang der Prozesskontrollen geben, die möglicherweise erforderlich sind, um die erforderlichen Materialeigenschaften und konsistenten Abmessungen zu erreichen über die gesamte Bogenlänge der Biegung.Die Maschinen von Inductabend wurden speziell für eine verbesserte Prozesskontrolle konfiguriert, die für die Herstellung hochwertiger Rohrleitungsbögen aus Kohlenstoffstahlrohren der Güteklasse X für die Rohrleitung erforderlich ist Industrie.
Das Schöne an der Induktionserwärmung ist, dass es sich um eine steuerbare, kontaktlose, fokussierte Erwärmung handelt.Die beim Induktionsbiegeprozess angewendete Induktionserwärmung ist als einzelne Induktionsspule konfiguriert, um einen relativ schmalen Umfang zu erwärmen Rohrband.Die Induktionsspule erzeugt einen starken lokalen magnetischen Fluss und „induziert“ einen elektrischen Strom, der innerhalb der Rohrwand direkt unter der Induktionsspule zirkuliert, hinterlässt jedoch keinen Restmagnetismus.Es ist das Induzierte Zirkulationsstrom und der spezifische Widerstand des Rohrmaterials, wodurch effizient die für das Warmbiegen erforderliche Wärme erzeugt wird.Die Induktionsspule kann so ausgelegt sein, dass sie verschiedene Heizeffekte wie ein schmales oder breites Wärmeband berücksichtigt der Wärmeleitung in dicke Rohrwände;und mit verschiedenen Konfigurationen von Kühlwasserspray oder Zwangsluft, je nach den jeweiligen Anforderungen.
Das in der Abbildung dargestellte Induktionsspulen- und Kühlwassersprühsystem basiert auf Wasser, das von der Induktionsspule direkt auf die Außenfläche des Rohrbogens gesprüht wird, wenn dieser aus der Induktionsspule austritt.Der Unterschied in der Spitze Temperatur und Abkühlungsgeschwindigkeit zwischen der Außenseite (O), der Mittelwand (M) und der Innenseite (I) wären bei dickwandigen Rohren am größten.
Zu den Verformungen des Rohrs im Biegebereich aufgrund des Induktionsbiegens gehören Ovalität und Wandverdünnung an der Außenseite der Biegung sowie eine entsprechende Zunahme der Wandstärke an der Innenseite der Biegung.Bei allgemeinem Biegen kann es zu Verformungen kommen anhand von Tabellen geschätzt.Die tatsächlichen Verzerrungen können abweichenvorhergesagte Werte aufgrund der besonderen Anforderungen des Induktionsbiegeprozesses wie Geschwindigkeit, Temperatur, Kühlmethode, Spulendesign und Materialtyp.
Induktionsbögen für Rohrleitungen haben typische Biegeradien zwischen 10D und 5D, können aber auch bis zu 3D betragen.Für diese Radien würde die erwartete Wandverdünnung in Abhängigkeit von der tatsächlichen Ausgangswanddicke 7 %, 11 % bzw. 15 % betragen.
Um bestimmte Projektanforderungen zu erfüllen, kann es erforderlich sein, dickere Rohre zu verwenden oder größere Biegeradien zu wählen.Bei vielen Projekten wird es möglich sein, für die Induktionsbögen durch einen geplanten Zusatzzuschlag schwerere Wandrohre vorzusehen dickwandiges Rohr, bestellt für Sonderklasse-Standorte wie Kreuzungen usw.
Beim Induktionsbiegen gibt es drei Hauptprozessparameter, die sich auf die Materialeigenschaften auswirken: Geschwindigkeit, Spitzentemperatur und Abkühlgeschwindigkeit.Sekundäre Prozessparameter, die von Maschine zu Maschine sehr spezifisch sind Die Start- und Stoppvorgänge hängen von der Ausgereiftheit des Steuerungsprozesses jeder Maschine ab.Nach der Qualifizierung müssen diese Parameter als Zielparameter für alle nachfolgenden Produktionsbiegungen festgelegt werden.
