Rury miedziane do grzejników, wymienników ciepła i obwodów chłodniczych produkowane są w ramach niewielkiej liczby-ugruntowanych rodzin procesów. Można je podzielić na dwie kategorie, obróbkę na gorąco i obróbkę na zimno, a wybór pomiędzy nimi determinuje strukturę ziarna, tolerancję grubości ścianki, osiągalną masę zwoju i koszt metra gotowej rury.
Dwie rodziny obróbki rur miedzianych
Obróbka na gorąco obejmuje operacje przekształcające miedź katodową w kęs: wytłaczanie w celu wytworzenia pustej skorupy, przebijanie nachylonych walców oraz ciągłe odlewanie i walcowanie. Wszystkie one odkształcają metal w temperaturze znacznie wyższej od temperatury rekrystalizacji miedzi. Następnie obróbka na zimno pobiera ten kęs i redukuje go w temperaturze pokojowej poprzez walcowanie na zimno i ciągnienie na zimno do ostatecznych wymiarów rury. Tradycyjne połączenie kęsów wytłaczanych na gorąco z wykańczaniem na zimno jest stosowane od dziesięcioleci i pozostaje podstawą produkcji większości bezszwowych rur miedzianych. Obróbka na zimno zwiększa również wytrzymałość i poprawia wykończenie powierzchni oraz dokładność wymiarową, ponieważ metal jest utwardzany przez zgniot, a wymiary oprzyrządowania są stabilne w temperaturze otoczenia.
Produkcja kęsów w oparciu o wytłaczanie-
Klasyczna metoda wytłaczania rozpoczyna się od miedzi elektrolitycznej, która jest topiona i odlewana w solidny cylindryczny wlewek. Wlewek ładuje się do pieca do ponownego nagrzewania i doprowadza do temperatury ponad 850°C, a następnie przepycha się jeden po drugim przez prasę do wytłaczania, tworząc pusty kęs. Z prasy skorupa trafia albo do walcarki na zimno, albo do wielo-przejściowego ciągnienia-prostej linii, a następnie ciągnienia krążków lub cewek aż do osiągnięcia wymaganych wymiarów.
Topienie i odlewanie dają solidny wlewek o kontrolowanym składzie chemicznym i niskiej zawartości gazu.
Ponowne nagrzanie powyżej 850°C powoduje, że miedź osiąga zakres, w którym łatwo się odkształca i rekrystalizuje podczas obróbki.
Wytłaczanie przekształca pełny wlewek w pustą skorupę w jednym przejściu, dzięki czemu proces jest szybki i ma elastyczną średnicę.
Walcowanie na zimno lub ciągnienie-wieloprzebiegowe zmniejsza ściankę i średnicę, poprawiając jednocześnie koncentryczność i jakość powierzchni.
Zarówno wytłaczanie o wysokim-, jak i niskim- współczynniku wytłaczania zapewnia wyrafinowaną strukturę ziaren i dobrą jakość powierzchni, a różnica między nimi polega na tym, jak duże jest rozdrobnienie w prasie i jak później wykańcza się skorupę.
Porównanie wytłaczania o wysokim- i niskim-współczynniku
Stopień wytłaczania to stosunek przekroju kęsa do przekroju poprzecznego wytłaczanej skorupy. Wybór wysokiego lub niskiego współczynnika zmienia dalszy sprzęt i tolerancję, jaką można utrzymać.
| Przedmiot | Wysoki współczynnik wytłaczania | Niski współczynnik wytłaczania |
|---|---|---|
| Wyprodukowano skorupę | Mniejsza średnica, cieńsza ścianka | Większa średnica, cięższa ściana |
| Rozmiar kęsa | Mniejszy wlewek | Duży wlewek |
| Dalsze przetwarzanie | Wykańczane bezpośrednio na maszynie do ciągłego-ciągnienia linii prostych lub maszynie do ciągnienia dysków | Rozciągany na walcarce zimnej przed ostatecznym ciągnieniem |
| Tonaż prasy | Wyższe dla tego samego rozmiaru wlewka | Niżej |
| Tolerancja grubości ścianki | Szerszy, dlatego należy go kontrolować na etapie rysowania | Ciaśniejsze po redukcji walcowania |
W praktyce metoda o wysokim-stosowaniu skraca łańcuch procesu, ponieważ wytłaczana skorupa ma rozmiar zbliżony do ostatecznego, podczas gdy metoda o niskim-stosunku pozwala na użycie cięższej skorupy i opiera się na walcowaniu na zimno w celu obniżenia ściany. Struktura ziaren i wykończenie powierzchni obu są akceptowalne, a wyboru dokonuje się na podstawie asortymentu produktów, wydajności prasy i całkowitego kosztu konwersji.
Ciągłe odlewanie i walcowanie za pomocą trójwalcowego młyna planetarnego
Metoda ciągłego odlewania i walcowania to nowsza metoda kęsów, która pojawiła się w latach 90. XX wieku i od tego czasu stała się głównym sposobem dostaw cienkościennych-rur miedzianych. Zamiast odlewać i wytłaczać pełny wlewek, w procesie tym pusty kęs jest odlewany poziomo, wymiarowany, przycinany na odpowiednią długość i frezowany na powierzchni, a następnie podawany bezpośrednio do trójwalcowej walcarki planetarnej, która walcuje łupinę do mniejszej średnicy i cieńszej ścianki.
Ponieważ trójwalcowy młyn planetarny obrabia rurę bez obracania jej wokół własnej osi, powstającą rurę można zwijać bezpośrednio na linii. Korzyści wynikają z tego krótkiego łańcucha procesów.
