Soğuk-haddelenmiş yuvarlak boru işleminin özü, sıcak-haddelenmiş ham maddeleri birden fazla haddeleme geçişi ve oda sıcaklığında hassas işleme yoluyla yüksek-hassas, yüksek-yüzey{-kaliteli borulara dönüştürmektir. Tüm süreç, sıcaklığın, yuvarlanma kuvvetinin ve boyutsal doğruluğun sıkı kontrolünü gerektiren "çap küçültme, duvar kalınlığı kontrolü ve kalite iyileştirme" şeklindeki üç hedefe odaklanıyor.
I. Tam Süreç Akış Şeması
Soğuk-haddelenmiş yuvarlak boru üretimi dört ana aşamadan oluşur: "Hammadde Ön İşlemi → Soğuk Haddeleme → Sonraki Son İşlem → Kalite Denetimi" ve toplam sekiz temel adımı kapsar. Detaylı süreç aşağıdaki gibidir:
Hammadde Hazırlama → 2. Asitleme ve Yağ Alma → 3. Soğuk Haddeleme → 4. Ara Isıl İşlem
Son Haddeleme/Soğuk Çekme (Opsiyonel) → 6. Bitmiş Ürün Isıl İşlemi → 7. Bitirme → 8. Kalite Kontrol ve Paketleme
II. Her Aşamadaki Temel Süreçlerin Detaylı Açıklaması
Aşama 1: Hammadde Ön İşlemi - İşleme Temelinin Atılması
Bu aşamanın amacı, ham maddedeki yüzey kusurlarını ortadan kaldırmak ve sonraki haddeleme sırasında "kirlilik teması olmamasını" sağlamak, böylece borunun yüzey kalitesinde herhangi bir bozulmayı önlemektir. Hammadde Seçimi: Öncelikle sıcak-haddelenmiş dikişsiz çelik boru kütükleri (dış çap 20-150 mm, duvar kalınlığı 3-20 mm) veya sıcak-haddelenmiş rulolar (kalınlık 1-5 mm) kullanılır. Malzeme, bitmiş ürünün gereksinimlerini karşılamalı (örneğin, düşük karbonlu çelik Q235, orta karbonlu çelik 20#) ve ham maddede çatlak ve katlanma gibi yüzey kusurları bulunmamalıdır.
Kesme/Delme (bobinler için): Bobinler kullanılıyorsa, bunların önce bir dilme makası kullanılarak sabit-genişlikte şeritler halinde kesilmesi gerekir. Bu şeritler daha sonra bir "delici değirmen" (boşluklu bir "açık boru" oluşturarak) kullanılarak yuvarlak boru kütükleri halinde yuvarlanır. Daha sonra boşlukları doldurmak için boşluklar kaynaklanır (bu yalnızca bazı kaynaklı borular için kullanılır; dikişsiz borular doğrudan kütükten yapılabilir).
Aşama 2: Temizleme ve Yağ Alma – Haddeleme sırasında yapışmayı önlemek için yüzeyin temizlenmesi.
Soğuk haddelemeden önce hammadde yüzeyinin tufal ve yağdan arındırılmış olması gerekir. Aksi takdirde, terazi silindirler tarafından boru yüzeyine bastırılarak "çukurlaşma" kusurlarına neden olur. Asitleme: Kimyasal bir reaksiyon yoluyla yüzey oksit tortusunu (Fe₂O₃ + 6HCl=2FeCl₃ + 3H₂O) çıkarmak için ham maddeyi 10-30 dakika boyunca %15-%20 hidroklorik asit çözeltisine (40-60 derece) batırın.
Yağ giderme: Temizleme işleminden sonra, temiz suyla durulayın ve ardından yüzey yağını çıkarmak ve haddeleme sırasında merdanelere yapışmasını ve borunun hassasiyetini etkilemesini önlemek için alkali bir yağ giderme maddesine (sodyum hidroksit çözeltisi gibi) daldırın.
Kurutma: Son olarak, yüzeyin kuru olmasını sağlamak ve daha sonra paslanmayı önlemek için ham maddeyi sıcak hava (80-120 derece) ile kurutun.
