Kiểm soát độ chính xác kích thước cho ống liền mạch bằng thép không gỉ

“Độ chính xác về kích thước” nghĩa là gì đối với ống liền mạch bằng thép không gỉ

Độ chính xác về kích thước không phải là một con số. Đó là một tập hợp các điều khiển liên quan nhằm xác định xem đường ống có được lắp ráp chính xác và đáp ứng các tính toán thiết kế hay không.

Các kích thước quan trọng nhất

• Đường kính ngoài (OD): bộ truyền động được lắp với các phụ kiện, mặt bích, kẹp và giá đỡ ống.
• Độ dày thành (t): điều khiển khả năng chịu áp lực, khả năng chống ăn mòn và tính nhất quán của quá trình chuẩn bị mối hàn.
• Hình bầu dục (không tròn): ảnh hưởng đến chỗ đệm đệm và căn chỉnh hàn tự động.
• Độ thẳng: tác động đến việc lắp đặt, căn chỉnh ống cuộn và mức độ tập trung ứng suất tại các điểm hỗ trợ.
• Chiều dài và độ vuông góc cuối/hình học góc xiên: ảnh hưởng đến hiệu quả chế tạo và chất lượng mối hàn.

Độ chính xác được kiểm soát theo tiêu chuẩn chứ không phải “nỗ lực hết mình”

Kích thước danh nghĩa giống nhau có thể có các biến thể cho phép khác nhau tùy thuộc vào tiêu chuẩn (và đôi khi là dạng sản phẩm, chẳng hạn như ống và ống). Một kế hoạch kiểm soát chặt chẽ bắt đầu bằng việc xác định cơ sở dung sai kích thước có thể áp dụng, sau đó xây dựng các bước sản xuất và kiểm tra xung quanh cơ sở đó.

Mục tiêu dung sai mà nhà máy kiểm soát (với bảng tham khảo nhanh)

Kiểm soát kích thước tốt bắt đầu bằng cách chuyển thông số kỹ thuật sang giới hạn OD và tường bằng số cho từng kích thước. Bảng dưới đây tổng hợp các khung dung sai được tham chiếu phổ biến được sử dụng cho đặt hàng ống không gỉ và ống liền mạch.

Ví dụ hoạt động: chuyển đổi kích thước danh nghĩa thành giới hạn đạt/không đạt

Giả sử một đường ống được mô tả là 4 NPS SCH 40 với OD danh nghĩa là 114,3 mm và bức tường danh nghĩa của 6,02 mm .

• Nếu được điều khiển trong dải OD loại ASTM A999 trong phạm vi ~ 48–114 mm, cửa sổ OD xấp xỉ 114,3 ± 0,79 mm , tức là, 113,51 đến 115,09 mm .
• Độ dày thành tối thiểu tại bất kỳ điểm nào là 6,02 × (1 - 0,125) = 5,27 mm . Ống có thể dày hơn danh nghĩa nhưng không được giảm xuống dưới mức tối thiểu này ở bất kỳ vị trí nào.

Bước chuyển đổi này rất quan trọng vì nó xác định các điểm đặt cho kích thước máy nghiền, ngưỡng cảnh báo cho các thiết bị đo trong quá trình và giới hạn chấp nhận được sử dụng trong quá trình kiểm tra cuối cùng.

Kiểm soát quy trình giúp giữ OD và độ dày thành mục tiêu

Ống liền mạch bằng thép không gỉ thường được hình thành thông qua gia công nóng (xuyên thủng và kéo dài) và sau đó định cỡ thông qua các hoạt động thu nhỏ/định cỡ. Độ chính xác về kích thước phụ thuộc vào việc kiểm soát hình dạng dụng cụ, nhiệt độ và tỷ lệ biến dạng ở từng giai đoạn.

Kiểm soát ngược dòng: phôi thép, gia nhiệt và ổn định xuyên thấu

• Chất lượng phôi và định tâm: phôi lệch tâm tạo ra độ dày thành lệch tâm sau khi xuyên qua, rất khó điều chỉnh hoàn toàn ở hạ lưu.
• Gia nhiệt đồng đều: độ dốc nhiệt độ làm tăng hình bầu dục và sự biến đổi của thành vì mặt nóng hơn dễ biến dạng hơn.
• Thiết lập mũi khoan (vị trí phích cắm/trục gá, khe hở cuộn, bôi trơn): những yếu tố này xác định đường kính ngoài ban đầu của vỏ và phân bố thành, thiết lập đường cơ sở cho việc định cỡ sau này.