Eliminowane jest ponowne nagrzewanie i wytłaczanie, co powoduje zmniejszenie zużycia energii.
Inwestycje w sprzęt są niższe, ponieważ długą linię pras zastępuje się kompaktową stacją walcowania.
Koszt konwersji na tonę odpowiednio spada.
Można dostarczyć kręgi o masie powyżej 1500 kg na kręgi, których trasa wytłaczania nie jest w stanie sprostać przy tej samej średnicy.
Ciężkie kręgi stwarzają bardzo korzystne warunki dla dalszej operacji ciągnienia, ponieważ potrzeba mniej wymian kręgów i mniej połączeń spawanych, a linia ciągnienia przebiega bardziej nieprzerwanie. Droga ta nie rozwinęła się od razu: przejście od pierwszego uruchomienia do momentu, w którym stało się ono głównym dostawcą kęsów-z cienkościennych rur, wiązało się z szeregiem problemów technicznych, a zdobyte po drodze doświadczenie zapewniło stabilność obecnego procesu. Ciągłe odlewanie i walcowanie jest obecnie uważane za dojrzałą metodę masowej produkcji cienkościennych-rur miedzianych.
Dalsze prace wykończeniowe i kontrola jakości
Niezależnie od zastosowanej trasy kęsów rura jest wykańczana poprzez ciągnienie na zimno, wyżarzanie pośrednie i wyżarzanie końcowe. Rysunek zmniejsza średnicę i ściankę, jednocześnie tworząc strukturę wzmocnioną przez odkształcenie; wyżarzanie przywraca rekrystalizowaną strukturę ziaren i wymagany miękki stan; końcowe czyszczenie usuwa smar ciągnący i tlenek.
| Scena | Zamiar | Typowa kontrola |
|---|---|---|
| Rysunek na zimno | Ostateczne wymiary należy ustawić w stanie wzmocnionym przez odkształcenie | Średnica, grubość ścianki, koncentryczność |
| Wyżarzanie pośrednie | Przywróć ciągliwość w celu dalszej redukcji | Wielkość ziarna, właściwości mechaniczne |
| Wyżarzanie końcowe | Dostarcz określony temperament | Twardość, właściwości rozciągające, próba zginania |
| Czyszczenie i suszenie | Usunąć smar i pozostałości tlenku | Czystość powierzchni, suchość wewnętrzna |
| Testowanie prądów wirowych | Wykryj defekty i pęknięcia ścian | Ciągły zapis testów |
| Uszczelka | Chroń gotową powierzchnię | Długość prosta lub masa cewki, oznaczenie |
Oznaczenie materiału jest zgodne z systemem chemii miedzi kutej, w którym powszechnie wybierane są rury T2 oraz-beztlenowe gatunki TU1 i TU2, a rury chłodnicze i-klimatyzacyjne są zazwyczaj zamawiane zgodnie z dedykowaną specyfikacją rur miedzianych, np. standardową rurą miedzianą-klimatyzacyjną lub jej międzynarodowym odpowiednikiem dla bezszwowych rur chłodniczych.
Często zadawane pytania
P: Jaka jest różnica między obróbką rur miedzianych na gorąco i na zimno?
W wyniku obróbki na gorąco kęs powstaje w wyniku odkształcenia miedzi powyżej jej temperatury rekrystalizacji, na przykład przez wytłaczanie, przebijanie walcami pochyłymi lub ciągłe odlewanie i walcowanie. Obróbka na zimno następnie redukuje powłokę w temperaturze pokojowej poprzez walcowanie na zimno i ciągnienie na zimno, aby osiągnąć ostateczne wymiary i stan.
P: Dlaczego wlewek jest podgrzewany do temperatury ponad 850 ° C przed wytłaczaniem?
W tej temperaturze miedź łatwo się odkształca i rekrystalizuje podczas obróbki, więc prasa może przekształcić solidny wlewek w pustą skorupę w jednym szybkim przejściu, bez nadmiernej siły i pęknięć, jakie spowodowałoby wytłaczanie na zimno.
P: Jaka jest zaleta wysokiego współczynnika wytłaczania?
Powłoka ma mniejszą średnicę i cieńszą ściankę, jest zbliżona do gotowego rozmiaru, dzięki czemu można ją umieścić bezpośrednio na maszynie do ciągłego-ciągnienia liniowego lub krążkowego, co skraca łańcuch procesu. Kompromis-jest taki, że wymagany jest większy tonaż prasy.
P: W jaki sposób młyn planetarny z trzema-walcami realizuje zwijanie-na linii produkcyjnej?
Trzy rolki obracają rurę bez obracania jej wokół własnej osi, dzięki czemu rura opuszcza walcarkę prosta i nieskręcona i można ją natychmiast zwinąć, zamiast przenosić w prostych odcinkach.
P: Dlaczego ciągłe odlewanie i cięcie walcowe kosztują?
Eliminuje ponowne nagrzewanie i wytłaczanie z łańcucha technologicznego, dzięki czemu spada zużycie energii i mniejsze inwestycje w sprzęt. Dostarcza również kręgi o masie powyżej 1500 kg, co ogranicza wymianę kręgów i poprawia wykorzystanie linii ciągnienia.
P: Jakie gatunki rur miedzianych są stosowane w wymiennikach ciepła i grzejnikach?
Wytrzymała-miedź pakowa T2 jest powszechnie wybierana na wymienniki ciepła i rury chłodnicy, natomiast gatunki-beztlenowe TU1 i TU2 są wybierane tam, gdzie rury będą lutowane, spawane lub używane w próżni lub-pracach zawierających wodór.
