Horganyzott acélcsövek széntelenítése: alapelvek és ellenintézkedések

Egyszerűen fogalmazva a dekarbonizáció az szén eltávolítása az acél felületéről.

Az acél alapvetően vas{0}}szénötvözet, és a széntartalom határozza meg az acél szilárdságát és keménységét. Amikor az acélcsövek magas hőmérsékletű környezetnek vannak kitéve, a felületen lévő szénatomok reakcióba lépnek oxigénnel, vízgőzzel, c.szén-dioxid stb. a környező légkörben, gázokká alakulva kiszabadul, ami ina a felületi réteg széntartalmának jelentős csökkenése a belső mátrixhoz képest. Ezt az alacsony szén-dioxid-kibocsátású területet -szénmentesítő rétegnek nevezik.

Például: Olyan, mint a kenyérsütés; a külső megég és elveszti a nedvességet, míg a belseje még puha - a széntelenítés az, amikor a "az acél felületi rétege megég és elveszti szenet".

A horganyzott acélcsövek széntelenítése főként ben történikkét magas hőmérsékletű{0}}fokozat:

1. szakasz: Fekete cső gyártási szakasz (hegesztőcső/hőkezelés):

Ha az acélszalagot hegesztés előtt magas-hőmérsékletű melegítésnek vetik alá, vagy hegesztés után izzító/normalizáló kezelésnek vetik alá, oxidatív atmoszférában, akkor szénmentesítés történik.

2. szakasz: Lágyítási szakasz tűzihorganyzás előtt (legkritikusabb):
Folyamatos tűzihorganyzó gyártósorokon az acélszalagok/acélcsövek az izzítókemencén való áthaladás után (általában 800-900 fokon) kerülnek a cinkedénybe, azzal a céllal, hogy lágyítsák az acélt, kiküszöböljék a feszültséget és helyreállítsák a felületi oxidfilmet. Ha a kemence belsejében a légkört nem megfelelően szabályozzák, itt szénmentesítés történik.

A dekarbonizáció négy kémiai reakcióelve:

Alapvető logika:

Minél magasabb a hőmérséklet, annál erősebb az oxidáló atmoszféra (több O2/CO₂/H2O), és minél hosszabb a tartási idő, annál súlyosabb a dekarbonizáció.A szén az alapanyag belsejéből a felszínre diffundál, majd a légkör "felfalja", dekarbonizációs gradienst képezve, amely fokozatosan csökken a felszíntől a belső felé.

Kiegészítő megjegyzés:

A hőmérséklet ahorganyzási folyamatmaga (merítési cink, körülbelül 450 fok) viszonylag alacsony, és általában do közvetlenül nem okoz jelentős dekarbonizációt. A horganyzott csövek széntelenítési problémái a legtöbb esetben a galvanizálás előtti lágyítási vagy fekete csőszakaszban gyökereznek.

1. Rendellenes megjelenése abevonat

• Megjelenik a felület sötét, szürkés, egyenetlen fényű,és „szürke foltok” jelentkezhetnek
• A bevonat lehet túl vastag és érdesmert a szénmentesített rétegben bőséges a ferrit, és alacsony a széntartalom, ami a vas{0}}cinkötvözetréteg (Fe-intermetallikus Zn) ellenőrizetlen növekedéséhez vezet.
• Súlyos esetekben a bevonatnak vanrossz tapadás és leválik

2. Csökkent mechanikai tulajdonságok

• Aa felületi keménység csökken(a szénmentesített réteg főleg ferrit, ami puha és szívós)
• Akopásállósága csökken,és használat közben hajlamos a karcolódásra
• A felületen a szakítószilárdság és a folyáshatár csökken, ami befolyásolja a teljes teherbírást{0}}

3. A metallográfiai szerkezet jellemzői

• A dekarbonizált rétegben a perlit csökken vagy eltűnik, szinte mindegyik ferrit
• A felszíntől a magig a széntartalom gradiensben növekszik
• Teljes szénmentesített réteg + részleges szénmentesített réteg (átmeneti zóna)

4. Csökkentett korrózióállóság

• A cinkréteg védelme a rendellenes területeken (szürke foltok, hámló területek) nem működik
• Maga a dekarbonizált réteg elektrokémiai aktivitása eltér az alapanyagétól, ami rendellenes korróziós viselkedést eredményez

5. Utólagos-feldolgozási problémák

• A dekarbonizált réteg hajlamos aráncosodás és repedéshajlítás és tágulás során
• A menetfeldolgozás során a felületi keménység nem megfelelő, a fog alakja szabálytalan

1. Az izzító kemence légkörének szabályozása (legfontosabb)

• Használja anitrogén{0}}hidrogén védő atmoszféra(N₂ + 5%~15% H₂), fenntartva aenyhén csökkenti a környezetet
• Szigorúan ellenőrizni aharmatpont(általában -30 fok alatt szükséges), csökkenti a vízgőzt
• Az oxidatív atmoszféra elkerülése érdekében szabályozza az oxigéntartalmat és a CO₂ parciális nyomást,

2. Szabályozza a fűtési hőmérsékletet és időt

• Miközben teljesíti az izzítási követelményeket, próbálja meg csökkentse a hőmérsékletet(a dekarbonizáció sebessége exponenciálisan növekszik a hőmérséklettel)
• Rövidítse le amagas hőmérsékleten való tartási idő-szakasz a széndiffúzió és a reakciólehetőségek csökkentése érdekében

3. Az alapanyagok és a felület állapotának ellenőrzése

• Acéllécek vásárlásakor kérje meg az acélművet, hogycontrol a dekarbonizált réteg mélységét(a szerződésben kiköthető, például 0,05 mm-nél kisebb vagy egyenlő)
• Csökkentse aoxid skálaaz acélszalagon, mivel az oxidréteg katalizálja a dekarbonizációs reakciót
• Kerülje a túlzott pácolást, mivel a felület túlzott aktiválása szintén súlyosbítja a későbbi széntelenítést

4. Optimalizálja az előkezelést-a horganyzás előtt

• Használjon ésszerű összetételű fluxust, általában ZnCl₂ + NH4Cl-t, szabályozza a pH-t és a koncentrációt
• Használjon megfelelő szárítási hőmérsékletet, hogy elkerülje a felület oxidációját, mielőtt az acélcső belép a cinkedénybe
   

5. Folyamatfigyelés és ellenőrzés

• Rendszeres használatmetallográfiai módszereka szénmentesített réteg mélységének kimutatására (a GB/T 224 szabványnak megfelelően)
• Kövesse nyomon az izzító kemence légköri paramétereit (harmatpont, oxigéntartalom, hidrogéntartalom) és rögzítse azokat
• Koncentrálj a magas széntartalmú acél{0}}szabályozására (minél magasabb a széntartalom, annál könnyebben széntelenít) nagyobb odafigyeléssel

Összefoglalva, a szénmentesítésről akkor beszélünk, amikor az acél felületén lévő szenet magas hőmérsékleten a légkör "elfalja".A kiváltó ok az izzító kemence légkörében és hőmérséklet-szabályozásában rejlik; szürke bevonatban, rossz tapadásban és puha felületben nyilvánul meg; az ellenintézkedések három{0}}szempontból állnakvédő légkör + hőmérséklet szabályozás + alapanyag szabályozás.