Анализа процеса хладног третмана и ослобађања од напрезања за бешавне челичне цеви

Хладна обрада бешавних цеви се генерално односи на дубоку хладну обраду (третман на ниској-температури, обично у окружењу течног азота на -70 степени до -196 степени), и често се користи у комбинацији са процесима каљења, каљења, хладног ваљања/хладног извлачења. Основна функција је:

1. Стабилизирајте структуру и димензије:

Елиминирају преостали аустенит и промовишу његову трансформацију у стабилан мартензит како би се спречиле деформације димензија и померање тачности током накнадне употребе и обраде цеви, посебно за прецизне хидрауличне цеви, цеви за инструменте и цеви за лежајеве.

2. Повећајте тврдоћу, отпорност на хабање и снагу:

Организација постаје гушћа, површинска тврдоћа и отпорност на хабање се повећавају, а животни век цеви се продужава.

3. Ослободите микро унутрашњи стрес:

Смањите микро-напрезање изазвано изобличењем решетке током хладног извлачења и гашења и смањите ризик од пуцања и савијања у каснијој фази.

4. Побољшајте издржљивост и перформансе замора:

Побољшајте зрнасту структуру, смањите тачке концентрације напона и повећајте отпорност материјала цеви на замор и удар.

Препознатљива тачка:

Хладна обрада=нормална температура хладно извлачење/хладно ваљање. Хладна обрада је процес дубоког хлађења-на ниске температуре и помоћна је процедура након топлотне обраде.

(1) Пре{1}}Припрема за третман

1. Пре-контрола процеса
Материјал цеви прво треба да се подвргне каљењу/каљењу/хладном извлачењу, а затим да се охлади на собну температуру (20-40 степени) пре него што се стави у пећ. Строго је забрањено директно увођење високе-температуре у нискотемпературну опрему да би се спречила превелика температурна разлика и пуцање.

2. Сортирање и визуелни преглед

Уклоните цеви са пукотинама, наборима, неуједначеном дебљином зида, површинским огреботинама и избочинама. Сортирајте према материјалу, спецификацији и серији да бисте избегли мешање материјала.

3. Чишћење и сушење

Темељно уклоните површинске мрље од уља, влагу и течност за сечење. Замрзнута вода може да напукне зид цеви и кородира унутрашњи зид. Оба краја дугачке цеви су запечаћена како би се спречило да нискотемпературни медијуми-уђу у цев.

4. Стандарди за пуњење пећи
Поставите материјал цеви слој по слој, остављајући празнине, без слагања и стискања. Подржите танке и дугачке цеви да бисте спречили-савијање и деформацију под ниском температуром.

5. Пред{1}}подешавање параметара процеса
Подесите циљну температуру и време држања у складу са материјалом: бешавне цеви од угљеничног челика/нисколегиране су обично -70 до -120 степени, високолегиране/носиве цеви -150 до -196 степени.

(ИИ) Контрола процеса хладног третмана

1. Споро хлађење
Избегавајте брзо хлађење. Контролишите брзину хлађења на 1 до 3 степена/мин. Велике температурне разлике могу изазвати нова температурна напрезања, што доводи до микропукотина.

2. Адекватна изолација
Након што цела цев достигне задату ниску температуру, одржавајте изолацију 2 до 4 сата (за цеви са великом дебљином зида и великим пречником продужите на 4 до 6 сати). Уверите се да се унутрашње и спољашње структуре потпуно трансформишу како бисте избегли неуједначене перформансе изнутра и споља.

3. Запечаћено окружење и униформни медијум
Циркулација течног азота/хладног ваздуха је уједначена, елиминишући локално прехлађење; континуирано пратите температуру како бисте избегли екстремно ниске температуре.

4. Забранити спољашњи утицај и кретање
На ниским температурама, жилавост челика привремено опада, а под стресом је склон латентним пукотинама.