Moderne HFW-Leitungsrohrstähle sind mikrolegierte Stähle mit relativ niedrigem Kohlenstoffgehalt.Das Induktionsbiegen wird im Allgemeinen im Temperaturbereich von 875 °C bis 1075 °C durchgeführt, was über der Austenitisierungstemperatur liegt, bei der die Rekristallisation stattfindet Ort.In diesem Temperaturbereich nimmt die Auflösung mikrolegierter Elemente mit der Temperatur zu.Für eine gegebene Ausgangschemie bestimmen die beim Induktionsheizen erreichte Spitzentemperatur und die Abkühlgeschwindigkeit resultierende Materialeigenschaften.Der etablierte Zusammenhang zwischen zunehmender Festigkeit und Härte bei steigender Temperatur und/oder Abkühlgeschwindigkeit ist komplex und soll hier nicht im Detail erörtert werden – es genügt zu sagen, dass die Der Verfestigungsmechanismus ist eine Kombination aus Korngrößeneffekten, der Lösung und Wiederausfällung von Mikrolegierungsbestandteilen und der Bildung von Transformationsprodukten bei niedriger Temperatur.
Um sicher eine hohe Festigkeit und Zähigkeit direkt auf der Induktionsbiegemaschine zu erreichen, müssen die Spitzentemperatur und die Abkühlgeschwindigkeit sorgfältig kontrolliert werden und dieser Prozess muss durch physikalische Tests bestimmt und unterstützt werden.
Bei fester Geschwindigkeit und konstanter Abkühlrate wird die Spitzentemperatur durch die Höhe der während des Biegevorgangs angelegten Induktionsleistung gesteuert.Die Abkühlungsgeschwindigkeit wird durch die Biegegeschwindigkeit und das Kühlwassersprühsystem bestimmt bestehend aus Druck, Volumen und Öffnungen usw.
Die obigen Diagramme veranschaulichen die Auswirkung der Wandstärke und der abgeleiteten Abkühlungsrate sowie der Spitzentemperatur des Induktionsbiegens auf die Härte an der Außenfläche (Kühlkörperoberfläche).Mittelwand und Innenfläche.
Ein wichtiger Gesichtspunkt bei Induktionsbiegungen ist die Verwendung von Wärmebehandlungen nach dem Biegen, einschließlich Normalisieren, Glühen, Anlassen sowie Abschrecken und Anlassen.
In einigen Fällen kann es zu einem Konflikt zwischen den Biegeprozessparametern kommen, die zum Erreichen der Materialeigenschaften erforderlich sind – beispielsweise bei dickwandigen, hochfesten Rohren – und den Prozessparametern, die zum Erreichen der Streckgrenze erforderlich sind Zugfestigkeit kann dazu führen, dass die Grenzwerte für die Außenoberflächenhärte überschritten werden.Und die einzige Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, ist möglicherweise die Anwendung einer Wärmebehandlung nach dem Biegen.Eine Wärmebehandlung kann auch eine Sackgasse im Prozess lösen Parameter, die erforderlich sind, um die Wandverdünnung zu begrenzen (die Biegung wird mit sehr kalten Außentemperaturen gebildet), erreichen in einer kritischen Anwendung nicht die erforderliche Materialfestigkeit.
Die Wärmebehandlung nach dem Biegen wird durch die Größe und Verfügbarkeit geeigneter Öfen eingeschränkt.Es gibt nur sehr wenige Öfen, die in der Lage sind, Induktionsbögen aus Rohren mit großem Durchmesser wärmezubehandeln.Dies gilt insbesondere für Biegungen, die Abschreck- und Anlasswärmebehandlungen erfordern.
Eine unsachgemäße Anwendung von Anlasswärmebehandlungen nach dem Biegen kann mehr Probleme verursachen als lösen – insbesondere kann eine für den Biegebereich erforderliche Anlasswärmebehandlung die ungebogene gerade Tangente an jedem Ende der Biegung beeinträchtigen.
Aufgrund des Größenbereichs von HFW-Rohren (begrenzter Durchmesser und relativ geringe Wandstärke) und der Tatsache, dass die Chemie im Allgemeinen gut für den Induktionsbiegeprozess geeignet ist, ist eine Wärmebehandlung für Induktionsbiegungen selten erforderlich aus HFW-Leitungsrohr.
Um zu verstehen, wo die Grenzen und Risiken beim Induktionsbiegen von Rohrleitungen liegen, ist es wichtig, die Eigenschaften der verschiedenen Leitungsrohrtypen und deren Zusammenhang mit dem Induktionsbiegeprozess zu verstehen.
Die meisten Induktionsbögen für Übertragungsleitungen in Australien basieren auf hochfrequenzgeschweißten (HFW) Leitungsrohren mit einer Reihe von Wandstärken und Qualitäten, sodass die erforderlichen Materialeigenschaften direkt durch die Induktion hergestellt werden können Biegemaschine ohne weitere Bearbeitung.
