تولید لوله جوشکاری مقاومت الکتریکی (ERW) با یک معاوضه مهم روبرو است: افزایش سرعت تولید اغلب صافی لوله را مختل می کند، با این حال هر دو برای کارایی صنعتی و کیفیت محصول ضروری هستند. وقتی سرعت افزایش مییابد، چالشها در چند مرحله ظاهر میشوند: باز کردن سریعتر سیم پیچ فلزی و تغذیه میتواند کشش ناهمواری ایجاد کند و منجر به جابجایی جانبی در نوار فلزی شود. در طول فرآیند شکلدهی، سرعتهای بالاتر زمان شکلگیری تدریجی نوار به شکل استوانهای را کاهش میدهد و خطر ضخامت دیواره ناهموار یا «بیضیشدن» (مقاطع غیر دایرهای) را افزایش میدهد. علاوه بر این، چرخههای جوشکاری و خنکسازی سریعتر ممکن است باعث توزیع نابرابر گرما شود - گرمای بیش از حد موضعی یا خنکشدن ناقص میتواند باعث ایجاد تنشهای داخلی شود که پس از برش لوله به صورت خم شدن یا تاب برداشتن ظاهر میشود. برای صنایعی مانند ساختوساز (لولههای ساختاری) یا حمل و نقل سیال (لولههای خط لوله)، حتی انحرافات جزئی صافی (بیش از 1 میلیمتر در هر متر) لولهها را غیرقابل استفاده میکند، و شناسایی ویژگیهای آسیاب که این تضاد سرعت و صافی را حل میکند ضروری میسازد.
برای حفظ صافی و در عین حال تسریع تولید، آسیاب لوله ERW اینها بر دو ویژگی کلیدی جابجایی و تغذیه سیم پیچ تکیه می کنند: سیستم های باز کردن سیم پیچ کنترل شده با تنش و واحدهای تسطیح نواری دقیق. سیم پیچ های کنترل شده با تنش از حسگرهای خودکار و ترمزهای هیدرولیک برای حفظ تنش ثابت در سراسر سیم پیچ فلزی در حین باز شدن آن استفاده می کنند - حتی با سرعت 60 متر در دقیقه. این از "مار" شدن نوار (حرکت پهلو به پهلو) یا کشش ناهموار جلوگیری می کند، که در غیر این صورت باعث ناهماهنگی در هنگام شکل گیری می شود. واحدهای تسطیح نوار دقیق، مجهز به سیستم های چند رول (12-24 رول)، نوار فلزی را قبل از شکل گیری صاف می کنند. این رولها فشار یکنواختی را اعمال میکنند تا تنشهای پسماند را از ذخیرهسازی سیمپیچ حذف کنند (مثلاً «مجموعه سیمپیچ» که در آن نوار شکل منحنی را حفظ میکند) و اطمینان حاصل میکند که نوار با نمایهای صاف و ثابت وارد بخش شکلدهی میشود. بدون این تراز کردن، شکلدهی با سرعت بالا بینظمیهای نوار موجود را به نقصهای صافی در لوله نهایی تقویت میکند.
بخش شکل دهی - جایی که نوار فلزی مسطح به شکل لوله خم می شود - به سه ویژگی تخصصی برای افزایش سرعت بدون به خطر انداختن صافی نیاز دارد: قالب های شکل دهی پیشرونده چند گذری، نظارت بر شکل در زمان واقعی، و کنترل فشار رول تطبیقی. قالبهای چند پاسی پیشرونده فرآیند شکلدهی را به 8 تا 12 مرحله تدریجی تقسیم میکنند (بهجای خمشهای کمتر و ناگهانیتر)، به فلز اجازه میدهند تا با شکل استوانهای خود در سرعتهای بالا و بدون انباشته شدن تنش تنظیم شود. نظارت بر شکل بلادرنگ از دوربینهای با وضوح بالا و اسکنرهای لیزری برای ردیابی انحنای نوار در هر مسیر شکلگیری استفاده میکند. اگر انحرافات (به عنوان مثال، تراز ناهموار لبه) تشخیص داده شود، سیستم بازخورد فوری برای تنظیم موقعیت قالب ارسال می کند. کنترل فشار رول تطبیقی فشار متغیری را به رولهای شکلدهنده اعمال میکند - به عنوان مثال، افزایش فشار در مناطق مستعد کشش با سرعتهای بالاتر - برای اطمینان از ضخامت دیواره یکنواخت و جلوگیری از بیضیشدن. این ویژگیها با هم، سرعت شکلدهی را تا 80 متر در دقیقه در حالی که صاف بودن را در استانداردهای صنعتی حفظ میکنند (≤0.8 میلیمتر بر متر) ممکن میسازند.