(ИИИ) Операције након{0}}хлађења

1. Споро хлађење (кључ)
Након истовара, пустите да се цев природно загреје до собне температуре. Не излажите га директној сунчевој светлости, не дувајте га врућим ваздухом или га урањајте у воду ради брзог загревања. Ово је да би се спречио секундарни стрес изазван наизменичним ниским и високим температурама. Трајање хлађења зависи од дебљине зида: код танких{3}}цеви 2 до 4 сата; за цеви са-дебелим зидовима, више од 6 сати.

2. Правовремено каљење/старење
Након дубоког хлађења, потребно је извршити ниско{0}}каљење на ниској температури (на 120 до 200 степени) да би се елиминисала мала количина напрезања ниске{3}}температуре настало током хладног третмана. Ово такође помаже враћању жилавости материјала цеви и спречавању крхкости.

3. Поновна{1}}инспекција и сортирање
Прегледајте изглед, равност и заобљеност сваке цеви појединачно; узмите узорке за тврдоћу, металографску анализу и детекцију грешака да бисте проверили микро{0}}прслине и деформације.

4. Заштита и складиштење
Након сушења и хлађења, чувајте цеви у складишту како бисте избегли излагање елементима, киши и ударцима.
 

Главни извори напрезања у бешавним цевима: топло ваљање, хладно извлачење/хладно ваљање, каљење, заваривање, равнање, механичка обрада. Напон се дели на макроскопски резидуални напон и микроскопски напон решетке.

1. Спречавање будућих неуспеха
Ослобађање преосталог напрезања може проузроковати савијање цеви, увијање и одступања у величини; суперпозиција напона ће вероватно изазвати пуцање и пуцање зида цеви, што представља изузетно висок ризик за цевоводе високог{0}}притиска и цеви за транспорт течности.

2. Стабилизација прецизности обраде
Током наредних процеса обраде као што су окретање, урезивање навоја, сечење и савијање, ослобађање напрезања ће довести до деформације обрађеног производа. Уклањање стреса може да обезбеди-дугорочну стабилност димензија готовог производа.

3. Побољшање механичких својстава
Елиминисање концентрације напона побољшава отпорност цеви на замор, корозију и крто ломљење, значајно повећавајући безбедност у условима високог-притиска и ниске{1}}температуре и цикличног оптерећења.

4. Побољшање накнадне обраде површине
Након уклањања напрезања, структура цеви постаје уједначена. Мање је вероватно да ће процеси као што су галванизација, фосфатирање и премазивање имати љуштење или рупе.
 

1. Ниско-жарење за ублажавање напрезања (најчешће коришћени, главни процес)

Применљиво на: хладно вучене-цеви, каљене и темпериране цеви, прецизне бешавне цеви, цеви средњег и малог-пречника

• Процесс:Загрејати на 180~300 степени, држати неко време, а затим полако-охладити на ваздуху или у пећи-охладити
• принцип:Атоми се полако дифундују, ослобађајући напрезање изобличења решетке, без промене тврдоће и чврстоће матрице, само елиминишући заостало напрезање.
• Кључне тачке:Температура целе пећи треба да буде уједначена, време држања је 30~60 минута по 10мм дебљине зида; брзина хлађења треба да буде мања или једнака 2 степена/мин.

2. Високо{1}}жарење за ублажавање напрезања при високим температурама (потпуно ослобађање од напона, велика деформација у цевима)

Применљиво на: цеви великог-пречника са дебелим зидовима{1}}, топло-ваљане цеви, колена, обрађене спојнице за цеви, заварене цеви

• Процес:Загрејте на 550~650 степени (испод температуре трансформације), држите неко време, а затим полако охладите у пећи (вадите из пећи када температура падне испод 200 степени).
• Карактеристике:Ефекат ослобађања од стреса је најтемељнији, скоро елиминишући све макроскопске и микроскопске напоне; недостатак је што благо смањује тврдоћу и чврстоћу, погодан за структуралне цеви и транспортне цеви са ниским захтевима за тврдоћу.

