Varrat nélküli acélcsövek hidegkezelési és stresszoldó eljárásainak elemzése

A varrat nélküli csövek hidegkezelése általában mély hidegkezelést jelent (alacsony hőmérsékletű kezelés, általában folyékony nitrogén környezetben -70 és -196 fok között), és gyakran alkalmazzák hűtési, temperálási, hideghengerlési/hideghúzási folyamatokkal együtt. Az alapfunkció a következő:

1. Stabilizálja a szerkezetet és a méreteket:

Ela visszamaradt ausztenitet imitálja, és elősegíti annak stabil martenzitté való átalakulását, hogy megakadályozza a méretváltozást és a pontosság eltolódását a cső későbbi használata és feldolgozása során, különösen a precíziós hidraulika csövek, műszercsövek és csapágycsövek esetében.

2. Növelje a keménységet, a kopásállóságot és a szilárdságot:

Sűrűbbé válik a szervezet, nő a felületi keménység és a kopásállóság, és meghosszabbodik a cső élettartama.

3. Oldja fel a mikro belső feszültséget:

Csökkentse a mikro{0}}feszültséget, amelyet a rács torzulása okoz a hideghúzás és hűtés során, és csökkenti a repedés és a vetemedés kockázatát a későbbi szakaszban.

4. A szívósság és a kifáradási teljesítmény javítása:

Finomítsa a szemcseszerkezetet, csökkentse a feszültségkoncentrációs pontokat, és fokozza a cső anyagának fáradtságát és ütésállóságát.

Megkülönböztető pont:

Hidegkezelés ≠ normál hőmérsékletű hideghúzás/hideghengerlés. A hidegkezelés alacsony-hőmérsékletű mélyhűtési folyamat, és a hőkezelést követő kiegészítő eljárás.

(1) A kezelés elő-előkészítése

1. Elő-folyamatvezérlés
A csőanyagot először hűtésen/temperítésen/hideghúzáson kell átesni, majd szobahőmérsékletűre (20-40 fok) le kell hűteni, mielőtt a kemencébe helyeznénk. Szigorúan tilos magas hőmérsékletet közvetlenül bevezetni az alacsony hőmérsékletű berendezésekbe a túlzott hőmérsékletkülönbség és a repedések elkerülése érdekében.

2. Válogatás és szemrevételezés

Távolítsa el a repedéseket, gyűrődéseket, egyenetlen falvastagságú csöveket, felületi karcolásokat és ütéseket. Válogassa szét anyag, specifikáció és tétel szerint, hogy elkerülje az anyagok keveredését.

3. Tisztítás és szárítás

Alaposan távolítsa el a felületi olajfoltokat, nedvességet és vágófolyadékot. A fagyos víz megrepedhet a cső falán és korrodálhatja a belső falat. A hosszú cső mindkét vége tömített, hogy megakadályozza az alacsony hőmérsékletű közeg bejutását a csőbe.

4. A kemence betöltésére vonatkozó szabványok
A csőanyagot rétegenként helyezze el, hézagokat hagyva, egymásra rakás és összenyomás nélkül. Támassza alá a vékony és hosszú csöveket, hogy megakadályozza az önsúly-elhajlását és deformálódását alacsony hőmérsékleten.

5. Folyamatparaméterek elő-beállítása
Állítsa be a célhőmérsékletet és a tartási időt az anyagnak megfelelően: a szénacél/gyengén ötvözött varrat nélküli csövek általában -70 és -120 fok közöttiek, a magas ötvözetű/csapágycsövek -150 és -196 fok közöttiek.

(II) A hidegkezelés folyamatszabályozása

1. Lassú hűtési sebesség
Kerülje a gyors lehűlést. Szabályozza a hűtési sebességet 1-3 fok/perc között. A nagy hőmérséklet-különbségek új hőmérsékleti feszültségeket okozhatnak, amelyek mikrorepedésekhez vezethetnek.

2. Megfelelő szigetelés
Miután a teljes cső elérte a beállított alacsony hőmérsékletet, tartsa fenn a szigetelést 2-4 órán keresztül (nagy falvastagságú és nagy átmérőjű csövek esetén 4-6 óráig hosszabbítsa meg). Győződjön meg arról, hogy a belső és külső szerkezetek teljesen átalakulnak, hogy elkerüljék az egyenetlen teljesítményt belül és kívül.

3. Zárt környezet és egységes közeg
A folyékony nitrogén/hideg levegő keringése egyenletes, kiküszöböli a helyi túlhűtést; folyamatosan figyelje a hőmérsékletet, hogy elkerülje a rendkívül alacsony hőmérsékletet.

4. Tiltsa meg a külső hatásokat és a mozgást
Alacsony hőmérsékleten az acél szívóssága átmenetileg csökken, és feszültség hatására hajlamos a lappangó repedésekre.