Für HFW-Leitungsrohre im Größenbereich DN100 bis DN600, Wandstärken bis 14,3 mm und Güten X42 bis Mutterpfeife.Leitungsrohre, die in modernen HFW-Rohrwerken hergestellt werden, werden aus thermomechanisch kontrolliertem gewalztem Stahlband mit Chemikalien hergestellt, die den Anforderungen an Qualität und Nahtschweißbarkeit bei hoher Geschwindigkeit entsprechen.HFW-Rohrchemie ist im Allgemeinen gut geeignet für die Anforderungen des Induktionsbiegeprozesses.Dies kann teilweise dadurch erklärt werden, dass moderne HFW-Linepipe-Walzwerke eine Inline-Induktionserwärmung für den Wärmebehandlungsprozess des Schweißnahtglühens nutzen.Dieses Glühen Die thermische Wirkung auf die Materialeigenschaften ist bei der Behandlung – wenn auch bei einer anderen Temperatur und Geschwindigkeit – dem Induktionsbiegeprozess nicht unähnlich.
SAW-Rohre mit größerem Durchmesser und schwereren Wänden können den Induktionsbiegeprozess verlangsamen und dadurch den Bereich für die verschiedenen Prozessparameter einschränken.Dies gilt insbesondere für hochwertige X-Materialien, bei denen höhere Temperaturen und höhere Temperaturen erforderlich sind Es sind schnellere Abkühlraten erforderlich, die sich aus höheren Prozessgeschwindigkeiten ergeben.Bei Rohren mit großem Durchmesser und dicker Wand sind hohe Festigkeitseigenschaften möglicherweise nicht ohne eine entsprechende Verbesserung der Rohrchemie erreichbar, um die Rohrfestigkeit sicherzustellen Das Material ist für die niedrigere Spitzentemperatur an der Rohrbohrung und die langsamere Abkühlgeschwindigkeit ausreichend reaktionsfähig (härtbar).
Das Erreichen hoher Festigkeitseigenschaften direkt mit der Induktionsbiegemaschine ist bei nahtlosen Rohren tendenziell problematischer als bei geschweißten Rohren gleicher Größe und Qualität.
Hochfeste nahtlose Leitungsrohre aus Kohlenstoffstahl werden auf eine ganz andere Weise hergestellt als Rohre aus gewalztem Blech oder Band.Nahtlose Rohre werden warmgeformt, um den erforderlichen Rohrdurchmesser und die erforderliche Wandstärke zu erreichen.es ist anschließend wärmebehandelt, um die erforderliche Festigkeit und Zähigkeit zu erreichen.Rohrwerke entwickeln ihre Rohrchemie auf natürliche Weise so, dass sie für den schnellen internen und externen Abschreck- und Wärmebehandlungsprozess der Mühle geeignet ist.Das Induktionsbiegen ist praktisch auf das Biegen beschränkt externe Wassersprühkühlung (d. h. nur von einer Seite) bei relativ langsamen Geschwindigkeiten und können daher nicht die gleiche Abschreckrate wie Rohrmühlen erreichen.Bei hochfesten nahtlosen Rohren mit schlanker Chemie und Wandstärken über 13 mm kann dies der Fall sein Es ist notwendig, nach dem Biegen eine vollständige Wärmebehandlung mit Abschrecken und Anlassen durchzuführen, andernfalls können durch den Biegeprozess nur schlechtere Materialeigenschaften erreicht werden.
Wie gezeigt wurde, spielt die Chemie eine wichtige Rolle bei der Erzielung der erforderlichen Rohrleitungseigenschaften – dies gilt insbesondere für hochfeste Induktionsbögen aus dickwandigen Leitungsrohren.
Der Offshore-Pipeline-Standard – DNV OS F101 gibt die maximal zulässigen chemischen Eigenschaften für verschiedene Qualitäten von Leitungsrohren (nahtlos und geschweißt, Tabellen 6.1 und 6.2) und Mutterrohren für Induktionsbiegen (Tabelle 7.5) an.Der Trend, Höheres zuzulassen Chemie für höhere Qualitäten ist deutlich erkennbar.Der zulässige Höchstanteil der Hauptbestandteile Kohlenstoff und Mangan sowie der Mikrolegierungselemente Niob, Titan und Vanadium steigt mit Festigkeitsgrad.
