औद्योगिक विनिर्माण की जटिल दुनिया में, एक अक्सर अनदेखा किया जाने वाला प्रक्रिया उपकरण की अखंडता को बनाए रखने और विनाशकारी विफलताओं को रोकने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। ट्यूब विस्तार, या जैसा कि आमतौर पर जाना जाता है, "ट्यूब रोलिंग", हीट एक्सचेंजर और बॉयलर निर्माण के अनसुने नायक का प्रतिनिधित्व करता है।
ट्यूब विस्तार केवल पाइपों को बड़ा करने से कहीं अधिक है। इस कोल्ड-फॉर्मिंग प्रक्रिया में ट्यूबों और ट्यूब शीट के बीच सुरक्षित, रिसाव-प्रूफ कनेक्शन बनाने के लिए कमरे के तापमान पर धातु ट्यूबों का सटीक यांत्रिक विरूपण शामिल है। ये कनेक्शन बिजली संयंत्रों, रासायनिक प्रसंस्करण सुविधाओं और दुनिया भर में रिफाइनरियों में पाए जाने वाले महत्वपूर्ण औद्योगिक उपकरणों की रीढ़ बनाते हैं।
एक विशिष्ट हीट एक्सचेंजर के ऑपरेटिंग वातावरण पर विचार करें: अत्यधिक तापमान, उच्च दबाव और संक्षारक मीडिया लगातार सिस्टम की अखंडता को चुनौती देते हैं। एक उचित रूप से विस्तारित ट्यूब कनेक्शन को एक साथ प्रदान करना चाहिए:
इष्टतम ट्यूब विस्तार प्राप्त करने के लिए कई तकनीकी मापदंडों पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता होती है। प्रत्येक कारक अंतिम कनेक्शन के प्रदर्शन और दीर्घायु में योगदान देता है।
एक चिकनी, उचित रूप से समाप्त ट्यूब होल सतह घटकों के बीच संपर्क क्षेत्र और घर्षण में काफी सुधार करती है। सतह की खुरदरापन सीधे सीलिंग क्षमता और कनेक्शन की ताकत को प्रभावित करती है।
सटीक रूप से मशीनीकृत खांचे यांत्रिक इंटरलॉक के रूप में कार्य करते हैं, जो पुल-आउट प्रतिरोध को नाटकीय रूप से बढ़ाते हैं। हालाँकि, अनुचित नाली ज्यामिति तनाव सांद्रता बना सकती है जो ट्यूब शीट की अखंडता से समझौता करती है।
हस्तक्षेप फिट - विस्तारित ट्यूब व्यास और छेद के आकार के बीच का अंतर - को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाना चाहिए। अपर्याप्त हस्तक्षेप से रिसाव होता है, जबकि अत्यधिक विरूपण घटक क्षति का जोखिम होता है।
आसन्न ट्यूब छेदों (लिगामेंट चौड़ाई) के बीच की दूरी संरचनात्मक शक्ति और सामग्री दक्षता दोनों को प्रभावित करती है। उचित डिजाइन ट्यूब आयामों और ऑपरेटिंग स्थितियों के आधार पर इन प्रतिस्पर्धी आवश्यकताओं को संतुलित करता है।
दीवार की मोटाई विस्तार के बाद अवशिष्ट तनाव निर्धारित करती है। पतली दीवारें अपर्याप्त संयुक्त शक्ति प्रदान कर सकती हैं, जबकि मोटी दीवारें विस्तार की कठिनाई और ट्यूब टूटने का जोखिम बढ़ाती हैं।
कोल्ड फॉर्मिंग के दौरान आधार सामग्री की कठोरता और कार्य-कठोरता की प्रवृत्ति विस्तार बल आवश्यकताओं और अंतिम संयुक्त गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है।
सटीक व्यास नियंत्रण ट्यूबों और छेदों के बीच उचित प्रारंभिक फिट सुनिश्चित करता है, असमान विस्तार या सम्मिलन कठिनाइयों को रोकता है।
विभिन्न मिश्र धातुओं को विशिष्ट विस्तार तकनीकों की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, स्टेनलेस स्टील्स को उनके स्पष्ट कार्य-कठोर व्यवहार के कारण सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
