ماشین لوله ERW: چه عواملی بر کارایی تولید تأثیر می گذارد؟ آیا محدوده قطر لوله باید در انتخاب تجهیزات در نظر گرفته شود؟

1. چه ویژگی های مواد خام بر راندمان تولید دستگاه لوله ERW تأثیر می گذارد؟

کیفیت و عملکرد مواد خام (عمدتا کویل های فولادی) به طور مستقیم صاف بودن فرآیند تولید لوله ERW (جوش داده شده با مقاومت الکتریکی) را تعیین می کند و بنابراین تأثیر قابل توجهی بر راندمان تولید دارد. اولین مشخصه کلیدی "صافی کویل فولادی" است. اگر سیم پیچ فولادی لبه های ناهموار یا تغییر شکل موج مانند داشته باشد (معمولاً در سیم پیچ های با کیفیت پایین)، باعث ناهماهنگی در طول فرآیند باز کردن سیم پیچ و تراز می شود - کارگران باید به طور مکرر موقعیت سیم پیچ را تنظیم کنند که باعث افزایش زمان خرابی می شود. به عنوان مثال، یک سیم پیچ فولادی با انحراف لبه بیش از 3 میلی متر ممکن است به 5-10 دقیقه تنظیم در هر سیم پیچ نیاز داشته باشد که بازده کلی تولید را 15٪ -20٪ کاهش می دهد.

دومین مشخصه «سختی و شکل پذیری فولاد» است. تولید لوله ERW مستلزم داشتن سختی متوسط ​​(سختی برینل 130-180HB است) و شکل پذیری خوب است. اگر فولاد بیش از حد سخت باشد (بیش از 200HB)، بار روی غلتک‌های شکل‌دهی را در طول فرآیند شکل‌دهی لوله افزایش می‌دهد و منجر به سرعت شکل‌دهی کندتر و سایش سریع‌تر غلتک می‌شود - به جای 30-24 ساعت معمول، هر 8 تا 10 ساعت نیاز به تعویض غلتک‌ها وجود دارد. اگر فولاد خیلی نرم باشد (کمتر از 110HB)، در حین شکل‌دهی مستعد چروک شدن است و برای از بین بردن چین و چروک‌ها به خاموشی مکرر نیاز دارد که می‌تواند سرعت خط تولید را 30 درصد یا بیشتر کاهش دهد.

سومین مشخصه «یکنواختی عرض کلاف فولادی» است. عرض سیم پیچ فولادی باید با قطر لوله طراحی شده مطابقت داشته باشد (عرض بر اساس محیط لوله به علاوه کمک هزینه جوش محاسبه می شود). اگر انحراف عرض بیش از ± 0.5 میلی متر باشد، لوله تشکیل شده دارای ضخامت دیواره ناهموار یا جوش ناقص خواهد بود - که نیاز به پس پردازش (مانند سنگ زنی قطعات ناهموار) یا حتی خراش دارد. به عنوان مثال، تولید یک لوله ERW با قطر 50 میلی‌متر به عرض سیم پیچ فولادی در حدود 159 میلی‌متر نیاز دارد. اگر عرض واقعی 160 میلی‌متر باشد، 1 میلی‌متر اضافی باعث ایجاد سوراخی در محل جوش می‌شود که به 2 تا 3 دقیقه سنگ زنی در هر لوله نیاز دارد که به طور جدی بر ریتم تولید تأثیر می‌گذارد.

2. چگونه پارامترهای فرآیند بر راندمان تولید دستگاه لوله ERW تأثیر می گذارد؟

تنظیم معقول پارامترهای فرآیند، هسته اصلی به حداکثر رساندن راندمان تولید است دستگاه لوله ERW ، و پارامترهای نامناسب می تواند منجر به راندمان پایین و کیفیت پایین محصول شود. اولین پارامتر حیاتی "سرعت شکل گیری" است. سرعت شکل‌دهی مستقیماً خروجی را در واحد زمان تعیین می‌کند - برای مثال، یک دستگاه لوله ERW با اندازه متوسط ​​می‌تواند هنگام تولید لوله‌های با قطر 20-50 میلی‌متر به سرعت شکل‌دهی 10-15 متر در دقیقه دست یابد. با این حال، سرعت را نمی توان خودسرانه افزایش داد: اگر سرعت بیش از حد بالا باشد (بیش از سرعت نامی دستگاه)، نوار فولادی ممکن است به طور کامل شکل نگیرد و در نتیجه گردی لوله ناهموار شود. اگر سرعت خیلی کم باشد (زیر 5 متر در دقیقه)، راندمان تولید به شدت کاهش می یابد و دمای جوش ممکن است بسیار بالا باشد (به دلیل گرمایش طولانی مدت) که منجر به اکسیداسیون جوش می شود.

