Arbetsprincipen för kall teckning
Kalldragning minskar tvärsnittet av ett rör genom att dra det genom en form medan metallen är i rumstemperatur. Munstycket ställer in ytterdiametern och en dorn inuti röret ställer in innerdiametern, så de två dimensionerna och väggtjockleken mellan dem styrs alla av verktyg snarare än av ett rullande pass. Eftersom deformationen sker under omkristallisationstemperaturen, hårdnar metallarbetet när det minskar, vilket höjer dess styrka och hårdhet och förbättrar ytfinishen på samma gång.
Två konsekvenser följer direkt av principen. Den första är noggrannhet: en kombination av form och dorn ger samma dimensioner på varje del, så toleransbandet är mycket smalare än vid varmvalsning. Den andra är en gräns för hur mycket som kan göras i ett pass, eftersom ett hårt härdat rör förlorar duktilitet och kommer att spricka innan det når nästa stans. Mellanglödgning infogas närhelst den ackumulerade reduktionen närmar sig den gränsen, vilket är anledningen till att en kalldragen produkt beskrivs av dess ritningsschema.
Processsekvens
Val och inspektion av moderrör: en varmvalsad sömlös ihålighet av lämplig storlek, kvalitet och vägg väljs så att den erforderliga minskningen är möjlig.
Värmebehandling och avkalkning: hålet kan glödgas för att mjuka upp det och dess ytbeläggning avlägsnas genom betning i syra eller genom kulblästring.
Kemisk ytbehandling: en fosfatkonverteringsbeläggning och en smörjmedels- eller tvålfilm appliceras så att röret bär smörjmedel in i formen och metallen inte fastnar mot verktyget.
Kalldragning: den spetsiga röränden greppas och dras genom formen över en dorn på en dragbänk, eller så kallvalsas röret i en pilgerkvarn för tyngre reduktioner.
Mellanglödgning: tillämpas där den totala reduktionen måste delas över flera passager, vilket återställer duktiliteten före nästa dragning.
Slutlig värmebehandling: ljus glödgning i en skyddande atmosfär används där en oxidfri yta krävs, och en avspänningsbehandling används där dimensionsstabilitet spelar roll.
Rätning, skärning och slutbehandling: röret rätas ut, kapas till fast längd och ändarna är vända eller avfasade enligt ritningen.
Slutinspektion: dimensionskontroller, virvelströms- eller ultraljudsprovning, hydrostatisk eller lufttrycksprovning och visuell inspektion av hålet, följt av märkning och skydd.
Ritmetoder och vad de förändrar
| Metod | Effekt på röret |
|---|---|
| Sjunker utan dorn | Minskar ytterdiametern medan väggen tjocknar; används för mellandimensionering snarare än slutlig noggrannhet |
| Dra över en fast plugg eller dorn | Styr innerdiametern då utsidan reduceras, vilket ger den bästa väggkontrollen och är grunden för precisionsrörstillverkning |
| Rita över en flytande plugg | Enklare verktyg med bra inre diameterkontroll, används flitigt för små och medelstora storlekar |
| Rörlig dornritning | Dornen färdas med röret, vilket minskar friktionen och tillåter tyngre reduktioner per passage |
| Kall pilgering | Rullar snarare än drar röret, vilket ger mycket stora minskningar med bra yta och tät väggkontroll |
Fastighetsförändringar producerade av Cold Work
Kalldragning höjer sträck- och draghållfastheten, sänker töjningen och ökar den inre spänningsnivån i röret. Storleken på förändringen beror på reduktionen och på halten, så ett draget rör och dess glödgade motsvarighet av samma kvalitet är inte utbytbara i en hållfasthetsberäkning. Röret levereras normalt i ett definierat leveranstillstånd: kalldragen och glödgad, kalldragen och spänningsavlastad, eller kalldragen som levererad. Leveransvillkoret måste därför anges i förfrågan, eftersom det fixar de mekaniska egenskaperna som ska certifieras.
Dragoperationen förbättrar också hålet. Formen och dornen ger en slät yta med en kontrollerad grovhet, minskar väggexcentriciteten som ärvts från moderröret och förbättrar rakheten. Det är dessa egenskaper som gör att ett kalldraget sömlöst rör lämpar sig för hydrauliska fat, instrumentledningar och värmeväxlarrör, där hålet är en funktionell yta.
Kvalitetskontrollpunkter och vanliga defekter
Väggexcentricitet och variation i innerdiametern, som följer av moderrörets kvalitet och från inriktningen av formen och dornen.
Inre repor, varv och-upptagningsmärken orsakade av otillräcklig smörjning eller en sliten dorn.
Tvärsprickning i den dragna änden, vilket indikerar att minskningen per passage översteg den tillgängliga duktiliteten.
Kvarstående stress och förlust av rakhet efter skärning, kontrollerad av avspänningsbehandling och genom korrekt uträtning.
Ytavkolning eller oxid, kontrollerad av atmosfären i glödgningsugnen.
Inspektion för dessa defekter utförs med dimensionsmätare, go och no go pluggmätare, virvelströms- eller ultraljudstestning för vägg- och defektdetektering samt hydrostatisk eller lufttrycksprovning där tryckintegritet är en del av kravet. Uppgifterna kan spåras till moderrörets värmenummer och till ritningsschemat som används, så att de mekaniska egenskaperna certifierade för det färdiga röret kan spåras tillbaka genom processen.
FAQ
F: Gör kalldragning stålet starkare?
Ja, genom arbetshärdning. Sträck- och draghållfastheten ökar med mängden reduktion och töjningsfall, varför leveransvillkoret måste specificeras och certifieras.
F: Varför behövs glödgning mellan ritningspassen?
Varje pass förbrukar duktilitet. När den ackumulerade reduktionen skulle lämna röret för hårt eller för sprött för nästa passage, återställer en glödgning duktiliteten och tillåter ytterligare reduktion.
F: Vad är fördelen med ett kalldraget rör framför ett varmvalsat?
Snävare diameter och väggtoleranser, bättre koncentricitet, slätare borrning och bättre ytfinish, allt detta minskar bearbetningen och förbättrar rörets prestanda som maskinelement.
F: Är ett kalldraget sömlöst rör alltid glödgat i slutet?
Nej. Det slutliga leveransvillkoret beror på applikationen och både glödgade och som ritade villkor levereras. Ett spänningsavlastat tillstånd används också där dimensionsstabilitet är kritisk.
F: Vilka standarder gäller för kalldragna sömlösa rör?
GB/T 3639 för kalldragna eller kallvalsade precisionssömlösa stålrör, EN 10305-1 för sömlösa kalldragna rör och ASTM A519 för mekaniska rör, med sömlösa kvaliteter som även täcker A179, A192 och A213 för värmeväxlare och pannservice.
F: Vad orsakar sprickor i änden av ett draget rör?
En överdriven minskning per passage i förhållande till materialets duktilitet, eller en ofullständig glödgning. Att minska passreduktionen eller lägga till en glödgning tar bort problemet.