فرآیندهای جوشکاری و پس از جوشکاری برای حفظ صافی بسیار مهم هستند، زیرا گرما یا سرمایش ناهموار می تواند پیشرفت مراحل اولیه را خنثی کند. دو ویژگی کلیدی در اینجا جوشکاری القایی با فرکانس بالا (HFIW) با تنظیم دقیق توان و سیستم های خنک کننده کنترل شده است. HFIW از جریان های الکتریکی با فرکانس بالا (300-500 کیلوهرتز) برای گرم کردن لبه های نوار برای جوشکاری استفاده می کند - برخلاف ERW سنتی، گرمای متمرکز و یکنواخت را ارائه می دهد و منطقه متاثر از گرما (HAZ) را که در آن تنش ها جمع می شود، کاهش می دهد. تنظیم دقیق توان جریان را بر اساس ضخامت و سرعت نوار تنظیم میکند و کیفیت جوش ثابت را بدون گرم شدن بیش از حد تضمین میکند. سیستم های خنک کننده کنترل شده - با استفاده از اسپری های مه پاش یا جت های هوا با سنسورهای دما - لوله جوش داده شده را هنگام خروج از بخش جوش به طور یکنواخت خنک می کند. خنک کننده سریع اما یکنواخت از تاب برداشتن حرارتی جلوگیری می کند. به عنوان مثال، خنک کردن لوله از 800 درجه سانتیگراد به 200 درجه سانتیگراد در 10 تا 15 ثانیه (به جای خنک شدن ناهموار) در یک پروفایل مستقیم قفل می شود. علاوه بر این، برخی از آسیاب ها دارای یک "گذر صاف کننده پس از جوش" با رول های با قطر کوچک هستند که فشار ملایمی را برای اصلاح انحرافات جزئی قبل از برش اعمال می کنند.
تأیید اثربخشی این ویژگی ها مستلزم ترکیبی از آزمایش درون خطی و بررسی کیفیت آفلاین است. تست درون خطی از حسگرهای یکپارچه استفاده میکند: صافی سنجهای لیزری انحراف لوله را در زمان حرکت در آسیاب (نمونهگیری هر 0.5 ثانیه) اندازهگیری میکنند تا اطمینان حاصل شود که صافی در محدوده حداکثر سرعت باقی میماند. سنسورهای کشش در بخش تغذیه کشش ناهموار را کنترل میکنند، در حالی که دوربینهای تصویربرداری حرارتی نقاط داغ را در ناحیه جوشکاری که میتواند نشاندهنده گرمایش ناهموار باشد، بررسی میکنند. بررسی های خارج از خط شامل برش لوله های نمونه (هر 500 متر تولید) و اندازه گیری صافی آنها با استفاده از یک میز صافی دقیق است - این نیمکت از نشانگرهای شماره گیری برای تشخیص انحرافات در طول لوله استفاده می کند. علاوه بر این، ضخامت سنج های دیوار (التراسونیک یا مبتنی بر لیزر) تأیید می کنند که ضخامت در سرعت های بالا یکنواخت باقی می ماند، زیرا ضخامت ناهموار پیش درآمدی برای مشکلات صافی است. تنها زمانی که تست های درون خطی و آفلاین سرعت و صافی ثابت را تایید کنند، می توان ویژگی های آسیاب را موثر در نظر گرفت.
حتی پیشرفته ترین ویژگی های آسیاب برای حفظ عملکرد خود نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند. سه روش کلیدی حیاتی هستند: کالیبراسیون دوره ای رول ها و قالب ها، تمیز کردن و بازرسی اجزای جوشکاری، و روانکاری سیستم های کنترل کشش. رول ها و قالب ها باید هر 1000 ساعت کارکرد کالیبره شوند - سایش یا ناهماهنگی (حتی 0.1 میلی متر) می تواند باعث شکل گیری ناهموار در سرعت های بالا شود. این کالیبراسیون شامل اندازه گیری موازی رول و تنظیم موقعیت قالب برای مطابقت با ضخامت نوار است. اجزای جوشکاری (به عنوان مثال، سیم پیچ های القایی، نوک الکترود) به تمیز کردن هفتگی برای حذف زباله های فلزی نیاز دارند، که می تواند توزیع گرما را مختل کند و منجر به جوش های ناهموار شود. سیستم های کنترل کشش - از جمله ترمزهای هیدرولیک و سنسورها - برای جلوگیری از نوسانات تنش ناشی از اصطکاک به روغن کاری ماهانه با گریس با دمای بالا نیاز دارند. علاوه بر این، تعویض رول های تراز کننده نوار فرسوده هر 3000 ساعت، صاف شدن مداوم نوار فلزی را تضمین می کند. نادیده گرفتن این شیوهها میتواند باعث کاهش ویژگیها در طول زمان شود، و اپراتورها را مجبور به کاهش سرعت برای حفظ صافی کند و کارایی آسیاب را تضعیف کند..