دومین پارامتر کلیدی "جریان و ولتاژ جوش" است. لوله ERW به جریان فرکانس بالا برای گرم کردن لبه نوار فولادی به حالت مذاب برای جوشکاری متکی است. اگر جریان خیلی کم باشد یا ولتاژ کافی نباشد، جوش نمی تواند به طور کامل ذوب شود، که منجر به "جوش سرد" می شود (استحکام جوش تنها 60٪ - 70٪ فلز پایه است)، که نیاز به جوش مجدد دارد - هر جوش مجدد 5-10 دقیقه طول می کشد و مواد خام را هدر می دهد. اگر جریان خیلی زیاد باشد یا ولتاژ خیلی زیاد باشد، جوش بیش از حد گرم می‌شود و «سوختگی» (سوراخ‌هایی در جوش) ایجاد می‌کند که منجر به از بین رفتن لوله می‌شود. پارامترهای جوشکاری بهینه به ضخامت فولاد بستگی دارد: برای نوارهای فولادی با ضخامت 2-3 میلی متر، جریان معمولاً 800-1000 آمپر و ولتاژ 15-20 ولت است. برای نوارهای فولادی با ضخامت 4-5 میلی متر، جریان باید به 1200-1500 آمپر و ولتاژ به 22-25 ولت افزایش یابد.

سومین پارامتر مهم «جریان و دمای آب خنک کننده» است. پس از جوشکاری، برای اطمینان از استحکام جوش و جلوگیری از تغییر شکل، لوله ERW باید به سرعت خنک شود. جریان آب خنک‌کننده باید با سرعت شکل‌دهی و دمای جوش مطابقت داشته باشد، برای مثال، وقتی سرعت شکل‌دهی 12 متر در دقیقه است، جریان آب خنک‌کننده باید 50-60 لیتر در دقیقه باشد. اگر جریان خیلی کم باشد، خنک کننده کافی نیست و لوله به دلیل تنش حرارتی خم می شود و نیاز به صاف کردن دارد (هر صاف کردن در هر لوله 1-2 دقیقه طول می کشد). اگر جریان بیش از حد زیاد باشد، آب به ناحیه جوش پاشیده می شود و بر پایداری جوش تأثیر می گذارد. علاوه بر این، دمای آب خنک کننده باید زیر 30 درجه سانتیگراد کنترل شود - اگر دما از 35 درجه بیشتر شود، اثر خنک کننده تا 40٪ کاهش می یابد که منجر به طولانی شدن زمان خنک کننده و کاهش سرعت تولید می شود.

3. چه اجزای تجهیزاتی بر راندمان تولید دستگاه لوله ERW تأثیر می گذارد؟

وضعیت عملکرد و تعمیر و نگهداری اجزای کلیدی دستگاه لوله ERW به طور مستقیم تعیین می کند که آیا تجهیزات می توانند برای مدت طولانی پایدار کار کنند یا خیر، و خرابی قطعات یکی از دلایل اصلی توقف تولید است. اولین جزء حیاتی "غلتک های شکل دهی" است. غلتک های شکل دهنده وظیفه شکل دادن به نوار فولادی را به صورت لوله دایره ای بر عهده دارند و صافی سطح و وضعیت سایش آنها بسیار مهم است. اگر سطح غلتک فرسوده شده باشد (با خراش‌های عمیق‌تر از 0.2 میلی‌متر) یا تراشه‌های فلزی انباشته شده باشد، نوار فولادی در حین شکل‌دهی خراشیده می‌شود که نیاز به تعویض غلتک‌ها و تمیز کردن کانال شکل‌دهی دارد - هر تعویض غلتک 1-2 ساعت طول می‌کشد و تمیز کردن 30-40 دقیقه طول می‌کشد. غلتک های فرم دهنده با کیفیت بالا (ساخته شده از فولاد آلیاژی Cr12MoV) دارای عمر مفید 200-300 ساعت هستند، در حالی که غلتک های با کیفیت پایین (ساخته شده از فولاد کربن معمولی) باید هر 50-80 ساعت تعویض شوند.