Aşama 3: Soğuk Haddeleme - Çekirdek Şekillendirme ve Boyutsal Doğruluk Kontrolü
Bu, soğuk-haddelenmiş yuvarlak boruların boyutunun ve yüzey kalitesinin belirlenmesinde kritik bir adımdır. "Çoklu sürekli haddeleme geçişleri" yoluyla, ham madde yavaş yavaş hedef spesifikasyonlara göre haddelenir. İşlemin tamamı oda sıcaklığında gerçekleştirilir (sıcak haddelemedeki yüksek-sıcaklıkta haddeleme işleminin aksine). Ekipman: İki-merdaneli bir soğuk haddeleme tesisi veya çok-merdaneli bir soğuk haddeleme tesisi (dört-merdaneli veya altı-silindirli soğuk haddeleme tesisi gibi) kullanılır. Borunun pürüzsüz bir dış yüzeyi sağlamak için rulo yüzeyleri parlatılır (pürüzlülük Ra 0,4μm'den az veya ona eşit).
Proses Özellikleri:
Çok geçişli haddeleme: Boruda çatlamaya neden olabilecek aşırı deformasyonu önlemek için her haddeleme geçişinin deformasyonu %10-%20 oranında kontrol edilir. Dış çapı ham maddenin 20-150 mm'sinden hedef 5-220 mm'ye ve duvar kalınlığını 3-20 mm'den 0,5-25 mm'ye kademeli olarak azaltmak için genellikle üç ila sekiz geçiş gerekir.
Boyutsal Kontrol: Dış çap, çevrimiçi bir çap ölçer kullanılarak her yuvarlanma geçişinden sonra gerçek zamanlı olarak izlenir. Sapma ±0,05 mm'yi aşarsa rulo basıncı otomatik olarak ayarlanır ve bitmiş ürünün nihai dış çap toleransının ±0,05-±0,2 mm dahilinde olması sağlanır. Gerginlik Kontrolü: Haddeleme işlemi sırasında, bir "gergi makarası", borunun bükülmesini veya aşırı ovalliğini önlemek ve düzgünlüğü (metre başına 1 mm'den az veya eşit) sağlamak için sabit bir gerilim (10-50 MPa) uygular.
Aşama 4: Ara Isıl İşlem - Gerilim Giderme ve Çatlama Önleme
Soğuk haddeleme işlemi sırasında metal, dahili "işleme sertleşmesine" (sertliğin artması ve tokluğun azalması) maruz kalır. Devam eden haddeleme kolayca borunun çatlamasına neden olabilir, bu nedenle birden fazla haddeleme geçişi arasında "ara tavlama" gerekir.
İşlem: Haddelenmiş boru sürekli tavlama fırınına yerleştirilir ve koruyucu bir atmosfer altında (oksidasyonu önlemek için nitrojen gibi) 600-700 dereceye kadar ısıtılır. Sıcaklık 1-2 saat muhafaza edilir ve daha sonra tüp oda sıcaklığına kadar soğutulur.
Amaç: Soğuk haddeleme nedeniyle oluşan iç gerilimleri ortadan kaldırmak için borunun sertliğini azaltın (örneğin, 20# çeliğin sertliğini HB180'den HB120'ye düşürerek) ve sonraki haddelemeye hazırlanmak için tokluğu eski haline getirin. Aşama 5: Son Haddeleme/Soğuk Çekme (İsteğe Bağlı) – Hassasiyetin Artırılması
Ultra-yüksek-hassas boruların (hidrolik silindirler için variller gibi) üretimi için, soğuk haddelemeden sonra bir "son haddeleme" veya "soğuk çekme" işlemi gerekir.
Bitirme haddeleme: Hassas bir soğuk haddeleme makinesi kullanılarak, dış çap toleransını ±0,03 mm'ye ve iç duvar pürüzlülüğünü 0,8μm'den az veya eşit Ra'ya düşürmek için daha küçük bir deformasyon (%5-%10) kullanılır.
Soğuk çekme: Soğuk-haddelenmiş boru, (borunun dış çapından biraz daha küçük bir çapa sahip) bir "kalıp deliğinden" geçirilir ve gerilim altında zorla çekilir. Bu, boyut doğruluğunu ve yüzey kalitesini daha da artırır, ancak son haddelemeden daha az verimlidir ve öncelikle küçük-partili, yüksek-hassasiyetli tüp üretimi için kullanılır.