3. Вибрационо старење (смањење физичког стреса, није потребно грејање)

Применљиво на: ултра-дуге цеви, цеви великог-пречника, готове цеви које не дозвољавају загревање да промени боју или омекша.

• Принцип: Резонанцијом, унутрашњи напон материјала цеви се опушта и редистрибуира.
• Предности: Без термичке деформације, без оксидације декарбонизације, ниска потрошња енергије; Недостаци: Ограничено за елиминисање дубоког стреса, углавном се користи као помоћна метода за ублажавање стреса.

4. Природно старење (ниска цена, само за цеви са ниским-потребама)

Применљиво на: обичне структуралне цеви ниског-притиска, не-прецизне цеви

• Принцип: Дуго времена на собној температури, стрес се постепено ослобађа природним путем.
• Недостаци: Период је изузетно дуг (неколико недеља до неколико месеци), ослобађање од стреса није темељно и ретко се користи у индустријској серијској производњи.

5. Дубоки третман хладноћом (раније назван хладним третманом, који служи као помоћна метода за ублажавање стреса)

Обично се користи у комбинацији са каљењем. Прво се структура стабилизује дубоком хладном обрадом, а затим се каљење врши на нижој температури. Комбиновани ефекат ослобађања од стреса је ефикаснији.
 

Комбинујући хладну обраду + ублажавање стреса + формирање, постоје две главне методе обраде цевовода:

Решење 1: Прецизне хладно{1}}вучене бешавне цеви (користе се за хидраулику, инструментацију и прецизне машине)

1. Вруће-ваљане цевне гредице → Хладно извлачење/хладно ваљање (што резултира напрезањем при хладном раду)
2.Ниско{0}}жарење за ублажавање напрезања (200~280 степени): Елиминишите стрес хладног цртања
3. Исправљање, сечење главе и завршна обрада
4. Дубока хладна обрада (-80~-120 степени, споро хлађење + довољно времена држања): Стабилизира структуру и повећава тврдоћу и отпорност на хабање
5. Секундарно жарење на ниској температури (150~200 степени): Елиминишите стрес третмана хладноћом и вратите чврстину
6. Не-тестирање без разарања, инспекција величине и складиштење готовог производа

Ефекат: Стабилне димензије, уједначена тврдоћа, одличне перформансе замора и без деформација током дужег периода употребе.

Решење 2: бешавне цеви под високим-притиском/дебелих-вруће{3}}ваљаних цеви (нафта и гас, котлови, транспорт течности)

1. Вруће ваљање обликовање → Грубо равнање
2. Високо-жарење за ублажавање напрезања при високој температури (580 - 630 степен, споро хлађење у пећи): Потпуно елиминишите напрезања од врућег ваљања и исправљања
3. Машинска обрада, кошење, савијање цеви итд. за даљу обраду
4. Детекција квара производа, хидраулични тест
 

Ефекат: Отпоран на пуцање, издржава висок притисак, стабилан напон, погодан за тешке услове{0}}.
 

1. Срж третмана прехладом: Одржава димензије, повећава тврдоћу, промовише трансформацију ткива. Цео процес мора укључивати споро хлађење, споро поновно{1}}загревање и накнадно -каљење; иначе је склон пуцању.

2. Срж ослобађања од стреса:Спречите деформацију, пуцање и померање димензија. За ублажавање напрезања током термичке обраде, дајте приоритет „високој-жарењу на високој температури (потпуно)“ и „ниском-опуштању на ниској температури (да би се одржала тврдоћа).“ 

3.Логика за побољшање перформанси:Извршити смањење напрезања током формирања → Спровести хладно каљење → Спровести секундарно растерећење напона. Комбинација ова три процеса узима у обзир снагу, тврдоћу, жилавост и стабилност димензија.