Thiết bị và tự động hóa cho dây chuyền sản xuất ống hàn hồ quang

Trình tự của một đường ống hàn hồ quang

Ống hàn hồ quang được sản xuất theo dây chuyền liên tục, các trạm được sắp xếp theo thứ tự cố định: xử lý cuộn dây, chuẩn bị dải, tạo hình, hàn, làm mát, định cỡ, cắt và kiểm tra lần cuối. Mỗi trạm có một cửa sổ dung sai xác định và đường dây chỉ hoạt động tốt khi mọi trạm đều nằm trong đó. Hiểu trình tự đó là bước đầu tiên để xác định hoặc vận hành một dây chuyền một cách hiệu quả.

Đường may dọc và đường may xoắn ốc có chung kiến ​​trúc nhưng khác nhau về khái niệm tạo hình. Các đường dọc tạo thành dải thành một phần hình tròn dọc theo chiều dài của nó; các đường xoắn ốc tạo thành dải ở một góc sao cho đường nối chạy xoắn ốc quanh ống đã hoàn thiện.

Xử lý cuộn dây, san lấp mặt bằng và chuẩn bị cạnh

Bộ tháo cuộn sẽ thanh toán cuộn thép và dải được đưa qua một bộ san bằng để loại bỏ độ cong của cuộn dây và-cung chéo. Phay hoặc cắt cạnh sau đó đưa chiều rộng dải và biên dạng cạnh về dạng hình học mà phần tạo hình yêu cầu, và cắt sẽ hàn các cuộn dây liên tiếp từ đầu đến cuối để đường có thể chạy liên tục.

Bộ tháo cuộn thiết lập lực căng dải để ổn định toàn bộ dòng ở hạ lưu.

Bộ san bằng loại bỏ độ cong còn lại để phần hình thành được đóng lại một cách sạch sẽ.

Chuẩn bị cạnh bằng phay kiểm soát hình dạng chuẩn bị mối hàn và loại bỏ vật liệu cạnh bị hư hỏng.

Máy cắt nối và máy hàn cuối cho phép thay đổi cuộn dây mà không cần dừng dây chuyền.

Trạm hình thành

Máy tạo hình uốn dải phẳng dần dần thông qua một loạt các cuộn cho đến khi các cạnh gặp nhau ở đầu phần. Mỗi giá đỡ áp dụng một lượng biến dạng được kiểm soát và biên dạng cuộn được thiết kế sao cho độ biến dạng trên mỗi đường chuyền duy trì đủ thấp để tránh nứt cạnh và làm cứng quá mức. Sau khi tạo hình, các mép dải được giữ lại với nhau dưới áp lực trước khi hàn.

Chất lượng hình thành quyết định trực tiếp đến chất lượng mối hàn. Nếu các cạnh không song song hoặc nếu khe hở thay đổi, mối hàn sẽ không nhất quán dù các thông số hàn được thiết lập tốt.

Trạm hàn và vật tư tiêu hao

Đường hàn hồ quang sử dụng phương pháp hàn hồ quang chìm cho đường hàn dọc bên trong và bên ngoài hoặc cho đường hàn xoắn ốc bên trong và bên ngoài. Hàn hồ quang chìm tạo ra một hạt chất lượng cao-dưới lớp chất trợ dung dạng hạt và các biến thể nhiều-dây và song song sẽ tăng tốc độ lắng đọng cho các bức tường dày. Việc chuẩn bị cạnh, dòng điện hàn, điện áp, tốc độ di chuyển, cấp dây và lựa chọn từ thông đều được ghi lại dưới dạng quy trình hàn và quy trình này phải được thẩm định trước khi bắt đầu sản xuất.

Định cỡ, cắt và xử lý

Máy định cỡ cuộn ống hàn đến đường kính và độ tròn cuối cùng, đồng thời giảm ứng suất dư từ quá trình tạo hình và hàn. Sau đó, một chiếc cưa bay hoặc một máy cắt sẽ chia đường ống chuyển động thành các đoạn có độ dài theo thứ tự mà không dừng đường dây. Thiết bị xử lý phía sau chuyển ống đã cắt đến các trạm kiểm tra và đánh dấu, nơi thực hiện kiểm tra kích thước, kiểm tra mối hàn và kiểm tra áp suất hoặc độ kín.

Tự động hóa và kiểm soát quy trình

Tự động hóa loại bỏ sự biến đổi mà hoạt động thủ công mang lại. Bộ điều khiển logic khả trình điều phối các bộ truyền động của máy tháo cuộn, máy san phẳng, giá tạo hình, đầu hàn, máy định cỡ và máy cưa, đồng thời đồng bộ hóa tốc độ của chúng sao cho độ căng dải và vị trí mối hàn không đổi. Giao diện con người{2}}máy hiển thị dữ liệu quy trình trực tiếp và ghi lại dữ liệu đó để truy xuất nguồn gốc.