Darüber hinaus ist ersichtlich, dass für Induktionsbögen eine höhere chemische Zusammensetzung zulässig ist als für nahtlose Rohre gleicher Güteklasse.und noch mehr bei geschweißten Rohren.Diese Trends sind am deutlichsten in der daraus resultierende Erhöhung des maximal zulässigen Kohlenstoffäquivalents (CEQ) für jede Klasse und jeden Typ.Die Fußnote zu jeder Tabelle gibt an, dass die maximal zulässige Chemie für recht große Wandstärken gilt.
Die tatsächliche Wandstärke im Vergleich zur „nominellen“ Wandstärke und die Schwankungen der Wandstärke können zwischen geschweißten Rohren und nahtlosen Rohren sehr unterschiedlich sein.
Geschweißte Rohre bestehen aus Blech und haben daher entlang des Rohrs und um den Rohrumfang herum eine sehr gleichmäßige Wandstärke mit einer gewissen Verdickung in der Schweißzone.Da Rohrwerke gerne sparen, ist davon auszugehen, dass die Die tatsächliche Wandstärke geschweißter Rohre liegt fast ausnahmslos auf dem Nennwert oder leicht darunter.
Die Wandstärke nahtloser Rohre hängt von der Qualität des Rohrwerks ab und kann viel variabler sein als bei geschweißten Rohren.Die Wandstärke kann entlang des Rohrumfangs und entlang der Rohrlänge stark variieren;und dazwischen Rohrverbindungen aus der gleichen Hitze.Die Bohrung kann exzentrisch zum Außendurchmesser sein und dem Rohr dickere und dünnere Seiten verleihen;und Grate in der Bohrung können zu unmittelbar angrenzenden dicken und dünnen Bereichen der Rohrwand führen.
Darüber hinaus beeinträchtigen natürlich alle Markierungen oder Schönheitsfehler die Wandstärke zusätzlich.Die Erwartungen an die tatsächliche Wandstärke des Mutterrohrs im Vergleich zum Nennwert sollten im Allgemeinen pessimistisch sein – nicht optimistisch!
Dinge, die schief gehen können, werden grundsätzlich in zwei Gruppen eingeteilt: diejenigen, die mit der Mutterpfeife zu tun haben;und diejenigen, die sich auf den Biegeprozess beziehen – entweder die Prozessparameter oder solche, die sich aus Fehlern, falscher Einstellung oder Mängeln ergeben in den Kurven festgestellt.
Inspektionen spielen bei der Herstellung von Induktionsbögen eine entscheidende Rolle.Die Querschnittsabmessungen können mithilfe von Messschiebern und Molchen für Ovalität und Rundheit gemessen werden;und Ultraschalltechniken zur Wanddickenmessung.Die Integrität von die Biegung kann durch zerstörungsfreie Verfahren einschließlich Sichtprüfung überprüft werden;Magnetpulver-, Ultraschall-, Röntgen- und Farbeindringprüfung;Oberflächenhärteprüfung und hydrostatische Prüfung.Beim Biegen des Materials Eigenschaften können aus der Beziehung zwischen den wichtigsten Herstellungsparametern zwischen der Qualifikationstestbiegung und den Produktionsbiegungen abgeleitet werden.
Mängel
Defekte im Mutterrohr können durch den Induktionsbiegevorgang verschlimmert werden.Das Induktionsbiegen kann das Ohr einer Sau nicht in eine Seidenhandtasche verwandeln – was Sie anfangen, bestimmt weitgehend, was am Ende herauskommt.
Der häufigste Defekt an Rohren ist auf unsachgemäße Handhabung zurückzuführen, was zu Riefen und Dellen führt.Offensichtlich sind dünnwandige Rohre anfälliger für Beschädigungen als dickwandige Rohre.Bei HFW-Rohren sind eingerollte Einschlüsse und fehlende Verschmelzung bzw. Risse im Rohr zu beobachten Schweißnahtbereich sind möglich, aber im Allgemeinen sehr selten.
Nahtlose Rohre können Oberflächenlaminierungen und Splitter aufweisen, die während der Sandstrahlvorbereitung und des Warmbiegens sichtbar werden.Diese Mängel sind selten, können jedoch ganze Längen – und sogar mehrere Längen aus derselben Schmelze – betreffen und sind sehr ausgeprägt hängt stark mit der Qualität des Rohrwerks zusammen.
