Ανάλυση αιτιών, σεναρίων και μέτρων πρόληψης για ρωγμές χαλύβδινων σωλήνων

Η ουσία της ρωγμής των χαλύβδινων σωλήνων είναι ότι η εσωτερική τάση είναι μεγαλύτερη από την αντοχή διαρροής/σκληρότητα αστοχίας του υλικού. Επιπλέον, υπάρχουν τέσσερις κύριες αιτίες: ελαττώματα υλικού, ελαττώματα διεργασίας, υπερβολική εξωτερική δύναμη και περιβαλλοντική διάβρωση.

Από τη μικροσκοπική ρωγμή κόκκων έως τη μικρο-διαστολή ρωγμών έως τις μακροσκοπικές ρωγμές, εμφανίζεται με πέντε μορφές: διαμήκη ρωγμή, εγκάρσια ρωγμή, περιφερειακή ρωγμή, ρωγμή στο τέλος και ρωγμή συγκόλλησης.

1. Υλικοί-σχετικοί λόγοι (εγγενή ελαττώματα)

1. Ενσωματώσεις/διαχωρισμός φάσεων στις πρώτες ύλες
Κατά την παραγωγή χάλυβα, εάν η περιεκτικότητα σε θείο, φώσφορο, οξυγόνο και υδρογόνο υπερβεί το πρότυπο, θα συσσωρευτούν θειούχα και οξείδια, διαταράσσοντας τη συνέχεια των μεταλλικών κόκκων και γίνονται πηγές ρωγμών. Εάν το ισοδύναμο άνθρακα είναι πολύ υψηλό, ο χάλυβας γίνεται εύθραυστος και έχει κακή σκληρότητα και είναι επιρρεπής σε ψυχρή ρωγμή.

2. Ανεπαρκής μεταλλογραφική δομή
Χονδροειδείς κόκκοι, δομή με ταινίες, δομή Vickers, σκληρυμένος μαρτενσίτης σκληρή και εύθραυστη δομή, σημαντικά μειωμένη πλαστικότητα, ακόμη και ελαφρά πίεση θα προκαλέσουν ρωγμές.

3. Ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος, υπερβολική ελλειπτικότητα
Η μία πλευρά του σωλήνα είναι παχύτερη και η άλλη είναι πιο λεπτή, η τάση συγκεντρώνεται στην περιοχή με τα λεπτά-τοιχώματα και οι ρωγμές εμφανίζονται κατά προτίμηση υπό πίεση.

4. Ρηγμάτωση που προκαλείται-το υδρογόνο (πιο συχνή)
Κατά τη διάρκεια της παραγωγής χάλυβα, οι διαδικασίες πλύσης με οξύ, συγκόλλησης, ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης απορροφούν υδρογόνο, τα άτομα υδρογόνου διεισδύουν στο πλέγμα, συσσωρεύονται για να σχηματίσουν εσωτερική πίεση, σπάνε τους κόκκους και συνήθως εκδηλώνονται ως καθυστερημένη ρωγμή.

2. Λόγοι παραγωγικής διαδικασίας (μετά-ελαττώματα κατασκευής)

1. Ακατάλληλη διαδικασία θερμής έλασης/ψυχρού τραβήγματος

• Υπερβολική θερμοκρασία θέρμανσης/ψύξης: Η υπερθέρμανση οδηγεί σε χονδροειδείς κόκκους και ατελές σφυρηλάτηση. Η πολύ χαμηλή θερμοκρασία έχει ως αποτέλεσμα κακή πλαστικότητα και άμεσο σχίσιμο κατά την κύλιση.
• Υπερβολική μείωση της κύλισης: Η υπερβολική παραμόρφωση ανά ένα πέρασμα υπερβαίνει το όριο ανοχής του υλικού, προκαλώντας εσωτερική στρώση και μικρο-ρωγμές.
• Χωρίς ενδιάμεση ανόπτηση σε κρύο σχέδιο: Σοβαρή σκλήρυνση με ψυχρή εργασία, υπερβολική υπολειπόμενη τάση εφελκυσμού και φυσικό ράγισμα κατά την αποθήκευση και την κοπή.