دومین جزء کلیدی "نوسان ساز جوشکاری فرکانس بالا" است. نوسان ساز جریان فرکانس بالا مورد نیاز برای جوشکاری را تولید می کند و پایداری آن به طور مستقیم بر کیفیت و کارایی جوش تاثیر می گذارد. اگر نوسانگر تماس ضعیفی داشته باشد (مانند شل شدن کابل ها) یا پیری اجزای داخلی (مانند خازن های آسیب دیده)، باعث نوسان جریان می شود که منجر به جوشکاری ناپایدار می شود - نیاز به خاموش شدن برای بازرسی و تعمیر. بازرسی و تعمیر اسیلاتور معمولاً 2-4 ساعت طول می کشد و در صورت نیاز به تعویض اجزای کلیدی، زمان از کار افتادن می تواند به 8-12 ساعت برسد. تعمیر و نگهداری منظم (مانند تمیز کردن سیستم خنک کننده اسیلاتور هر 100 ساعت) می تواند زمان عملکرد پایدار نوسانگر را 30٪ -50٪ افزایش دهد.

سومین جزء مهم «دستگاه برش» است. پس از تشکیل و جوشکاری لوله ERW، باید توسط دستگاه برش به بخش هایی با طول ثابت (معمولاً 12-6 متر) برش داده شود. سرعت برش و دقت دستگاه برش بر راندمان نهایی تولید تأثیر می گذارد. اگر تیغه برش مات باشد (با سایش لبه تیغه بیش از 0.5 میلی متر)، سرعت برش از 2-3 برش معمولی در دقیقه به 1 برش در دقیقه کاهش می یابد، و سطح برش ناهموار خواهد بود (با فرزهای بیش از 0.3 میلی متر)، که نیاز به پس زنی دارد. اگر سیستم موقعیت یابی دستگاه برش دقیق نباشد (انحراف موقعیت بیش از ± 1 میلی متر)، طول لوله ناهماهنگ خواهد بود و منجر به از بین رفتن یا برش مجدد می شود. تعویض تیغه برش 20-30 دقیقه طول می کشد و کالیبراسیون سیستم موقعیت یابی 1-1.5 ساعت طول می کشد.

4. آیا محدوده قطر لوله باید یک عامل اصلی در انتخاب ماشین لوله ERW باشد؟

محدوده قطر لوله نه تنها یک پارامتر اساسی دستگاه لوله ERW است، بلکه یک عامل اصلی است که تعیین می کند آیا تجهیزات می توانند نیازهای تولید را برآورده کنند و از هدر رفتن منابع جلوگیری کنند. دلیل اول «تخصص تجهیزات و تطبیق کارایی» است. دستگاه‌های لوله ERW معمولاً برای محدوده‌های قطر خاصی طراحی می‌شوند - به عنوان مثال، دستگاه‌های لوله ERW با قطر کوچک (مناسب برای قطرهای 10-50 میلی‌متر) دارای غلتک‌های شکل‌دهی کوچک‌تر و سرعت‌های شکل‌دهی بالاتر (15-20 متر در دقیقه) هستند، در حالی که دستگاه‌های لوله ERW با قطر بزرگ (مناسب برای 100-300 میلی‌متر با قطرهای شکل‌دهی بزرگ‌تر و قطر غلتک‌های 500 میلی‌متر کمتر) دارند. اگر از دستگاهی با قطر کوچک برای تولید لوله‌های با قطر بزرگ استفاده شود، غلتک‌های شکل‌دهی نمی‌توانند نیروی شکل‌دهی کافی را ایجاد کنند، که منجر به شکل‌دهی ناقص و سرعت تولید پایین (فقط 2-3 متر در دقیقه) می‌شود. اگر از دستگاهی با قطر بزرگ برای تولید لوله‌های با قطر کوچک استفاده شود، قدرت و اندازه غلتک تجهیزات بیش از حد است و در نتیجه مصرف انرژی بالا (مصرف انرژی در هر تن لوله 40 تا 60 درصد افزایش می‌یابد) و راندمان تولید پایین است.

