Το σβήσιμο σωλήνων από γαλβανισμένο χάλυβα είναι μια βασική διαδικασία θερμικής επεξεργασίας για τη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων του. Παρακάτω, θα παρέχουμε μια λεπτομερή επεξήγηση της σημασίας, των αποτελεσμάτων, των μεθόδων λειτουργίας, της επιλογής παράγοντα απόσβεσης, της θέσης στη διαδικασία κατασκευής και των βασικών σημείων για ακριβή έλεγχο.
I. Η σημασία και η λειτουργία της κατάσβεσης
Η σβέση είναι μια διαδικασία κατά την οποία οι σωλήνες από γαλβανισμένο χάλυβα θερμαίνονται στην κρίσιμη θερμοκρασία (πάνω από Ac3 ή Ac1) και διατηρούνται για ορισμένο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια ψύχονται γρήγορα σε νερό, λάδι ή άλλα μέσα. Ο βασικός σκοπός αυτής της διαδικασίας είναι να μετατρέψει τον υπόψυκτο ωστενίτη σε δομή μαρτενσίτη ή μπαινίτη, βελτιώνοντας έτσι σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες των χαλύβδινων σωλήνων όπως η σκληρότητα, η αντοχή στη φθορά, η αντοχή, η ελαστικότητα και η σκληρότητα.
Μετά το σβήσιμο και ακολουθούμενη από σκλήρυνση σε διαφορετικές θερμοκρασίες, οι ολοκληρωμένες μηχανικές ιδιότητες του χαλύβδινου σωλήνα μπορούν να προσαρμοστούν ώστε να ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις διαφόρων σεναρίων εφαρμογής. Για ορισμένους ειδικούς χάλυβες, η απόσβεση μπορεί επίσης να βελτιώσει τις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες, όπως η ενίσχυση του σιδηρομαγνητισμού και η βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση κ.λπ.
II. Επιπτώσεις στην ποιότητα των χαλύβδινων σωλήνων
Θετικό αντίκτυπο
1. Βελτιώστε σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες: Η σκληρότητα, η αντοχή στη φθορά, η αντοχή σε κόπωση και άλλοι βασικοί δείκτες του χαλύβδινου σωλήνα μετά το σβήσιμο βελτιώνονται σημαντικά.
2. Αποκτήστε συγκεκριμένη δομή: Σχηματίζοντας δομή μαρτενσίτη ή μπαινίτη, θέτοντας τα θεμέλια για μεταγενέστερη σκλήρυνση για προσαρμογή των ιδιοτήτων.
3. Αυξήστε τη διάρκεια ζωής: Το εύλογο σβήσιμο μπορεί να αυξήσει τη διάρκεια ζωής του τεμαχίου κατά 30-50%.
Αρνητικές επιπτώσεις και έλεγχος
1. Εσωτερική τάση και παραμόρφωση: Η γρήγορη ψύξη θα δημιουργήσει σημαντική εσωτερική τάση, η οποία μπορεί να προκαλέσει την παραμόρφωση του χαλύβδινου σωλήνα.
2. Κίνδυνος ρωγμών: Εάν η ταχύτητα ψύξης είναι πολύ γρήγορη ή η διαδικασία είναι ακατάλληλη, μπορεί να προκύψουν ρωγμές απόσβεσης.
3. Ασταθής δομή: Μετά το σβήσιμο, προκύπτει μια μη ισορροπημένη δομή και είναι απαραίτητο να γίνει σκλήρυνση για να σταθεροποιηθεί η δομή και να εξαλειφθεί η πίεση.
III. Η θέση σβέσης στη διαδικασία κατασκευής χαλύβδινων σωλήνων
Το σβήσιμο είναι η βασική διαδικασία της θερμικής επεξεργασίας για χαλύβδινους σωλήνες και συνήθως βρίσκεται στην ακόλουθη θέση στη διαδικασία κατασκευής:
Τυπική διαδικασία: Προετοιμασία μπιγιέτας σωλήνα → Θέρμανση → Διάτρηση και κύλιση → Έλεγχος διαμέτρου και ίσιωμα → σβήσιμο → σκλήρυνση → επιθεώρηση ακριβείας
Ειδικά:
1. Μετά την έλαση ή τη διαμόρφωση: Αφού ο χαλύβδινος σωλήνας φτάσει στο βασικό μέγεθος μέσω θερμής ή ψυχρής έλασης, υφίσταται επεξεργασία σβέσης.
2. Πριν από τη σκλήρυνση: Μετά το σβήσιμο, πρέπει να σκληρυνθεί αμέσως για να εξαλειφθεί η εσωτερική πίεση και να σταθεροποιηθεί η δομή.
