Wenn die Toleranz den erforderlichen Bereich überschreitet, welche Gegenmaßnahmen gibt es für das Edelstahl?

Im Projekt der Sichuan-Tibet-Eisenbahn sollten, wenn die Größentoleranz der Edelstahlrohre den geforderten Bereich überschreitet, wissenschaftliche und graduierte Korrekturmaßnahmen in Abhängigkeit vom Grad der Abweichung, den Anwendungsfällen (z. B. Wasserversorgung, Sauerstoffversorgung, strukturelle Unterstützung usw.) und der Auswirkung auf die Sicherheit des Projekts ergriffen werden. Das Kernprinzip besteht darin, sicherzustellen, dass das Endprodukt die gestellten Leistungsanforderungen der Konstruktion erfüllt und keine Sicherheitsrisiken hinterlässt. Die spezifischen Maßnahmen lauten wie folgt: 

I. Umfassende Bewertung der Abweichungssituationen

Vor der Durchführung von Korrekturmaßnahmen ist es erforderlich, die Art, den Umfang und die Auswirkungen der Abweichung durch mehrdimensionale Tests zu ermitteln, um voreilige Maßnahmen zu vermeiden:

Präzise Erfassung und Datenerfassung

Verwenden Sie Geräte wie Laserdurchmesserprüfgeräte, Ultraschall-Dickenprüfgeräte und dreidimensionale Scanner, um die Abweichungsparameter (z. B. Außendurchmesserabweichungswerte, maximale Wanddickendifferenz, Überschreitung der Biegungsmagnitude usw.) zu quantifizieren und die Position (örtlich / insgesamt) und das Verteilungsmuster (gleichmäßig / diskret) der Abweichung aufzuzeichnen.

Kombinieren Sie Materialleistungstests (z. B. Zugversuche, Härtetests), um zu bestimmen, ob die Abweichung von einer Abnahme der mechanischen Eigenschaften begleitet wird (z. B. unzureichender Druckwiderstand aufgrund zu dünner Wandstärke).

Einflussanalyse

Beurteilen Sie den Einfluss der Abweichung auf die nachfolgende Installation: Beispielsweise führt ein übermäßig großer Außendurchmesser dazu, dass Rohrleitungsfittings nicht fluchten können, und ob eine zu dünne Wandstärke den gestellten Druckwiderstand erfüllt (z. B. müssen Sauerstoffversorgungsleitungen einem Druck von 1,0 MPa standhalten).

II. Abgestufte Korrekturmaßnahmen (basierend auf dem Grad der Abweichung)

1. Geringe Abweichung (Abweichungswert ≤ 120 % der geforderten Toleranz und hat keinen Einfluss auf die Kernleistung)

Anwendbar für Situationen, in denen der Außendurchmesser / die Wandstärke geringfügig überschritten werden oder die Biegung und die Längenabweichung relativ gering sind. Hierbei wird hauptsächlich die mechanische Bearbeitung zur Korrektur eingesetzt:

Außendurchmesser / Innendurchmesserabweichung: Verwenden Sie eine CNC-Außenrundschleifmaschine oder eine Innenrundschleifmaschine für eine feine spanende Bearbeitung. Jeder Schleifhub sollte auf 0,05 - 0,1 mm begrenzt werden, um eine übermäßige Bearbeitung zu vermeiden, die zu einer Dünnung der Wand führt. Beispiel: Wenn der Außendurchmesser um 0,6 mm (±0,5 mm) über der geforderten Größe liegt, kann die Abweichung durch Schleifen auf ±0,4 mm begrenzt werden, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass die Oberflächenrauhigkeit Ra ≤ 1,6 μm beträgt (um zu verhindern, dass Korrosionsmittel anhaften).