Kiểm soát giữa dòng: hoạt động kéo dài và định cỡ

Hầu hết sự điều chỉnh kích thước xảy ra trong quá trình kéo dài (giảm thành/kéo dài) và định cỡ (đưa OD về dung sai và cải thiện độ tròn). Kế hoạch kiểm soát hiệu quả thường bao gồm:

• Giới hạn độ mòn của dụng cụ và khoảng thời gian thay đổi để định cỡ các cuộn và trục gá (mòn làm dịch chuyển đường kính ngoài và tăng độ ôvan).
• Tỷ lệ giảm được kiểm soát (giảm quá mạnh có thể khuếch đại hình bầu dục hoặc tạo ra độ dày lệch).
• Căn chỉnh và hiệu chỉnh khoảng cách cuộn khi khởi động và sau bất kỳ sự can thiệp bảo trì nào.

Xử lý nhiệt và tác động kích thước của nó

Ủ dung dịch và làm thẳng sau đó có thể thay đổi kích thước thông qua sự giãn nở/co lại nhiệt và giảm ứng suất dư. Kiểm soát kích thước được cải thiện khi các nhà máy:

• Áp dụng các mức cho phép kích thước có thể dự đoán được trước khi ủ, dựa trên trạng thái co ngót trước đây đối với phạm vi kích thước và hợp kim.
• Sử dụng các đường chuyền duỗi thẳng có kiểm soát để đạt được các mục tiêu về độ thẳng mà không tạo lại hình bầu dục.

Đo lường trong quá trình và SPC: cách các nhà máy ngăn chặn sự trôi dạt

Đo lường chỉ mang tính “kiểm soát” khi nó kích hoạt hành động. Các hoạt động hoạt động hiệu quả nhất sẽ xác định vị trí cần đo lường, tần suất đo lường và những điều chỉnh nào được phép thực hiện trước khi sản phẩm gặp rủi ro.

Trường hợp độ chính xác được đo trong quá trình sản xuất

• Sau khi định cỡ/thu nhỏ: điểm kiểm tra chính để kiểm soát OD và độ ôvan.
• Trước và sau khi xử lý nhiệt: được sử dụng để xác nhận sự thay đổi kích thước và điều chỉnh kích thước cho phép.
• Sau khi làm thẳng: dùng để xác nhận độ thẳng mà không đẩy đường kính ngoài/độ ovan vượt quá giới hạn cho phép.

Một kế hoạch phản ứng SPC thực tế (“kiểm soát tốt” trông như thế nào)

1. Xác định mục tiêu (danh nghĩa) và giới hạn kiểm soát (nội bộ) chặt chẽ hơn giới hạn thông số kỹ thuật (bên ngoài).
2. Xu hướng OD và độ dày thành cho mỗi nhiệt/lô và mỗi thay đổi thiết lập (thay đổi dụng cụ, điều chỉnh khoảng cách cuộn, thay đổi tốc độ).
3. Nếu các phép đo tiến tới giới hạn cảnh báo bên trong, hãy điều chỉnh kích thước khoảng cách cuộn, vị trí trục gá hoặc cửa sổ nhiệt độ xử lý (như được quy trình của nhà máy cho phép) trước khi xảy ra sự không phù hợp.
4. Nếu các phép đo vượt qua giới hạn hành động nội bộ, cách ly các chiều dài bị ảnh hưởng, hãy thực hiện kiểm tra lại 100% đối với đặc tính có nguy cơ và ghi lại hành động khắc phục (dụng cụ, căn chỉnh, nhiệt độ hoặc điểm đặt của người vận hành).

Tính toàn vẹn của phép đo: ngăn ngừa “điều khiển sai”

Việc kiểm soát kích thước bị suy yếu khi các thước đo không thể so sánh được giữa các ca hoặc đường dây. Một chương trình mạnh mẽ bao gồm các khoảng thời gian hiệu chuẩn được kiểm soát, các vị trí đo nhất quán (bao gồm nhiều điểm xung quanh chu vi để xác định độ bầu dục) và các kỳ vọng về độ lặp lại của máy đo được ghi lại.

Kiểm tra lần cuối: độ chính xác về kích thước được xác minh và chấp nhận như thế nào

Kiểm tra cuối cùng chuyển tiêu chuẩn thành quyết định phát hành. Bước này thường xác minh OD, quy tắc tối thiểu của tường, độ bầu dục/độ tròn, độ thẳng và dung sai chiều dài.

Logic chấp nhận phổ biến được sử dụng cho ống không gỉ

• chấp nhận OD : so sánh OD đo được (bao gồm hành vi độ tròn như được xác định bởi khung dung sai) với biến thể OD cho phép đối với dải kích thước đó.
• Chấp nhận tường : xác nhận bức tường tối thiểu không lớn hơn 12,5% dưới danh nghĩa tại bất kỳ thời điểm nào; điều tra các mô hình dưới tường có hệ thống hơn là các bài đọc riêng lẻ.
• Cân nhắc về độ bầu dục của tường mỏng : các sản phẩm có thành mỏng có thể có thêm các quy tắc về độ bầu dục; xác nhận cách xác định và đo độ bầu dục cho đơn hàng.
• Độ thẳng và chiều dài : xác minh đây là những đặc điểm riêng biệt vì đường ống có thể đáp ứng OD/tường nhưng không đạt yêu cầu lắp đặt nếu nó bị cong hoặc vượt quá dung sai chiều dài cắt.