3. Ως μέρος της διαδικασίας σβέσης και σκλήρυνσης: Για σωλήνες από χάλυβα υψηλής-αντοχής, συχνά υιοθετείται η διαδικασία σβέσης και σκλήρυνσης "σβέση + υψηλή{3}}θερμοκρασία σκλήρυνσης".
Οι σύγχρονες γραμμές παραγωγής χαλύβδινων σωλήνων υιοθετούν ως επί το πλείστον τη μέθοδο της επαγωγικής θέρμανσης και της συνεχούς απόσβεσης. Κατά τη διάρκεια των διαδικασιών θέρμανσης, σβέσης και σκλήρυνσης, οι χαλύβδινοι σωλήνες κινούνται κατά μήκος και προωθούνται σπειροειδώς.
IV. Ακριβής έλεγχος των βασικών σημείων της διαδικασίας σβέσης
Ακριβής έλεγχος θερμοκρασίας
• Θερμοκρασία θέρμανσης: Για υποευυτεκτοειδές χάλυβα, θερμαίνετε τον σε υψηλότερη τιμή Ac3 κατά 30-50 βαθμούς. για τον υπερευτεκτοειδές χάλυβα, θερμαίνετε το πάνω από το Ac1 κατά 30-50 βαθμούς. Στην πραγματική παραγωγή, πρέπει να γίνουν προσαρμογές ανάλογα με τον τύπο του χάλυβα και το σχήμα του τεμαχίου εργασίας. Για σύνθετα τεμάχια εργασίας, η κατώτερη οριακή θερμοκρασία θα πρέπει να υιοθετηθεί για να αποφευχθεί το ράγισμα κατά τη διάρκεια της απόσβεσης.
• Τεχνολογία ελέγχου θερμοκρασίας: Χρησιμοποιώντας εξοπλισμό θέρμανσης υψηλής{0}ακριβείας (φούρνοι αντίστασης, κλίβανοι επαγωγικής θέρμανσης) σε συνδυασμό με αλγόριθμους ελέγχου PID, η ακρίβεια ελέγχου θερμοκρασίας μπορεί να φτάσει τους ±1 βαθμό . Πολλαπλά θερμοστοιχεία εγκαθίστανται μέσα στον κλίβανο, επιτρέποντας τον έλεγχο θερμοκρασίας βάσει ζώνης-για να διασφαλιστεί η ομοιομορφία θερμοκρασίας, με τη διαφορά θερμοκρασίας να ελέγχεται εντός ±3 μοιρών.
• Ρυθμός θέρμανσης: Για τεμάχια εργασίας πολύπλοκου-σχήματος και μεγάλου μεγέθους-, ο ρυθμός θέρμανσης ελέγχεται στους 5-10 βαθμούς /min. Για απλούστερα τεμάχια εργασίας, μπορεί να αυξηθεί σε 10-15 μοίρες/λεπτό.
2. Έλεγχος της διαδικασίας ψύξης
• Βελτιστοποίηση μεθόδου ψύξης: Οι σωλήνες από γαλβανισμένο χάλυβα συνιστώνται να υποβάλλονται σε περιστροφική σβέση σε συνδυασμό με σύγχρονη ψύξη τόσο στο εσωτερικό όσο και στο εξωτερικό.
• Εσωτερική ψύξη: Το νερό ψεκάζεται μέσα στο σωλήνα μέσω του ακροφυσίου, με ταχύτητα ροής όχι μικρότερη από 10 m/s.
• Εξωτερική ψύξη: Χρησιμοποιήστε δεξαμενές ψεκασμού ή εμβάπτισης και τοποθετήστε ακροφύσια ανάδευσης στις δεξαμενές για να εξασφαλίσετε τη ροή του μέσου.
• Παράμετροι ψύξης: Για χαλύβδινους σωλήνες με λεπτά τοιχώματα (με πάχος τοιχώματος μικρότερο ή ίσο με 6 mm), ο ρυθμός ψύξης εντός του εύρους θερμοκρασίας των 650 - 400 βαθμών πρέπει να είναι μεγαλύτερος ή ίσος με 100 μοίρες /s. Για υλικά επιρρεπή σε ρωγμές (όπως 42CrMo), μπορούν να ληφθούν μέτρα όπως η μείωση της θερμοκρασίας σβέσης, η μείωση της ταχύτητας ροής του νερού και ο έλεγχος της θερμοκρασίας του νερού εξόδου (120 - 160 βαθμοί ).
