Le processus de laminage à froid des-tubes ronds laminés à froid est une étape clé pour déterminer la précision, la qualité de surface et les propriétés mécaniques des tubes. Trois domaines clés nécessitent une attention particulière : la stabilité dimensionnelle, la prévention et le contrôle des défauts de surface et le contrôle des contraintes de roulement. Ceux-ci peuvent être décomposés selon les six points clés suivants.
1. Contrôle de la précision dimensionnelle : éviter les tolérances excessives et garantir la cohérence
L’objectif principal du laminage à froid est de rouler le tube jusqu’au diamètre extérieur et à l’épaisseur de paroi cibles. Un contrôle dimensionnel inapproprié entraînera directement le rejet du produit fini. Trois points clés nécessitent une attention particulière :
Écart de rouleau et étalonnage de la pression
Problèmes : écart de rouleau excessif (entraînant un diamètre extérieur plus épais) ou trop petit (entraînant un diamètre extérieur plus fin) et pression inégale (entraînant une paroi plus épaisse d'un côté et une paroi plus fine de l'autre). Solution : Avant le laminage, l'écartement des rouleaux doit être calibré à l'aide d'un « tube d'échantillon standard » pour garantir une erreur d'écartement inférieure ou égale à 0,01 mm. Après avoir roulé tous les 100 tubes, le diamètre extérieur est surveillé en temps réel à l'aide d'une « jauge de diamètre en ligne ». Si l'écart dépasse ±0,05 mm, la machine est immédiatement arrêtée et la pression du rouleau ajustée pour garantir la cohérence dimensionnelle sur l'ensemble du lot.
Contrôle de la stabilité de la tension
Problèmes : Trop peu de tension (les tubes ont tendance à se plier, l'ovalité est hors tolérance et la rondeur peut dépasser 0,8 % du diamètre extérieur) ; trop de tension (les tubes ont tendance à être étirés, ce qui entraîne un amincissement des parois et même des fissures de « striction »).
Solution : définissez une tension appropriée en fonction du matériau et des spécifications du tube (généralement 10-30 MPa pour l'acier doux et 30-50 MPa pour l'acier à haute résistance). Un « capteur de tension » fournit un retour de tension en temps réel et un servomoteur ajuste dynamiquement la tension pour garantir une plage de fluctuation de tension inférieure ou égale à ± 5 %. Allocation de laissez-passer glissants
Problème : Une déformation excessive en un seul passage (plus de 20 %) peut facilement conduire à des « fissures de roulement » ou des « rides » sur la surface du tuyau. Un nombre trop faible de passes (déformation concentrée) peut augmenter l'écrouissage ultérieur et réduire la ténacité des tuyaux.
Solution : Élaborer un plan de passe basé sur la plasticité du matériau. L'acier à faible-carbone (comme le Q235) peut être laminé en 3-5 passes, avec une seule déformation de 15 % à 20 %. L'acier à haute résistance (tel que le Q275) nécessite 5 à 8 passes, avec une seule déformation de 10 à 15 %, pour atteindre progressivement la taille souhaitée. II. Contrôle de la qualité des surfaces : évitez les défauts et assurez une finition lisse
Les tubes laminés à froid-ont des exigences de qualité de surface extrêmement élevées (par exemple, les tubes automobiles nécessitent un Ra inférieur ou égal à 3,2 μm). Le non-respect des soins appropriés pendant le processus de laminage peut facilement entraîner des défauts de surface irréversibles :
Propreté et usure de la surface des rouleaux
Problème : Huile et tartre sur la surface du rouleau (qui s'enfoncent dans la surface du tube, formant des « empreintes » ou des « piqûres ») ; Usure des rouleaux après-utilisation à long terme (provoquant des "rayures" sur la surface du tube et augmentant la rugosité jusqu'à un Ra supérieur ou égal à 6,3 μm).
Solution : Essuyez la surface du rouleau avec des lingettes imbibées d'alcool avant de rouler pour vous assurer qu'elle est exempte d'impuretés. Inspectez l’usure du rouleau tous les 500 tubes roulés. Si la rugosité de la surface dépasse Ra 0,8 μm, remplacez ou re-polissez immédiatement le rouleau. Prétraitement de surface des matières premières
Problèmes : Décapage incomplet des matières premières (calcaire d'oxyde résiduel à la surface, qui tombe lors du laminage, entraînant des « piqûres » sur la surface du tuyau) ; dégraissage incomplet (huile résiduelle en surface, qui carbonise à haute température lors du laminage, formant des « points noirs »).
Solution : Avant de rouler, échantillonnez la surface de la matière première pour vous assurer qu'elle est exempte de tartre d'oxyde et d'huile (utilisez une lingette de gaze blanche pour vous assurer qu'il n'y a pas de taches noires). Si le prétraitement s'avère insatisfaisant, un nouveau décapage et un dégraissage sont nécessaires pour empêcher des matières premières non qualifiées d'entrer dans le processus de laminage.