Tại sao độ dày thành tối thiểu được xử lý khác với OD

Dung sai OD thường giới hạn cả sự thay đổi trên và dưới, trong khi độ dày thành thường được kiểm soát theo quy tắc tối thiểu tại bất kỳ điểm nào. Đây là lý do tại sao các chương trình kiểm tra tập trung vào việc xác định các vị trí mỏng nhất (không chỉ độ dày thành trung bình) và tại sao các nhà máy lại nhấn mạnh việc kiểm soát độ lệch tâm ngược dòng trong quá trình xuyên thấu và kéo dài.

Các vấn đề kích thước điển hình và hành động khắc phục

Khi ống liền mạch bằng thép không gỉ bỏ lỡ mục tiêu kích thước, nguyên nhân gốc rễ thường có tính hệ thống và có thể lặp lại. Việc xác định mẫu nhanh chóng làm giảm phế liệu và bảo vệ lịch trình giao hàng.

OD quá khổ/quá khổ

• Các nguyên nhân có thể xảy ra: trôi khe hở cuộn, mài mòn dụng cụ, nhiệt độ không nhất quán hoặc thiết lập không khớp với dải kích thước mục tiêu.
• Hành động khắc phục: hiệu chỉnh lại các giá đỡ kích thước, thay thế các cuộn/trục bị mòn, ổn định cửa sổ gia nhiệt và đặt lại điểm đặt mục tiêu bằng cách sử dụng dữ liệu xu hướng gần đây.

Hình bầu dục quá mức (không tròn)

• Các nguyên nhân có thể xảy ra: biến dạng không đồng đều, sai lệch về kích thước, độ nhạy của thành mỏng hoặc bị làm thẳng quá mức.
• Hành động khắc phục: xác minh sự căn chỉnh, giảm độ biến dạng mạnh mẽ, thắt chặt kiểm tra độ ôvan trong quá trình và điều chỉnh phương pháp làm thẳng để tránh tạo lại hình bầu dục cho mặt cắt.

Tường thấp (dưới độ dày) và độ lệch tâm

• Các nguyên nhân có thể xảy ra: xuyên tâm lệch tâm, đặt sai trục tâm, vấn đề định tâm phôi hoặc dòng chảy kim loại/bôi trơn không nhất quán.
• Hành động khắc phục: tập trung vào thượng nguồn—định tâm, ổn định xuyên thấu, kiểm soát trục gá—vì kích thước hạ lưu không thể “bổ sung lại” thành bị thiếu một cách đáng tin cậy ở điểm mỏng nhất.

Danh sách kiểm tra của người mua: cách chỉ định và xác minh độ chính xác về kích thước

Nếu bạn muốn độ chính xác về kích thước nhất quán, hãy chỉ định rõ ràng khung dung sai và căn chỉnh nó với ứng dụng (dịch vụ áp lực, dịch vụ vệ sinh, các dự án nặng về chế tạo, v.v.).

Những gì cần đưa vào đơn đặt hàng

• Thông số kỹ thuật và cấp độ của sản phẩm (ví dụ: ống liền mạch bằng thép không gỉ theo tiêu chuẩn đã nêu), bao gồm kích thước, lịch trình/tường và chiều dài.
• Cơ sở dung sai kích thước (ví dụ: quy tắc OD/tường theo tiêu chuẩn ASTM A999 hoặc lựa chọn lớp EN ISO 1127).
• Bất kỳ yêu cầu nâng cao nào (lớp OD chặt chẽ hơn, giới hạn độ bầu dục chặt chẽ hơn, độ thẳng đặc biệt, hình học chuẩn bị cuối hoặc phạm vi kiểm tra nâng cao).

Cách xác minh nhanh chóng khi tiếp nhận kiểm định

1. Xác nhận khung dung sai trên MTR/COC phù hợp với PO.
2. Đo OD ở nhiều vị trí đồng hồ để phát hiện xu hướng hình bầu dục.
3. Kiểm tra tường tại nhiều điểm xung quanh chu vi và dọc theo chiều dài để xác định vị trí tường tối thiểu.
4. Kiểm tra tại chỗ độ thẳng và chiều dài cắt ở những nơi có độ nhạy lắp đặt/chế tạo cao.

Điểm mấu chốt: Độ chính xác về kích thước của ống liền mạch bằng thép không gỉ đạt được bằng cách kết hợp các giới hạn dung sai dựa trên thông số kỹ thuật với các biện pháp kiểm soát hình thành/kích thước có kỷ luật, đo lường trong quá trình và hành động khắc phục mang tính quyết định trước khi sản phẩm được kiểm tra lần cuối.