(III) Utóhűtési műveletek-

1. Lassú hűtés (kulcs)
A kirakodás után hagyja a csövet természetes módon szobahőmérsékletre felmelegedni. Ne tegye ki közvetlen napfénynek, ne fújjon rá forró levegőt, és ne merítse vízbe a gyors felmelegedés érdekében. Ezzel elkerülhető a váltakozó hideg és meleg hőmérséklet okozta másodlagos stressz. A hűtés időtartama a falvastagságtól függ: vékony-falú csövek esetén 2-4 óra; vastag falú-csövek esetén több mint 6 óra.

2. Időben végzett temperálás/öregítés
Mélyhűtés után alacsony hőmérsékletű temperálást kell végezni (120-200 fok között), hogy kiküszöböljük a hidegkezelés során keletkező kismértékű alacsony hőmérsékleti feszültséget. Ez segít visszaállítani a cső anyagának szívósságát és megakadályozza a ridegséget.

3. Újra{1}}ellenőrzés és válogatás
Ellenőrizze az egyes csövek megjelenését, egyenességét és kerekségét külön-külön; vegyen mintát a keménységhez, a metallográfiai elemzéshez és a hibák észleléséhez, hogy ellenőrizze a mikro-repedéseket és az alakváltozásokat.

4. Védelem és tárolás
Szárítás és lehűlés után a csöveket raktárban tárolja, hogy elkerülje az időjárási hatásoknak, az esőnek és az ütéseknek való kitettséget.
 

A varrat nélküli csövek fő feszültségforrásai: meleghengerlés, hideghúzás/hideghengerlés, edzés, hegesztés, egyengetés, mechanikai megmunkálás. A feszültség makroszkopikus maradékfeszültségre és mikroszkopikus rácsfeszültségre oszlik.

1. A jövőbeni kudarcok megelőzése
A maradék feszültség felszabadulása a cső meghajlását, csavarodását és méretbeli eltéréseket okozhat; a feszültség szuperpozíciója valószínűleg a csőfal megrepedését és szétrepedését okozza, ami rendkívül nagy kockázatot jelent a nagynyomású-csővezetékek és a folyadékszállító csövek esetében.

2. Stabilizáló feldolgozási pontosság
A következő megmunkálási folyamatok során, mint például esztergálás, menetvágás, vágás és hajlítás, a feszültség felszabadulása a feldolgozott termék deformálódásához vezet. A feszültség megszüntetése biztosíthatja a késztermék méreteinek hosszú távú stabilitását-.

3. A mechanikai tulajdonságok javítása
A feszültségkoncentráció kiküszöbölése javítja a cső fáradással, korrózióval és rideg töréssel szembeni ellenálló képességét, jelentősen növelve a biztonságot magas{0}}nyomás és alacsony-hőmérséklet, valamint ciklikus terhelési körülmények között.

4. A későbbi felületkezelés javítása
A feszültség eltávolítása után a cső szerkezete egységessé válik. Az olyan eljárásoknál, mint a horganyzás, a foszfátozás és a bevonat, kevésbé valószínű, hogy hámlás vagy lyukak keletkeznek.
 

1. Alacsony-hőmérsékletű feszültségcsökkentő lágyítás (leggyakrabban használt, általános eljárás)

Alkalmazható: hidegen{0}}húzott csövek, edzett és edzett csövek, precíziós varrat nélküli csövek, közepes és kis{1}}átmérőjű csövek

• Eljárásss:Melegítse fel 180-300 fokra, tartsa rajta egy ideig, majd lassan hűtse le-levegővel vagy kemencében-hűtse
• Alapelv:Az atomok lassan diffundálnak, felszabadítva a rácstorzítási feszültséget, anélkül, hogy megváltoztatnák a mátrix keménységét és szilárdságát, csak a maradék feszültséget szüntetik meg.
• Főbb pontok:A teljes kemence hőmérsékletének egyenletesnek kell lennie, a tartási idő 30-60 perc 10 mm falvastagságonként; a hűtési sebességnek 2 fok/perc vagy annál kisebbnek kell lennie.

2. Magas-hőmérsékletű feszültségmentesítő izzítás (teljes feszültségmentesítés, nagy deformáció a csövekben)

Alkalmazható: nagy-átmérőjű vastag-falú csövek, melegen hengerelt csövek-, könyökök, feldolgozott csőszerelvények, hegesztett csövek

• Folyamat:Melegítsük fel 550-650 fokra (az átalakulási hőmérséklet alá), tartsuk egy ideig, majd lassan hűtsük le a kemencében (kivesszük a kemencéből, ha a hőmérséklet 200 fok alá esik).
• Jellemzők:A feszültségoldó hatás a legalaposabb, szinte minden makroszkopikus és mikroszkopikus igénybevételt kiküszöböl; hátránya, hogy kismértékben csökkenti a keménységet és a szilárdságot, alkalmas szerkezeti csövekhez és alacsony keménységi követelményeket támasztó szállítócsövekhez.