دلیل دوم «هزینه سرمایه گذاری و مانده بازده» است. دستگاه های لوله ERW با محدوده قطرهای مختلف قیمت های بسیار متفاوتی دارند - دستگاه های با قطر کوچک (10-50 میلی متر) معمولاً 100000-300000 قیمت دارند، دستگاه های با قطر متوسط (50-100 میلی متر) قیمت 300،000-800،000 و دستگاه های با قطر بزرگ 300 میلی متر (100) قیمت دارند. 800000-2000000. اگر یک کارخانه عمدتاً لوله‌های ERW با قطر 20-30 میلی‌متر تولید کند اما یک دستگاه با قطر بزرگ (100-300 میلی‌متر) بخرد تا «محدوده‌های بیشتری را پوشش دهد»، سرمایه‌گذاری اضافی بازدهی مربوطه را به همراه نخواهد داشت و میزان استفاده از تجهیزات کمتر از 30٪ خواهد بود (فقط 8-10 ساعت در روز کار می‌کند به جای 2 ساعت کار، منجر به 20 ساعت کار جدی می‌شود).

دلیل سوم «ثبات کیفیت تولید» است. دستگاه‌های لوله ERW که برای محدوده‌های قطری خاص طراحی شده‌اند، فرآیندهای شکل‌دهی و پیکربندی اجزا را بهینه می‌کنند - برای مثال، ماشین‌های با قطر کوچک از 4 تا 6 گروه از غلتک‌های شکل‌دهی برای اطمینان از گرد بودن لوله استفاده می‌کنند، در حالی که دستگاه‌های با قطر بزرگ به 8 تا 12 گروه از غلتک‌های شکل‌دهنده نیاز دارند تا از چروک شدن نوار فولادی جلوگیری کنند. اگر از دستگاهی برای تولید لوله‌هایی خارج از محدوده قطر طراحی شده آن استفاده شود، فرآیند شکل‌دهی نمی‌تواند بهینه شود و منجر به کیفیت محصول ناپایدار می‌شود. به عنوان مثال، استفاده از دستگاهی با قطر متوسط ​​50 تا 100 میلی متر برای تولید لوله های با قطر کوچک 20 میلی متر منجر به ضخامت دیواره ناهموار (انحراف بیش از 0.1 میلی متر) و گردی ضعیف (بیضی بیش از 0.5 میلی متر) می شود که استانداردهای صنعت را برآورده نمی کند (مانند ASTM A53 در ایالات متحده آمریکا یا 091GB/T).

5. علاوه بر محدوده قطر لوله، چه عوامل دیگری در انتخاب دستگاه لوله ERW باید در نظر گرفته شود؟

در حالی که محدوده قطر لوله یک عامل اصلی است، عوامل دیگری نیز باید به طور جامع در نظر گرفته شوند تا اطمینان حاصل شود که دستگاه لوله ERW انتخاب شده نیازهای تولید طولانی مدت را برآورده می کند. اولین عامل «تقاضای ظرفیت تولید» است. ظرفیت تولید دستگاه (معمولاً به تن در سال یا متر در روز بیان می شود) باید با حجم سفارش کارخانه مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال، اگر کارخانه ماهیانه 500 تن سفارش لوله ERW دریافت می کند (حدود 20 تن در روز)، باید ماشینی را با ظرفیت تولید روزانه 25 تا 30 تن انتخاب کند (تا بافری برای تعمیر و نگهداری و سفارشات پیک باقی بماند). اگر ظرفیت روزانه دستگاه انتخابی فقط 15 تن باشد، با تاخیر در تحویل مواجه خواهد شد. اگر ظرفیت 50 تن باشد، از تجهیزات کم استفاده می شود و هزینه تولید واحد افزایش می یابد.

عامل دوم «سطح اتوماسیون» است. سطح اتوماسیون دستگاه لوله ERW بر هزینه نیروی کار و ثبات تولید تأثیر می گذارد. ماشین‌های تمام اتوماتیک (مجهز به باز کردن سیم پیچ خودکار، تنظیم خودکار پارامترهای جوشکاری و کنترل طول برش خودکار) تنها به 2-3 اپراتور در هر خط تولید نیاز دارند و میزان خطای تولید کمتر از 1٪ است. ماشین های نیمه اتوماتیک به 5-6 اپراتور نیاز دارند (نیاز به تنظیم دستی پارامترهای جوش و طول برش) و میزان خطا 3٪ -5٪ است. اگرچه ماشین‌های تمام اتوماتیک گران‌تر هستند (20%-30% بالاتر از ماشین‌های نیمه اتوماتیک)، اما می‌توانند 50000 تا 100000 در هزینه‌های نیروی کار سالانه صرفه‌جویی کنند و ضایعات ضایعات را تا 2% -3% کاهش دهند که در دراز مدت مقرون به صرفه‌تر است.

