Causas y métodos de control de la tensión residual en tubos de acero sin costura de paredes gruesas

1. Generación de tensión de estirado en frío

Durante el proceso de estirado en frío, los tubos sin costura de paredes gruesas producirán una deformación desigual debido a la tensión adicional, lo que generará una tensión residual después del estirado en frío. Este tubo de acero sin costura de paredes gruesas y alta precisión se usa ampliamente en muchos campos, como tuberías para transportar líquidos o piezas estructurales. Su diseño de sección transversal hueca lo hace relativamente liviano y al mismo tiempo tiene la misma resistencia a la flexión, torsión y compresión, lo que lo convierte en un acero de sección transversal económico.

En el proceso de generación de tensión de estirado en frío, el material metálico en la superficie del tubo de acero sin costura de pared gruesa primero entra en el estado de deformación plástica y su fluidez radial del metal no se ve obstaculizada por la fricción, lo que resulta en una deformación radial desigual a lo largo de la dirección del espesor de la pared. Este fenómeno hace que la resistencia a la tracción natural de la capa superficial del tubo de acero sea significativamente menor que la de la capa interior. Por lo tanto, en la superficie del tubo de acero sin costura de paredes gruesas, las deformaciones de tracción radiales y axiales y las tensiones adicionales alcanzan sus valores máximos; Mientras que en la dirección opuesta, las deformaciones por contracción adicionales y las tensiones de contracción también alcanzan sus valores máximos en el interior de la tubería. Estas tensiones adicionales se convierten en tensiones residuales después de la deformación y permanecen en el tubo. En resumen, la deformación desigual de los tubos de acero sin costura de paredes gruesas después del estirado es la causa principal del aumento de su tensión residual.

2. Proceso de producción y su impacto
El proceso de producción de tubos de acero sin costura de paredes gruesas incluye principalmente el estirado en frío y el laminado en caliente. El proceso de laminación en caliente es relativamente complicado y requiere múltiples pasos, como el moldeo por extrusión con molino de tres rodillos, la inspección de la matriz, la inicialización de la superficie y el corte. Durante este proceso, si aparecen grietas u otros defectos en la superficie del tubo de acero, se cortará con precisión mediante una máquina de corte para garantizar la calidad del producto.

3. Factores e influencias de la tensión residual
La distribución de la tensión residual y el tamaño de los tubos de acero sin costura de paredes gruesas están estrechamente relacionados con su nivel de deformación no uniforme. Esta característica de deformación se atribuye principalmente a las condiciones específicas durante el proceso de estirado en frío, como la falta de soporte del mandril y la diferencia de deformación causada por la variación del espesor de la pared. Durante el proceso de deformación, el material metálico en la superficie interior del tubo de acero sin costura de pared gruesa entra primero en el estado de deformación plástica y su fluidez radial del metal no se ve obstaculizada por la fricción, lo que resulta en una deformación radial desigual a lo largo de la dirección del espesor de la pared. Este fenómeno hace que la resistencia a la tracción natural de la capa superficial del tubo de acero sea significativamente menor que la de la capa interior.

Por lo tanto, en la superficie del tubo de acero sin costura de paredes gruesas, las deformaciones de tracción radiales y axiales y las tensiones adicionales alcanzan sus valores máximos; Mientras que en la dirección opuesta, las deformaciones por contracción adicionales y las tensiones de contracción también alcanzan sus valores máximos en el interior de la tubería. Estas tensiones adicionales se convierten en tensiones residuales después de la deformación y permanecen en el tubo. En resumen, la deformación desigual de los tubos de acero sin costura de paredes gruesas después del estirado es la causa principal del aumento de su tensión residual. Por lo tanto, es necesario explorar métodos que puedan reducir eficazmente la tensión residual y el daño del espacio vertical durante la extracción del tubo.

Read more: Cold Drawn Seamless Tube for Mechanical & Hydraulic or Choosing seamless tubes: cold rolled vs. hot rolled