ऑपरेटर विस्तार प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए टॉर्क मॉनिटरिंग या अंतिम दीवार मोटाई माप का उपयोग कर सकते हैं, प्रत्येक परिशुद्धता और कार्यान्वयन जटिलता में अलग-अलग फायदे प्रदान करता है।
अनुप्रयोग-विशिष्ट आवश्यकताएं विस्तार मापदंडों को निर्धारित करती हैं। उच्च दबाव सेवा आसानी से सेवा योग्य कनेक्शनों की तुलना में अधिक हस्तक्षेप की मांग करती है।
लंबे विस्तारित खंड संयुक्त शक्ति बढ़ाते हैं लेकिन निर्माण कठिनाई और लागत भी बढ़ाते हैं। इष्टतम लंबाई इन कारकों को संतुलित करती है।
ट्यूब और ट्यूब शीट सामग्री के बीच गैल्वेनिक संगतता संक्षारक गिरावट को रोकती है, जो दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए एक महत्वपूर्ण विचार है।
19वीं सदी के भाप इंजन निर्माण में इसकी उत्पत्ति से लेकर आज के परिष्कृत स्वचालित सिस्टम तक, ट्यूब विस्तार में निरंतर सुधार हुआ है। 20वीं सदी के मध्य में विशेष उपकरण निर्माताओं का उदय हुआ, जिससे नवाचार हुआ जिसने उद्योगों में हीट एक्सचेंजर अनुप्रयोगों में तेजी से वृद्धि का समर्थन किया।
अपने मूल में, ट्यूब विस्तार एक सावधानीपूर्वक नियंत्रित प्लास्टिक विरूपण प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करता है। विस्तार उपकरण स्थायी रूप से ट्यूब सामग्री को विकृत करते हैं जबकि ट्यूब शीट केवल लोचदार विरूपण से गुजरती है। इस विभेदक व्यवहार के लिए ट्यूब शीट सामग्री की आवश्यकता होती है जिसमें स्वयं ट्यूबों की तुलना में उच्च उपज शक्ति होती है।
विस्तार के बाद ट्यूब आयामों की सटीक भविष्यवाणी उचित संयुक्त निर्माण सुनिश्चित करती है। मौलिक गणना में शामिल हैं:
जहाँ:
D = सैद्धांतिक विस्तारित ID
D1 = प्रारंभिक ट्यूब ID
D2 = ट्यूब छेद व्यास
D3 = प्रारंभिक ट्यूब OD
Sp = ट्यूब दीवार की मोटाई
प्रतिशत सीमा (2-12%) विस्तार के दौरान दीवार के पतला होने का प्रतिनिधित्व करती है, जिसमें 2-6% पर हल्का विस्तार और 7-12% पर भारी विस्तार होता है। जबकि यह सूत्र सैद्धांतिक मार्गदर्शन प्रदान करता है, इष्टतम परिणामों के लिए व्यावहारिक अनुभव आवश्यक है।
आधुनिक विस्तार उपकरण उच्च शक्ति, पहनने के लिए प्रतिरोधी मिश्र धातु इस्पात से बने चार प्राथमिक घटकों से बने होते हैं:
कोई भी विस्तार विधि सभी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं है। उच्च दबाव सेवाओं को आसानी से बनाए रखने योग्य प्रणालियों की तुलना में अलग-अलग दृष्टिकोणों की आवश्यकता होती है। उचित चयन के लिए परिचालन आवश्यकताओं और सामग्री विशेषताओं की पूरी समझ की आवश्यकता होती है।
उद्योग 4.0 प्रौद्योगिकियां बुद्धिमान, स्व-समायोजन प्रणालियों और स्वचालित उत्पादन लाइनों के माध्यम से ट्यूब विस्तार को बदल रही हैं। ये प्रगति श्रम आवश्यकताओं और मानवीय त्रुटि को कम करते हुए अभूतपूर्व स्थिरता का वादा करती हैं।
जैसे-जैसे औद्योगिक उपकरण प्रदर्शन सीमाओं को आगे बढ़ाना जारी रखते हैं, विनम्र ट्यूब विस्तार प्रक्रिया अनगिनत महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में सुरक्षित, विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक रहेगी।