Beim Heißinduktionsbiegen wird das Rohrmaterial im Biegebereich effektiv wärmebehandelt.Die Chemie des Rohrs für das Induktionsbiegen ist bei hohen Festigkeitsanforderungen für dickwandige Rohre, bei denen langsameres Biegen und langsameres Biegen erforderlich ist, am kritischsten Folglich kommt es zu langsameren Abkühlungsraten.Wenn die Chemie nicht ausreicht, ist die Härtbarkeit des Rohrs gering und die erforderliche Rohrfestigkeit kann möglicherweise nicht direkt mit der Induktionsbiegemaschine erreicht werden.
Aufgrund von Werkstoleranzen für den End- und Mittelrohrdurchmesser können SAWL- und insbesondere SAWH-Rohre mit großem Durchmesser vom Rohrende bis zur Rohrmitte einen erheblichen numerischen Durchmesserunterschied aufweisen.Wo Biegungen in der Mitte der Verbindung geschnitten werden Von diesen Rohren sind möglicherweise Übergangsstücke für die Schweißnahtvorbereitung erforderlich.
Oberflächenverunreinigungen durch Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt wie Kupfer, Zink oder Blei können zu einer „Flüssigmetallversprödung“ führen und zu Oberflächenrissen in den Biegungsaußenseiten führen.Oberflächenbehandlungen vor dem Biegen, wie z. B. Inertstrahlstrahlen, minimieren dies dieses Risiko.
Bei Erst- oder Qualifizierungstests können trotz aller Bemühungen des Biegers Schwierigkeiten beim Erreichen minimaler Materialeigenschaften festgestellt werden.Am häufigsten sind die beiden Hauptakteure: Streckgrenze – was aushärtet die untere Grenze der Verarbeitungsparameter;und Härte – was die Obergrenze festlegt.Bei dickwandigen Rohren im Sauerbetrieb kann ein Konflikt dadurch entstehen, dass die Prozessparameter, die zum Erreichen der notwendigen Festigkeit erforderlich sind, die Ursache dafür sind Oberflächenhärte den angegebenen Grenzwert überschreitet.In diesem Fall hat sich das Biegeprozessfenster „geschlossen“, und nach dem Biegen ist möglicherweise eine Eintauch- und Anlasswärmebehandlung erforderlich.
Die Prozessparameter sollten von der Herstellung des Qualifikationstestbogens bis zur Herstellung der Produktionsbögen nicht variieren.Zu den wichtigsten Prozessparametern gehören: Geschwindigkeit, Temperatur, Kühlung und die Start-/Stopp-Vorgänge.
Es ist wichtig, dass die Geschwindigkeit während des Biegevorgangs nicht variiert.Der thermische Zyklus, den jedes einzelne Rohrstück durchläuft, das den Induktionsprozess durchläuft, muss auf einen engen Bereich beschränkt werden.Schlupf im Rohr Eine Klemme am Radiusarm oder ein elastischer oder schwammiger Antriebsmechanismus führen zu Geschwindigkeitsschwankungen beim Biegen.Rohre, die durch den Biegeprozess „taumeln“, erzeugen entlang der Bogenlänge unterschiedliche Eigenschaften.Einige Biegeregionen, die die in der Maschine „steckengeblieben“ sind, weisen höhere Spitzentemperaturen und langsamere Abkühlgeschwindigkeiten auf, während andere niedrigere Spitzentemperaturen und eine schnelle Abkühlung aufweisen, die durch das plötzliche schnelle Vorwärtsbewegen des Rohrs in der Maschine verursacht werden.
Wie sich gezeigt hat, hat die Biegetemperatur einen erheblichen Einfluss auf die endgültigen Biegeeigenschaften.
Optische Pyrometer sind die Augen des Induktionsbiegeprozesses – sie erfassen die Temperatur des Biegeprozesses und unterstützen die Fertigungsgrundlage.
Das Ausrichten der Pyrometer ist von entscheidender Bedeutung, da die Spitzentemperatur innerhalb des Wärmebands innerhalb des Sichtfelds liegen muss.Die aufgezeichneten Temperaturen müssen praktisch den gesamten Rohrumfang abdecken.Bei kleineren Rohren kann dies der Fall sein akzeptabel, zwei Pyrometer zu haben – eines am Intrados und eines am Extrados, um die Spitzentemperatur zu überwachen und aufzuzeichnen;Bei größeren Rohren, beispielsweise >DN300, kann es notwendig sein, vier Pyrometer zu haben, die die vier Quadranten abdecken Umfang des Rohres.Darüber hinaus muss der Bediener der Biegemaschine die Temperatur am Umfang des Wärmebands visuell überwachen, um eine Übereinstimmung zwischen den Zielorten des Pyrometers sicherzustellen.Ein tragbares „wanderndes“ Pyrometer kann sehr hilfreich sein in dieser Hinsicht nützlich.