عامل سوم «خدمات پس از فروش و تامین قطعات یدکی» است. دستگاه لوله ERW یک تجهیزات پیچیده است و خدمات پس از فروش به موقع برای کاهش زمان خرابی بسیار مهم است. هنگام انتخاب ماشین، لازم است بررسی شود که آیا سازنده تعمیر و نگهداری به موقع در محل (زمان پاسخگویی در عرض 24-48 ساعت)، وجود یک انبار قطعات یدکی محلی (برای جلوگیری از زمان انتظار طولانی برای قطعات یدکی) و آیا سازنده آموزش اپراتور ارائه می دهد یا خیر. به عنوان مثال، اگر غلتک شکل‌دهی ماشین آسیب دیده باشد و انبار محلی سازنده جایگزین داشته باشد، زمان از کار افتادگی را می‌توان در عرض 2 ساعت کنترل کرد. اگر قطعات یدکی نیاز به واردات از خارج داشته باشند، زمان توقف ممکن است 7-15 روز باشد و در نتیجه 10000 تا 20000 دستگاه از دست برود.

6. چگونه می توان کارایی تولید دستگاه لوله ERW موجود را بهبود بخشید؟

برای کارخانه‌هایی که قبلاً دستگاه‌های لوله ERW دارند، تنظیمات و تعمیر و نگهداری معقول می‌تواند به طور موثری کارایی تولید را بدون تعویض تجهیزات در مقیاس بزرگ بهبود بخشد. اولین اقدام «نگهداری پیشگیرانه منظم» است. تدوین یک برنامه تعمیر و نگهداری (مانند تمیز کردن غلتک های شکل دهنده هر 8 ساعت، بازرسی نوسان ساز جوشکاری هر 24 ساعت، و تعویض تیغه برش هر 100 ساعت) می تواند خرابی های غیر منتظره را تا 40٪ -50٪ کاهش دهد. به عنوان مثال، تمیز کردن غلتک‌های شکل‌دهی هر 8 ساعت می‌تواند از تجمع تراشه‌های فلزی جلوگیری کند و از 1-2 ساعت توقف برنامه‌ریزی نشده در روز جلوگیری کند.

دومین اقدام «بهینه سازی آموزش اپراتورها» است. اپراتورهای آموزش دیده می توانند به سرعت مشکلات کوچک را شناسایی و حل کنند (مانند تنظیم جریان آب خنک کننده در زمانی که دمای جوش خیلی زیاد است) بدون اینکه کل خط تولید را تعطیل کنند. کارخانجات باید آموزش های فصلی را برای اپراتورها انجام دهند، از جمله تنظیم پارامترهای جوشکاری، تشخیص عیب رایج و رسیدگی اضطراری. طبق داده‌های صنعت، کارخانه‌هایی که دارای اپراتورهای آموزش‌دیده هستند، 20 تا 30 درصد کمتر از کارخانه‌هایی که فاقد آن هستند، خرابی دارند.

سومین اقدام «پیش بازرسی مواد اولیه» است. قبل از تولید کویل فولادی، بررسی مسطح بودن، عرض و سختی آن (با استفاده از دستگاه تستر مسطح، کولیس و سختی سنج) می تواند از قرار دادن مواد اولیه غیرقابل صلاحیت در خط تولید جلوگیری کند و کار مجدد و ضایعات را کاهش دهد. به عنوان مثال، رد یک سیم پیچ فولادی با انحراف عرض بیش از 0.5 میلی متر می تواند از 2 تا 3 ساعت پس از پردازش و 5 تا 10 درصد از دست دادن ضایعات جلوگیری کند. علاوه بر این، پیش صاف کردن کلاف فولادی (با استفاده از دستگاه تسطیح) قبل از باز کردن سیم پیچ می تواند زمان تنظیم را در حین شکل دهی 15٪ -20٪ کاهش دهد.