• Διαχείριση ψυκτικού μέσου: Η θερμοκρασία του διαλύματος αλμυρού νερού πρέπει να είναι μικρότερη ή ίση με 60 βαθμούς για να αποφευχθεί η διάβρωση. Η συγκέντρωση και η θερμοκρασία του πολυμερούς παράγοντα σβέσης πρέπει να ελέγχονται αυστηρά.
3. Ολοκληρωμένος έλεγχος παραμέτρων διεργασίας
• Χρόνος μόνωσης: Υπολογιζόμενος με βάση το πραγματικό πάχος του τεμαχίου εργασίας, ο τύπος είναι τ=kD (όπου D είναι το πραγματικό πάχος και k ο συντελεστής διόρθωσης φόρτισης). Όταν η πυκνότητα φόρτωσης υπερβαίνει το 60%, ο συντελεστής αυξάνεται κατά 0.3 - 0.5.
• Διαδικασία σκλήρυνσης: Μετά το σβήσιμο, πρέπει να γίνει αμέσως σκλήρυνση. Η θερμοκρασία για τη θέρμανση σε χαμηλή-θερμοκρασία είναι 150-250 μοίρες και ο χρόνος υπολογίζεται με βάση το πάχος του τοιχώματος (1-2 λεπτά ανά χιλιοστό). Για παράδειγμα, για έναν χαλύβδινο σωλήνα πάχους 4 mm, η σκλήρυνση για 4-8 λεπτά θα διατηρήσει τη σκληρότητα στο HRC35-45 και θα αυξήσει τη σκληρότητα κατά 20-30%.
• Έλεγχος παραμόρφωσης: Βελτιστοποιώντας τη διαδικασία σβέσης για τη μείωση της συγκέντρωσης στρες, όπως η χρήση υπολειπόμενης θερμότητας για αυτο-σκλήρυνση.
4. Ποιοτικός έλεγχος και επικύρωση διαδικασίας
• Επιθεώρηση της δομής: Η δομή μετά την απόσβεση πρέπει να είναι μαρτενσίτης ή μπαινίτης, χωρίς σημαντική ποσότητα υπολειμματικού ωστενίτη.
• Δοκιμή απόδοσης: Ελέγξτε εάν οι δείκτες όπως η σκληρότητα, η αντοχή και η σκληρότητα πληρούν τις απαιτήσεις.
• Πρόληψη ελαττωμάτων: Βελτιώστε τις δοκιμές με υπερήχους και την επιθεώρηση ποιότητας επιφάνειας για να αποτρέψετε ελαττώματα όπως η απόσβεση ρωγμών και παραμορφώσεων.
5. Διαφοροποιημένες μέθοδοι επεξεργασίας για διαφορετικούς τύπους χάλυβα
• Χάλυβας χαμηλού-άνθρακος / μεσαίου-χάλυβας άνθρακα: Χρησιμοποιήστε κατά προτίμηση σβηστήρες με βάση το νερό- και εστιάστε στον έλεγχο της ομοιομορφίας της ψύξης.
• Υψηλής-ανθρακοχάλυβας/κράματος χάλυβας: Χρησιμοποιήστε αργή-ταχεία ψύξη λάδι ή υγρό σβέσης με βάση το νερό-για να εξισορροπήσετε τη σκληρότητα που επιτυγχάνεται με τον κίνδυνο ρωγμών.
• Σωλήνες από χάλυβα-υψηλής ποιότητας στη βιομηχανία πετρελαίου: Χρησιμοποιούν κυρίως δομικό χάλυβα μεσαίου-κράματος άνθρακα με χαμηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα. Το πάχος του τοιχώματος είναι ομοιόμορφο και μπορεί να δοθεί προτεραιότητα στην απόσβεση του νερού.
Περίληψη:
Ο ακριβής έλεγχος της απόσβεσης σωλήνων από γαλβανισμένο χάλυβα απαιτεί διαχείριση σε όλη τη διαδικασία, συμπεριλαμβανομένου του ελέγχου θερμοκρασίας, των μεθόδων ψύξης, της επιλογής μέσου, της αντιστοίχισης παραμέτρων της διαδικασίας και της επιθεώρησης ποιότητας. Η βασική αρχή είναι να διασφαλιστεί ότι η ικανότητα ψύξης πληροί το πρότυπο και ότι η ψύξη είναι ομοιόμορφη. Μέσω ολοκληρωμένων μέτρων όπως περιστροφική σβέση, σύγχρονη ψύξη εσωτερικά και εξωτερικά, ακριβής έλεγχος θερμοκρασίας και έγκαιρη σκλήρυνση, η σκληρότητα και η αντοχή των χαλύβδινων σωλήνων μπορούν να βελτιωθούν ενώ ελαχιστοποιούνται οι κίνδυνοι παραμόρφωσης και ρωγμών.
