Materijalna osnova: ASTM A179 cijev
Osnovna cijev za vruću ekspanziju je obično bešavna hladno-vučena nisko{1}}ugljična cijev napravljena prema ASTM A179/A179M, standardu za izmjenjivač topline i cijev kondenzatora. Kvalitet je namjerno nizak u ugljiku, 0,06-0,18%, sa manganom 0,27-0,63% i fosforom i sumporom svaki po 0,035% maksimalno. Minimalna vlačna čvrstoća je 325 MPa, minimalna granica popuštanja je 180 MPa, a minimalno istezanje je 35%, uz plafon tvrdoće od 77 HRB za familiju kotlovskih cijevi. Ta kombinacija visokog izduženja i male tvrdoće je ono što čini cijev pogodnom za operaciju formiranja, a ne samo za rad pod pritiskom.
Kako funkcionira push{0}}vruće proširenje
Vruće ekspandiranje tipa push{0}} koristi tri elementa: konusni unutrašnji trn, indukcijski grijač koji okružuje cijev u zoni deformacije i hidraulički potiskivač koji pokreće cijev naprijed. Hladna matična cijev se postavlja preko trna i gura kroz zavojnicu. Kako cijev napreduje, zagrijani dio prolazi preko konusa koji se širi i promjer se progresivno povećava do veličine trna, tako da se zid deformiše i stanji dok metal teče duž konusa.
Mehanizam koji čini proces izvodljivim je kompenzacija protoka metala. Materijal sabijen na unutrašnjem luku teče prema tanjem vanjskom dijelu, što djelomično nadoknađuje stanjivanje stijenke uzrokovano povećanjem promjera. Bez tog protoka, ekspanzija bi istanjila zid u direktnoj proporciji sa povećanjem prečnika i gotova cijev ne bi ispunila pritisak za koji je naručen.
Parametri procesa koji kontrolišu kvalitet
| Parametar | Učinak na proizvod |
|---|---|
| Omjer ekspanzije | Postavlja početni promjer matične cijevi i količinu stanjivanja stijenke koju treba kompenzirati |
| Temperatura indukcijskog grijanja | Kontroliše napon protoka; prenizak i metal se trga, previsok i rast zrna smanjuje žilavost |
| Brzina guranja | Kontrolira vrijeme namakanja u zagrijanoj zoni i stoga ujednačenost temperature po obodu |
| Ugao konusa trna | Kontrolira brzinu deformacije po jedinici dužine i završnu obradu proširene sekcije |
| Dužina gredice i položaj zaustavljanja | Kontrolira dužinu proširenog dijela i prijelaznu zonu |
Omjer ekspanzije je najvažniji jedini broj. To je omjer gotovog vanjskog prečnika i osnovnog vanjskog prečnika. Radionička praksa za ugljični čelik drži ovaj omjer u umjerenom opsegu, jer mehanizam kompenzacije gubi na djelotvornosti kako se omjer povećava i stanjivanje stijenke se više ne može oporaviti. Kada je potreban veliki korak-prečnika, sigurnije je odrediti deblji matični zid i prihvatiti težu gotovu cijev nego gurati tanku matičnu cijev kroz agresivno proširenje.
Dimenzioniranje, tolerancije i alati
Budući da se set alata sastoji samo od trna, cijevi i učvršćenja za lociranje, proces se brzo pretvara između veličina. Glave jezgra se mogu zamijeniti za više-specifikacija, male serije i kratko vrijeme isporuke, zbog čega je vruće ekspandirana cijev uobičajena za ne-standardne veličine izmjenjivača topline. Zamjena-je u tome što tolerancije prečnika i debljine stijenke moraju biti dogovorene na crtežu: prošireni presjek se ponaša drugačije od hladno-izvučenog osnovnog dijela, a prijelaznoj zoni između proširenih i neproširenih dijelova potrebna je definirana dužina ako se cijev treba umotati u cijev.
Inspekcija gotove proširene cijevi
Debljina stijenke gotove cijevi se kontrolira ultrazvučnim mjerenjem na definiranim pozicijama, jer se provjerom promjera ne može otkriti lokalna tanka tačka. Mehaničkim ispitivanjem se potvrđuje da zatezna čvrstoća, granica popuštanja, istezanje i tvrdoća ostaju unutar zahtjeva ASTM A179/A179M nakon termičkog ciklusa, a ispitivanje bez razaranja je ili hidrostatsko ili ispitivanje vrtložnim strujama prema općim zahtjevima ASTM A1016/A1016M. Pravost i ovalnost se mjere nakon hlađenja, jer na oba utječu termički ciklus i ograničenje primijenjeno tokom guranja.
Često postavljana pitanja
Q:Šta je vruća ekspandirana cijev?
O: Cijev formirana guranjem hladno-izvučene matične cijevi preko konusnog trna dok indukcioni kalem zagrijava zonu deformacije, povećavajući promjer na definiranu veličinu.
Q:Koji standard pokriva matičnu cijev?
O: ASTM A179/A179M za bešavne hladno-vučene nisko{3}}ugljične izmjenjivače topline i kondenzatorske cijevi, sa općim zahtjevima ASTM A1016/A1016M.
Q:Zašto se debljina zida mijenja tokom širenja?
O: Povećanjem prečnika rasteže se obim i tanji zid; dio gubitka se nadoknađuje strujanjem metala duž konusa trna, ali kompenzacija je nepotpuna.
Q:Koja je minimalna dužina cijevi A179?
O: 35% minimum, sa minimalnom vlačnom čvrstoćom od 325 MPa i minimalnom granom tečenja od 180 MPa, što je ono što omogućava operaciju formiranja.
Q:Kako se provjerava stanjivanje zidova na gotovoj cijevi?
O: Ultrazvučnim mjerenjem debljine stijenke na dogovorenim pozicijama, dopunjenom provjerom dimenzija pravosti i ovalnosti nakon hlađenja.