Einige Prozesse sind temperaturempfindlicher als andere, und die Ermittlung des erforderlichen Temperaturkontrollniveaus ist eine wichtige Phase des Vortestprozesses.
Die Kühlung des Rohrbogens beim Austritt aus der Induktionsspule ist entscheidend für die Erzielung einer hohen Festigkeit von Leitungsrohrbögen.Bei der für die Produktion verwendeten Spule muss es sich um dieselbe Spule handeln, die auch für die Herstellung des Qualifikationstestbogens verwendet wurde.und gleichzeitig Kühlwasserdruck und -temperatur.
Wahrscheinlich der am wenigsten bekannte und beschriebene Aspekt des Induktionsbiegens und eine im Allgemeinen streng gehütete vertrauliche Information.
Für kritische Anwendungen wie Biegungen der hohen X-Klasse mit Eigenschaften, die direkt von der Induktionsbiegemaschine abgeleitet werden, muss der Start- und Stoppvorgang programmierbar – nicht bedienergesteuert – sein und als Teil der Qualifikation festgelegt werden Verfahren.
Die Start- und Stoppverfahren müssen konsistente, reproduzierbare Ergebnisse für die thermischen Übergänge an jedem Ende der Biegung liefern.Beachten Sie hierbei, dass der thermische Übergang (im Gegensatz zum Dimensionsübergang) tatsächlich in einiger Entfernung liegen kann entlang der geraden Tangente an jedem Ende der Biegung.Möglicherweise befindet es sich nicht wirklich am Tangentenpunkt, an dem die Biegungskrümmung in die gerade Tangente übergeht.
Durch Induktionsbiegen erzielte Biegewinkel sind im Allgemeinen sehr genau – insbesondere nach der ersten Biegung einer Charge.Die Messung des Biegewinkels sollte für jede Biegung unmittelbar nach dem Formen erfolgen.Schätzungen der wahrscheinlichen Biegung Die Rückfederung kann bei fortschreitender Biegung vorgenommen und angepasst werden.
Alle Biegungen außerhalb der vereinbarten Winkeltoleranz können zur Diskussion isoliert werden.Um den richtigen Winkel zu messen, sind verschiedene Winkelmesstechniken erforderlich – insbesondere bei Rohren mit kurzen Tangentenenden, bei denen eine erhebliche Ovalität vorliegt Eine gerade Tangente an jedem Ende der Biegung kann die Messung des tatsächlichen Winkels erschweren.
Tatsächliche Biegeradien liegen im Allgemeinen innerhalb einer Toleranz von 1 % des Zielradius.Sofern kein schwerwiegender Fehler bei der Einrichtung vorliegt, ist es sehr unwahrscheinlich, dass der Radius für Rohrleitungsbögen ein Problem darstellt.
Bögen für Rohrleitungen werden in der Regel mit relativ großzügigen Radien ausgeführt.Wenn Falten oder Unebenheiten festgestellt werden, liegt möglicherweise ein Herstellungsproblem vor.Eine leichte Beule kann an der Biegeanfangsinnenseite erkennbar sein, wo die Biegekompression „staucht“. der Rohrwand.Diese „Stauchung“ ist mit einer Verdickung der Rohrwand verbunden, wobei sich die Änderung der Wanddicke tendenziell auf der Außenfläche des Rohrs zeigt.Sofern die Störung nicht offensichtlich schwerwiegend ist, schadet sie dem Rohr nicht, kann aber durchaus schädlich sein durch gute Anlaufverfahren, dickwandigere Rohre und größere Biegeradien kontrolliert werden.
Eine Falte in der Mitte der Biegung kann auf ein Verrutschen der Klemme, einen Stromausfall oder eine übermäßige Spulenbewegung hinweisen.
Ein Stromausfall, selbst wenn er nur kurzzeitig ist, führt zum Abbruch des Biegevorgangs und fast immer zur Ablehnung der Biegung – insbesondere beim Induktionsbiegen hochfester Rohre, um hochfestes Material zu erhalten Eigenschaften.