Aşama 6: Bitmiş Ürün Isıl İşlemi – Mekanik Özelliklerin Özelleştirilmesi
Boru, mekanik özelliklerini kullanım amacına göre ayarlamak için son bir ısıl işleme tabi tutulur (örneğin, yük-taşıyan bileşenler için yüksek mukavemet, kavisli parçalar için yüksek dayanıklılık). Tavlama: 650-750 dereceye kadar ısıtılır, tutulur ve ardından sertliği azaltmak ve tokluğu arttırmak için yavaşça soğutulur. Bükülmesi gereken borular (fren hatları gibi) için uygundur.
Normalleştirme: 850-950 dereceye kadar ısıtma, bekletme ve ardından tane boyutunu inceltmek ve tek biçimli mikro yapı elde etmek için havayla soğutma. Hem güç hem de dayanıklılık gerektiren bileşenler (şasi bağlantı çubukları gibi) için uygundur.
Su Verme ve Temperleme (Su Verme + Temperleme): Yalnızca orta- ve yüksek-mukavemetli çelikler (45# çelik gibi) için kullanılır. Öncelikle 820-860 dereceye ısıtma ve söndürme (su soğutma), ardından 500-600 dereceye ısıtma ve temperleme, mukavemeti önemli ölçüde artırır (akma mukavemeti 355MPa'dan 500MPa'nın üzerine çıkar). Tahrik milleri gibi yük taşıyan bileşenler için uygundur. Aşama 7: Bitirme - Kullanım kolaylığı için şeklin düzeltilmesi
Doğrultma: Boru, 0,5 mm/m'ye eşit veya daha az bir düzlük sağlamak için çok silindirli bir doğrultma makinesi (genellikle 11 veya 13 silindir) kullanılarak düzleştirilir ve sonraki kesme veya montaj sırasında sapmalar önlenir.
Kesim: Müşteri isteğine göre boru, ±2mm uzunluk toleransıyla testere veya lazer kesici kullanılarak sabit uzunluklarda (genellikle 2-12m) kesilir.
Yüzey İşlem: Korozyona karşı koruma gerekliliklerine bağlı olarak, galvanizleme (80μm'den büyük veya eşit çinko katman kalınlığına sahip sıcak-daldırma galvanizleme veya elektrokaplama), plastik kaplama (epoksi kaplama gibi) veya parlatma (yüzey pürüzlülüğü Ra 0,4μm'den az veya eşit olan dekoratif borular için) gerçekleştirilir.
8. Aşama: Kalite Denetimi ve Paketleme - Nitelikli teslimatın sağlanması
Boyutsal Muayene: Dış çapı ve et kalınlığını kontrol etmek için kumpaslar ve mikrometreler kullanılır ve spesifikasyonlara uygunluğu sağlamak amacıyla iç çapı kontrol etmek için bir iç çap ölçer kullanılır. Doğrusallığı kontrol etmek için bir doğruluk ölçer kullanılır. Mekanik Özellik Testi: Numune alma, bir "gerilme testine" (gerilme mukavemeti ve akma mukavemeti için), bir "sertlik testine" (HB veya HRB için) ve bir "düzleştirme testine" (kaynak kalitesi için, yalnızca kaynaklı borular için) tabi tutulur.
Yüzey Denetimi: Çatlak, çukurlaşma ve çizik gibi yüzey kusurlarını tespit etmek için görsel inceleme veya girdap akımı testi yapılır. Yüksek-basınçlı borular (petrol ve gaz boru hatları gibi) bir "hidrostatik teste" tabi tutulur (çalışma basıncının 1,5 katı basınç uygulanır ve basınç 30 dakika boyunca sızıntı olmadan korunur).
Ambalaj: Nitelikli borular su geçirmez kağıt veya plastik filme sarılır ve daha sonra çelik çemberlerle demetler halinde bağlanır. Paketler, kolay taşıma ve depolama için teknik özellikler, malzeme ve parti numarasıyla etiketlenmiştir.