Lokale Wanddickenabweichung: Für Bereiche mit übermäßiger Wanddicke (z. B. übermäßige Resthöhe an der Schweißstelle) verwenden Sie eine Winkelschleifmaschine in Kombination mit einer Schleifscheibe, um auf den Sollwert zu schleifen. Nach dem Schleifen ist eine Oberflächenpassivierung (Aufbringen von Passivierungspaste und 30-minütiges Stehenlassen vor dem Spülen) erforderlich, um die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen.

Biegegradabweichung: Verwenden Sie eine hydraulische Richtmaschine für das Kaltrichten. Durch segmentierte Druckanwendung (Druck pro Segment ≤ 80 % der Streckgrenze des Materials) wird die Biegung korrigiert. Nach dem Richten ist eine Entspannungsbehandlung (Niedertemperaturglühen bei 200 - 300 °C, 1 Stunde Halten) erforderlich, um zu vermeiden, dass Restspannungen eine sekundäre Verformung verursachen.

Längenabweichung: Für extrem lange Stahlrohre verwenden Sie eine CNC-Plasmaschneidemaschine, um präzise auf die Sollänge zu schneiden (Schneidkantenperpendikularität ≤ 0,5 mm). Nach dem Schneiden entfernen Sie die Grate und führen eine Fasenbearbeitung durch (Winkel 30° ± 2°), um die Qualität der Schweißnaht sicherzustellen.

2. Mäßige Abweichung (Abweichungswert > 120% der geforderten Toleranz, aber Kernleistung nicht verloren)

Anwendbar für Situationen, in denen die Gesamtgrößenabweichung groß ist, aber das Material selbst qualifiziert ist. Es ist notwendig, Prozessreparatur + Leistungsprüfung zu kombinieren:

Ungleichmäßige Wanddicke (örtliche Unter-/Überdicke):

Für örtliche Überdickenbereiche: Verwenden Sie Wolfram-Inertgas-Schweißen, um die Dicke zu erhöhen (reinigen Sie zunächst die Oberfläche auf Sa2.5-Niveau, wählen Sie ein Schweißdraht aus dem gleichen Material wie ER316L), schleifen Sie nach dem Schweißen auf die konstruierte Wanddicke, die Schweißnaht muss durch Penetrantprüfung (PT) ohne Poren und Risse bestätigt werden.

Für örtliche Unterdickenbereiche: Wenn die Position es zulässt (nicht tragender Kernbereich), kann eine "örtliche Verstärkung" Lösung angewandt werden, wie z.B. das Schweißen eines zusätzlichen Rings auf der Außenseite (Breite ≥ 50mm, Dicke ≥ der Abweichungswert), und es muss ein Wasserdrucktest (1,5-facher des Konstruktionsdrucks, Halten für 30 Minuten) durchgeführt werden, um die Dichtigkeit zu überprüfen.

Starke Verbiegung (Biegungsgrad > 3mm/m): Verwenden Sie "Heißrichten + Mechanische Fixierung": Erhitzen Sie das Stahlrohr auf 800 - 900°C (der Erweichungstemperaturbereich von austenitischem Edelstahl), fixieren Sie es mit speziellen Werkzeugvorrichtungen und kühlen Sie es langsam ab. Die Abkühlrate sollte auf maximal 50°C/Stunde beschränkt werden, um die Entstehung von Heißrissen zu verhindern. Nach dem Richten sollte der Biegungsgrad ≤ 1,5mm/m betragen, und die Geradheit sollte überprüft werden (bei Messung mit einem 2m-Linear darf der Spalt ≤ 0,5mm betragen).