Theo dõi đường may giữ cho đầu hàn tập trung vào mối nối khi dải di chuyển.

Điều khiển-vòng kín dòng điện hàn và điện áp bù cho độ trôi trong hồ quang.

Máy đo laser hoặc máy ảnh đo đường kính, độ dày thành và hình bầu dục trực tuyến.

Hệ thống tự động cắt-theo-chiều dài giúp giảm thiểu tổn thất khi cắt phần cuối.

Ghi nhật ký dữ liệu hỗ trợ tài liệu kiểm tra được phát hành sau mỗi lần giao hàng.

Robot hoặc hàn giàn tự động ngày càng được sử dụng nhiều để sửa chữa, đóng mối hàn và các hình dạng khớp phức tạp. Hàn tự động mang lại khả năng lặp lại cao, giữ nguyên các thông số trong quá trình sản xuất dài và cho phép người vận hành tránh xa hồ quang và nhiệt. Việc giám sát dòng điện và điện áp theo thời gian thực- giúp có thể phát hiện sai lệch và sửa quy trình trước khi hình thành lỗi.

Bảo trì, thời gian hoạt động và tương tác chất lượng

Thời gian hoạt động phụ thuộc vào tình trạng của thiết bị cơ khí cũng như hệ thống điều khiển. Độ mòn của cuộn, khe hở ổ trục và phản ứng ngược của truyền động đều làm thay đổi hình dạng của phần được tạo hình, do đó, một chương trình kiểm tra theo kế hoạch để tạo hình các cuộn, bệ định cỡ và cưa là điều cần thiết. Giám sát độ rung trên các bộ truyền động chính và giám sát dòng điện trên các nguồn điện hàn đưa ra cảnh báo sớm về sự xuống cấp và cho phép lên lịch bảo trì giữa các chiến dịch.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Dây chuyền sản xuất ống hàn hồ quang có thiết bị gì?
Máy tháo cuộn, máy san phẳng dải, thiết bị chuẩn bị cạnh và nối cuộn, máy tạo hình, trạm hàn bên trong và bên ngoài, bộ phận làm mát, máy định cỡ, máy cưa hoặc máy cắt, và các trạm kiểm tra và đánh dấu, tất cả đều được điều phối bởi một hệ thống điều khiển có thể lập trình.

Hỏi: Ưu điểm của hàn tự động trên đường ống là gì?
Sự lắng đọng cao hơn và nhất quán hơn, các thông số có thể lặp lại trong thời gian dài, ít lỗi vận hành hơn, khả năng hàn các hình dạng đường may phức tạp và giám sát liên tục dòng điện và điện áp để các sai lệch được sửa chữa trước khi chúng tạo ra các khuyết tật.

Hỏi: Tại sao chất lượng tạo hình lại quan trọng đến thế?
Bởi vì hàn chỉ có thể nối các cạnh song song và căn chỉnh chính xác. Khe hở hoặc cạnh không khớp có thể thay đổi gây ra sự xuyên thấu không nhất quán, vết cắt và thiếu sự kết hợp và việc không điều chỉnh các thông số hàn có thể bù đắp hoàn toàn cho việc tạo hình kém.

Hỏi: Hệ thống điều khiển thực sự giám sát những gì?
Tốc độ đường dây và đồng bộ hóa truyền động, độ căng dải, dòng hàn, điện áp và tốc độ di chuyển, vị trí đường may và kích thước ống thành phẩm. Các giá trị này được ghi lại để mỗi cuộn dây có thể được truy tìm theo các thông số mà nó được tạo ra.

Hỏi: Mối hàn hoàn thiện được kiểm tra như thế nào?
Ống hàn hồ quang thường được kiểm tra bằng cách kiểm tra trực quan, kiểm tra kích thước của hạt hàn, kiểm tra siêu âm hoặc chụp ảnh phóng xạ của đường may và kiểm tra độ kín thủy tĩnh hoặc điện từ, theo tiêu chuẩn sản phẩm hiện hành như API 5L hoặc GB/T 9711.

Hỏi: Robot hàn ở đâu hữu ích nhất trong sản xuất ống?
Trong hàn sửa chữa, kết nối đóng và kết thúc cũng như các mối nối phức tạp, nơi khó có thể đạt được đường dẫn mỏ hàn nhất quán và các thông số lặp lại bằng tay. Nó cũng làm giảm sự tiếp xúc của người vận hành với bức xạ hồ quang và khói.