Lubrification des roulements
Problèmes : Lubrifiant insuffisant ou de type inapproprié (friction accrue entre le tuyau et les rouleaux, provoquant facilement des « rayures » sur la surface) ; des résidus excessifs de lubrifiant rendent le nettoyage ultérieur difficile et affectent la finition de la surface. Solution : Choisir un lubrifiant spécialisé pour laminage à froid en fonction du matériau (huile minérale pour l'acier doux, extrême pression pour l'acier inoxydable). Appliquer le lubrifiant uniformément à l'aide d'un système de pulvérisation, en assurant une couverture de 5 à 10 g/m². Contrôlez également la vitesse de roulement (généralement 5 à 15 m/min) pour éviter la dégradation du lubrifiant due aux températures élevées.
III. Contrôler les contraintes de roulement et la déformation : éviter les fissures et garantir les propriétés mécaniques
Le laminage à froid est une forme de « travail à froid » qui produit un écrouissage et des contraintes internes. Un contrôle inapproprié peut facilement entraîner des fissures ou des propriétés mécaniques inégales dans le tuyau.
Calendrier et paramètres de recuit intermédiaire
Problème : le recuit n'est pas effectué dans les délais (après 2-3 passes de laminage, la dureté du tuyau augmente au-dessus de HB180, ce qui rend la poursuite du laminage plus sujette aux fissures longitudinales) ; La température de recuit est trop basse (en dessous de 600 degrés, les contraintes internes ne sont pas complètement éliminées et le laminage ultérieur peut encore provoquer une déformation). Solution : effectuez un recuit intermédiaire tous les 2-3 passages de laminage pour l'acier à faible teneur en carbone et tous les 1 à 2 passages de laminage pour l'acier à haute résistance. Contrôlez strictement la température de recuit (650-700 degrés) et le temps de maintien (1-2 heures) pour garantir que la dureté du tuyau descend en dessous de HB120 après le recuit et que la ténacité est restaurée.
Vitesse de roulement et refroidissement
Problème : Vitesse de laminage excessive (supérieure à 15 m/min, provoquant une génération excessive de chaleur de friction entre le tuyau et les rouleaux, avec des températures locales dépassant 100 degrés, conduisant à un « écrouissage thermique » et à des propriétés mécaniques inégales) ; absence de système de refroidissement (accumulation de chaleur, augmentation de la température des rouleaux et risque « d'usure thermique »).
Solution : Réglez la vitesse en fonction des spécifications du tuyau (5-10 m/min pour les tuyaux à paroi mince-, 10-15 m/min pour les tuyaux à paroi épaisse). Utilisez un système de refroidissement par eau pour refroidir les rouleaux et les tuyaux, en veillant à ce que la température du tuyau reste inférieure ou égale à 50 degrés pendant le laminage afin d'éviter toute déformation thermique. Contrôle de la qualité des matériaux entrants
Problème : Les défauts internes de la matière première (tels que le relâchement ou les inclusions) peuvent se développer pendant le laminage, entraînant un délaminage ou une fissuration à l'intérieur du tuyau, le rendant susceptible de fuir lors des tests hydrostatiques ultérieurs.
Solution : Avant le laminage, effectuez des tests par courants de Foucault ou par ultrasons sur la matière première pour identifier les défauts internes. Pour les tuyaux critiques (tels que les conduites d'huile à haute-pression), une inspection à 100 % est requise pour garantir que la matière première est exempte de défauts internes avant d'entrer dans le processus de laminage.
IV. Spécifications d’équipement et de fonctionnement : éviter les accidents et assurer la stabilité
Outre les paramètres du procédé, l'état de l'équipement et les spécifications de fonctionnement peuvent également affecter les résultats de laminage. Deux points clés nécessitent une attention particulière :
Entretien quotidien de l'équipement
Problème : Usure des roulements à rouleaux (provoquant une rotation instable des rouleaux et l'apparition de marques en spirale dans le tuyau) ; système de transmission desserré (provoquant des fluctuations de la vitesse de roulement et une épaisseur de paroi inégale). Solution : Vérifiez le jeu des roulements à rouleaux (doit être inférieur ou égal à 0,02 mm) et l'engrènement des engrenages de transmission avant de démarrer la machine quotidiennement. Lubrifier et entretenir l'équipement chaque semaine. Si un bruit ou une vibration anormal est détecté, arrêtez immédiatement la machine pour inspection afin d'éviter de fonctionner avec le problème.
Compétences des opérateurs
Problème : Les opérateurs ne maîtrisaient pas les techniques d'ajustement des paramètres (par exemple, ajustement excessif de la pression du rouleau en cas d'écart dimensionnel, entraînant un "sur-roulage" du tuyau et une épaisseur de paroi excessive). Les procédures d'intervention d'urgence étaient inadéquates (par exemple, incapacité à arrêter rapidement la machine lorsque des rayures superficielles se produisaient, ce qui entraînait des lots de tuyaux défectueux).
Solution : Proposer une formation préalable-aux opérateurs, les obligeant à maîtriser la relation entre "l'écart dimensionnel et l'ajustement des paramètres" (par exemple, si le diamètre extérieur est trop grand de 0,1 mm, réduisez la pression du rouleau de 5 MPa). Élaborer un plan d'urgence qui définit clairement le processus d'arrêt en cas de défauts de surface et d'écarts dimensionnels afin d'éviter d'autres pertes.