Beim Warminduktionsbiegen mit Wassersprühkühlung (erforderlich für Rohre der Güteklasse X) wird Luft hinter die Induktionsspule geblasen, um den Kühlwassersprühstrahl vom Wärmeband wegzuleiten.Der Einsatz von Luftzug muss auf ein Minimum beschränkt werden Mindestwert und muss während des gesamten Biegevorgangs konstant sein, da der Luftzug die von den Pyrometern aufgezeichnete Oberflächentemperatur beeinflussen kann.Zu viel Luft kann dazu führen, dass die Außentemperatur künstlich niedrig wird Lektüre.Der Bediener kann diesen scheinbaren Temperaturabfall durch Erhöhen der Induktionsleistung ausgleichen – wodurch unbeabsichtigt die Untergrundtemperatur des Rohrs erhöht und die Materialeigenschaften negativ beeinflusst werden.
Ovalität
Die durch Biegen verursachte Ovalität ist hauptsächlich auf den Biegebereich beschränkt, kann sich jedoch über eine gewisse Strecke entlang der geraden Tangente an jedem Ende der Biegung erstrecken – insbesondere bei dünnwandigen Biegungen, die bei engen Biegeradien gebildet werden.Ovalität ist im Allgemeinen eine Funktion Dies hängt vom Rohrdurchmesser, der Wandstärke und dem Biegeradius ab, wird aber auch von der Biegetemperatur, der Kühlmethode und der Materialart beeinflusst.Ovalität ist bei dickwandigen Biegungen mit großem Radius, die bei hohen Temperaturen gebildet werden, weniger wahrscheinlich die geringsten Biegekräfte;und die Verwendung von Wassersprühkühlung (anstelle von Druckluft), um ein möglichst schmales Wärmeband zu erzielen.Im Allgemeinen ist es möglich, die Ovalität anhand historischer Informationen und einfacher Richtlinien vorherzusagen.
Beim Induktionsbiegen kann sich der Rohrumfang im Biegebereich aufgrund des Wärmeausdehnungskoeffizienten zusammenziehen (typischerweise 0,5 % bei Kohlenstoffstählen, 1 % bei Edelstahl).Eine solche Verengung kann Auswirkungen auf sehr enge Innendurchmesser haben zum Molchen usw.
Eine Verdünnung der Biegewand an den Außenkanten ist ein Merkmal aller Biegeprozesse und ist bei gegebenem Rohrdurchmesser größtenteils eine Folge des vorgegebenen Radius.Wenn die Extrados heißer werden als die, kann es zu einer unkontrollierten Wandverdünnung kommen Intrados biegen – die neutrale Achse der Biegung wird effektiv in Richtung Intrados verschoben.Dies unterstreicht die Notwendigkeit einer guten Temperaturkontrolle an den Biegeinnen- und -außenseiten zur Kontrolle der Wandverdünnung.
Berücksichtigen Sie heiße Biegungen in der Konstruktion (FEED und Detail).
Machen Sie sich bei Bedarf mit den ISO-, ASME- und DNV-Standards vertraut.
Berücksichtigen Sie die Chemie des Rohrmaterials in Bezug auf die erforderliche Materialfestigkeit für die gegebene Wandstärke.Dabei handelt es sich effektiv um eine Risikobewertung der Wahrscheinlichkeit, dass die Materialeigenschaften danach erreicht werden Induktionsbiegen.
Berücksichtigen Sie sorgfältig den maximal zulässigen Härtewert.Wenn Sie einen Wert angeben, der unter dem technisch Erforderlichen liegt, wird der Umfang des Biegeverfahrens übermäßig eingeschränkt und möglicherweise andere, kritischere Materialien beeinträchtigt Eigenschaften – etwa die Streckgrenze.
Berücksichtigen Sie die tatsächlichen Abmessungen des Mutterrohrs – insbesondere um Frästoleranzen und einige Oberflächenmarkierungen zu berücksichtigen;Betrachten Sie die tatsächliche Rohrwandstärke konservativ.
Der Materialabzug (MTO) für die Bögen sollte auf der Grundlage der individuellen Rohrlänge bestimmt werden, die für jeden Bogen benötigt wird und in die verfügbaren Rohrverbindungslängen eingebettet ist.Berechnen Sie nicht die erforderliche Rohrlänge Biegungen und dividieren Sie durch die verfügbare Verbindungslänge, um die Anzahl der erforderlichen Verbindungen zu bestimmen.Der Bieger kann einen geeigneten MTO für die Rohrverbindungen empfehlen, die für die Liste der Bögen erforderlich sind.Rechnen Sie mit Verschwendung durch Beschneiden und Kürzen Reststücke.