3. Vibrációs öregedés (fizikai stresszoldás, nincs szükség fűtésre)

Alkalmazható: Ultra{0}}hosszú csövek, nagy-átmérőjű csövek, kész csövek, amelyek nem engedik, hogy a melegítés színe megváltozzon vagy felpuhuljon.

• Alapelv: A rezonancia hatására a csőanyag belső feszültsége ellazul és újraeloszlik.
• Előnyök: Nincs termikus deformáció, nincs oxidációs dekarbonizáció, alacsony energiafogyasztás; Hátrányok: Korlátozottan a mélyfeszültség kiküszöbölésére alkalmas, többnyire kiegészítő feszültségoldó módszerként alkalmazzák.

4. Természetes öregedés (alacsony költség, csak alacsony-igényű csövekhez)

Alkalmazható: Közönséges alacsony-nyomású szerkezeti csövek, nem-precíziós csövek

• Alapelv: Hosszabb ideig szobahőmérsékleten helyezve a stressz fokozatosan természetes módon oldódik.
• Hátrányok: Az időszak rendkívül hosszú (néhány héttől több hónapig), a feszültségmentesítés nem alapos, ipari tételes gyártásban ritkán alkalmazzák.

5. Mélyhideg kezelés (korábban hidegkezelésnek nevezték, kiegészítő stresszoldó módszerként szolgált)

Általában temperálással együtt használják. Először mélyhűtéssel stabilizáljuk a szerkezetet, majd alacsonyabb hőmérsékleten végezzük a temperálást. A stresszoldás együttes hatása hatékonyabb.
 

A hidegkezelés + feszültségmentesítés + formázás kombinálásával két fő csővezeték-feldolgozási módszer létezik:

1. megoldás: Precíziós hidegen{1}}húzott varrat nélküli csövek (hidraulikához, műszerekhez és precíziós gépekhez)

1. Melegen{1}}hengerelt csőtuskó → hideghúzás/hideghengerlés (hideg munkaterhelést eredményez)
2.Alacsony-hőmérsékletű feszültségcsökkentő izzítás (200-280 fok): Megszünteti a hideghúzási stresszt
3. Egyengetés, fej levágása és kikészítés
4. Mély hideg kezelés (-80-120 fok, lassú hűtés + elegendő tartási idő): Stabilizálja a szerkezetet, és fokozza a keménységet és a kopásállóságot
5. Másodlagos alacsony{0}}hőmérsékletű izzítás (150-200 fok): Megszünteti a hidegkezelési stresszt és visszaállítja a szívósságot
6. Roncsolásmentes tesztelés, méretvizsgálat és késztermék tárolása

Hatás: Stabil méretek, egyenletes keménység, kiváló kifáradási teljesítmény, és hosszú használat során nem deformálódik.

2. megoldás: Nagy-nyomású/vastag-falú melegen hengerelt-varrat nélküli csövek (olaj és gáz, kazánok, folyadékszállítás)

1. Meleghengerlés → Durva egyengetés
2. Magas-hőmérsékletű feszültségmentesítő izzítás (580 - 630 fok, lassú hűtés a kemencében): Teljesen kiküszöböli a meleghengerlésből és egyengetésből származó feszültségeket
3. Megmunkálás, ferde vágás, csőhajlítás stb. további feldolgozáshoz
4. Termékhiba észlelés, hidraulikus teszt
 

Hatás: Repedésálló, ellenáll a nagy nyomásnak, stabil igénybevételnek, alkalmas nehéz -terhelési körülményekre.
 

1. A hidegkezelés alapja: A méretek megtartása, a keménység növelése, a szövetek átalakulásának elősegítése. A teljes folyamatnak lassú hűtést, lassú újra-melegítést és ezt követő újra-edzést kell magában foglalnia; egyébként hajlamos a repedésre.

2. A stresszoldás lényege:Megakadályozza a deformációt, a repedést és a méreteltérést. A hőkezelés során fellépő feszültség enyhítése érdekében előnyben részesítse a "magas-hőmérsékletű lágyítás (teljes)" és az "alacsony-hőmérsékletű temperálás (a keménység megőrzése érdekében)." 

3.Logika a teljesítménynöveléshez:Hajtsa végre a feszültségmentesítést az alakítás során → Végezze el a hidegedzést → Hajtsa végre a másodlagos feszültségmentesítést. A három folyamat kombinációja figyelembe veszi a szilárdságot, a keménységet, a szívósságot és a méretstabilitást.