3. Starke Abweichung (Abweichungswert > 150% der geforderten Toleranz oder verbunden mit Leistungseinbußen)

Anwendbar in Situationen, in denen die Gesamtabmessungen stark überschritten werden (z. B. Wanddicke weniger als 80% des Sollwerts), die mechanischen Eigenschaften nicht den Standards entsprechen (z. B. Zugfestigkeit unterhalb des Sollwerts) oder die Abweichung die Sicherheitsanforderungen verletzt (z. B. übermäßige Verbiegung eines Stahlrohrs für strukturelle Abstützung beeinträchtigt die Tragfähigkeit), muss das Produkt verworfen oder für einen niedrigeren Qualitätsgrad eingesetzt werden:

Direkter Ausschuss: Bei Stahlrohren, bei denen die Kernleistung aufgrund von Abweichungen verloren gegangen ist (z. B. Leckage beim Drucktest, unzureichende Wandstärke, um den Auslegungsdruck zu ertragen), direkt als Ausschuss markieren, das Eintragen auf die Baustelle verbieten und den Produktionsprozess nachverfolgen (z. B. abnormale Walzparameter, Prüfversäumnisse).

Herabstufte Nutzung: Bei Stahlrohren mit Abweichungen, aber qualifizierter Leistung, nach einer Bewertung durch die Planungsstelle, für nicht-kritische Bereiche herabstufen (z. B. Umwandlung von der Hauptwasserversorgungsleitung in eine temporäre Entwässerungsleitung, von der Hochdruck-Sauerstoffversorgungsleitung in eine Niederdruck-Lüftungsleitung) und den Nutzungsbereich und die Einschränkungen deutlich markieren.

III. Prüfung und Abnahme nach der Reparatur

Nach der Durchführung aller Reparaturmaßnahmen muss eine strenge Prüfung durchgeführt werden, um die Einhaltung zu bestätigen:

Maßprüfung: Mit der ursprünglichen Prüfeinrichtung erneut messen, um sicherzustellen, dass die Toleranz den Anforderungen entspricht (z. B. Außendurchmesserabweichung ≤ ±0,5 mm, Wandstärkeabweichung ≤ ±10 % S).

Leistungsüberprüfung:

Drucktest: Führen Sie einen Wasserdruck-/Gasdrucktest an der Fluidleitung mit 1,5-fachem des Entwurfsdrucks durch (Druck für 30 Minuten halten, ohne Leckage).

Nichtzerstörende Prüfung: Verwenden Sie für die erneut geschweißten Bereiche Röntgenprüfung (RT) oder Ultraschallprüfung (UT), um sicherzustellen, dass die Schweißqualität mindestens Stufe II erreicht.

Dokumentation: Fügen Sie die überhöhten Parameter, die Sanierungsprozesse und die Testergebnisse in die Qualitätssdatei ein, als Grundlage für die nachfolgende Rückverfolgbarkeit. 

IV. Präventions- und Rückverfolgungsmechanismus

Um das Wiederauftreten von Abweichungen von den Spezifikationen zu verhindern, müssen die folgenden Maßnahmen gleichzeitig implementiert werden:

Quellenrückverfolgung: Verfolgen Sie die Produktionscharge, die Geräteparameter und die Bedienpersonen der nicht konformen Stahlrohre über das MES-System, identifizieren Sie die Ursachen (z. B. unzureichende Genauigkeit der Walzmaschine, Fehlfunktion der Prüfgeräte) und korrigieren Sie den Produktionsprozess.

Stärken Sie die vor Ort Inspektion: Erhöhen Sie den Anteil der Zufallsinspektionen (von normalerweise 10% auf 20%), wenden Sie das "Doppelprüfungssystem" an (Selbstprüfung durch den Hersteller + Nachprüfung durch eine dritte Partei) und verhindern Sie, dass nicht konforme Produkte in den Bauablauf gelangen. 

Zusammenfassend sollten bei der Beseitigung von nicht konformen Edelstahlrohren im Projekt der Sichuan-Tibet-Eisenbahn die Prinzipien "Sicherheit hat Vorrang, auf Daten stützen und stufenweise behandeln" befolgt werden. Geringfügige Abweichungen können durch präzise Bearbeitung korrigiert werden, während schwere Abweichungen unbedingt verworfen werden müssen, um sicherzustellen, dass jedes Stahlrohr die strengen Anforderungen der Hochlandeisenbahn erfüllt.