Planen Sie eine Reservemenge an Mutterrohr ein, um den Bedarf an Qualifikationstests und etwaigen Ausschussbögen usw. abzudecken. Bei kleinen Mengen an Bögen kann dies bedeuten, dass 100 % des für die Bögen tatsächlich benötigten Rohrs (einschließlich) vorhanden sind die Vor- und Qualifikationskurven);Bei größeren Arbeiten kann dies einen zusätzlichen Anteil von 5 % an Rohrverbindungen bedeuten.
Induktionsbögen für Rohrleitungen erfordern, dass pro Schmelze ein vollständiger Eignungstestbogen durchgeführt wird.Wenn möglich, wählen Sie blanke, unbeschichtete Mutterrohre aus derselben Schmelze aus – andernfalls kommt es zu erheblichen Kostenauswirkungen aufgrund mehrerer Qualifizierungstestbögen und ein Verlust des Mutterrohrs, das bei den zusätzlichen Tests verbraucht wurde.
Sorgen Sie für geeignete gerade Tangentenlängen an jedem Ende jeder Biegung, um die Biegungsovalität zu vermeiden, die am nächsten an der Biegung am größten ist.Dickwandige Rohre mit kleinem Durchmesser, die zu großen Biegeradien geformt werden, müssen die geringste Biegeovalität aufweisen.
Typischerweise ist die Ovalität mindestens zwei Rohrdurchmesser vom Biegebereich entfernt minimal.Unabhängig davon sollten alle Pipeline-Auftragnehmer beim Einschweißen heißer Bögen in die Pipeline mit der Verwendung externer Verbindungsklemmen rechnen und diese einplanen.
Biegewinkel sollten als Biegewinkel angegeben werden – nicht als Innenwinkel.Pipelinerouten sind häufig durch Ausrichtungsänderungen gekennzeichnet, die auf dem Innenwinkel der Vermessung basieren.
Planen Sie eine angemessene Vorlaufzeit und andere logistische Maßnahmen ein, um die Vor- und Qualifikationstestbiegungen herzustellen und zu testen, bevor die Produktionsbiegungen erfolgen.Bei einem kleinen Projekt kann der Qualifizierungsprozess von zwei bis drei Wochen länger dauern die Zeit, die zur Herstellung der Produktionsbögen benötigt wird.Fertiggestellte Biegungen können beim Bieger oder auf dem Hof des Beschichters gelagert und bei Bedarf abgerufen werden, oder, falls entfernt, vor Ort an geeigneten Bereitstellungsorten gelagert werden.
Der Transport sollte sorgfältig geplant werden.Möglicherweise können nur wenige Bögen gleichzeitig transportiert werden – insbesondere, wenn die Bögen aus Rohren mit großem Durchmesser, großen Biegeradien, großen Biegewinkeln und langen geraden Tangenten bestehen jedes Ende jeder Biegung.Stütz- und Polsterbögen sowie die Verwendung von Stoffsicherungen während des Transports sollten sorgfältig überwacht werden, um sicherzustellen, dass sie sicher transportiert und ohne Beschädigung entladen werden können.Der Umgang mit Kurven erfordert den Einsatz B. weicher Schlingen von Laufkränen oder mobilen Anlagen – Gabelstapler sind für die Bewältigung von Kurven keine akzeptable Methode.
Beschichtungssysteme, die für erdverlegte Rohrbögen geeignet sind, basieren im Allgemeinen auf durch Sprühen oder Rollen aufgetragenem Epoxidharz mit extrem hoher Schichtdicke, das mit dem Verbindungsbeschichtungssystem kompatibel sein muss.Mit Klebeband umwickelte Biegungen weisen Schwierigkeiten bei der Haftung der Umhüllung auf Die dreidimensional gekrümmte Oberfläche eines Rohrbogens ist möglicherweise ungeeignet.Unter besonderen Umständen können auf Induktionsbögen schmelzgebundene Epoxidbeschichtungen (FBE) verfügbar sein.
Nutzen Sie nach Möglichkeit zusammengesetzte Biegungen, um kompakte Rohrspulen herzustellen und Feldschweißungen usw. im Rohrleitungssystem zu reduzieren.
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