2. Ελαττώματα σε συγκολλημένους χαλύβδινους σωλήνες
Σπειροειδής συγκόλληση, συγκόλληση ευθείας ραφής: Έλλειψη διείσδυσης, συμπερίληψη σκωρίας, πορώδες αερίου, υποκοπή, σφαιρίδιο συγκόλλησης, η συγκόλληση είναι αδύναμη περιοχή, η συγκέντρωση τάσεων προκαλεί άμεση ρωγμή. υπερβολική εισροή θερμότητας συγκόλλησης, ευθραυστότητα στη ζώνη-που επηρεάζεται από τη θερμότητα.

3. Ακατάλληλη θερμική επεξεργασία
Η πολύ γρήγορη ψύξη κατά την κανονικοποίηση και την ανόπτηση οδηγεί σε καταπόνηση απόσβεσης. ανεπαρκής σκλήρυνση, υπολειπόμενη τάση που δεν απελευθερώνεται και επακόλουθο αργό ράγισμα.

4. Επεξεργασία κοπής, λοξότμησης, λοξοτομής
Το πριόνισμα, η κοπή με φλόγα δημιουργούν θερμική καταπόνηση και σκληρυμένο στρώμα, με αποτέλεσμα μικρορωγμές στο άκρο, οι οποίες διαστέλλονται στη συνέχεια.

3. Αιτίες στρες και εξωτερικής δύναμης
1. Υπολειμματική εσωτερική καταπόνηση
Μετά την έλαση, τη συγκόλληση και το κρύο τράβηγμα, η εσωτερική πίεση δεν έχει εκτονωθεί. Ο χαλύβδινος σωλήνας έχει τη δική του τάση εφελκυσμού στο εσωτερικό του και θα ραγίσει φυσικά ακόμη και χωρίς εξωτερική δύναμη.

2. Μηχανική Υπερφόρτωση από Εξωτερικές Δυνάμεις
Συμπίεση, κρούση, κάμψη, ανομοιόμορφη κατανομή δύναμης κατά την ανύψωση και την εγκατάσταση και υπέρβαση της σχεδιαστικής αντοχής διαρροής του χαλύβδινου σωλήνα.

3. Συγκέντρωση στρες
Εμφανίζονται ρωγμές στην εγκοπή ανοίγματος του σωλήνα, γρατσουνιές που προκαλούν κοιλώματα, αιχμηρές γωνίες από την επεξεργασία του νήματος και ξαφνικές αλλαγές στο πάχος του τοιχώματος. Το τοπικό στρες μεγεθύνεται αρκετές φορές, οδηγώντας σε άμεσο ράγισμα.

4. Αιτίες Διάβρωσης και Υποβάθμισης Περιβάλλοντος και Μέσου
1. Ευθραυστότητα σε χαμηλή-θερμοκρασία
Οι σωλήνες χάλυβα χαμηλού-άνθρακα και-χαμηλού κράματος παρουσιάζουν σημαντική πτώση στην αντοχή σε κρούση σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Ακόμη και ελαφροί κραδασμοί ή κρούσεις μπορεί να προκαλέσουν εύθραυστο σπάσιμο και ρωγμές.

2. Ρηγμάτωση διάβρωσης

• Διάβρωση λόγω καταπόνησης: Υγρασία, οξέα, αλκάλια, ιόντα χλωρίου + εφελκυστική τάση, με αποτέλεσμα ρωγμές από διάβρωση λόγω καταπόνησης (SCC).
• Διακοκκώδης διάβρωση: Το μέσο διαβρώνει τα όρια των κόκκων, προκαλώντας σταδιακή ρωγμή.
• Διάβρωση υδρογόνου, διάβρωση σουλφιδίου (συνήθης σε συστήματα χημικών αγωγών πετρελαίου και άνθρακα).

1. Ράγισμα κατά την παραγωγή

• Κατά τη διάρκεια της θερμής έλασης και του τρυπήματος:Η ράβδος σωλήνα έχει χαμηλή θερμοκρασία και περιέχει πολλά εγκλείσματα, με αποτέλεσμα το άμεσο σχίσιμο στο άκρο διάτρησης.
• Κατά τη διαδικασία κύλισης:Υπερβολική μείωση της πίεσης, ακατάλληλη ρύθμιση των κυλίνδρων οδήγησης, προκαλώντας διαμήκη ρωγμή του τοιχώματος του σωλήνα.
• Κατά την παραγωγή κρύου σχεδίου:Κακή λίπανση των καλουπιών, υπερβολική παραμόρφωση και αδυναμία ανόπτησης, που οδηγεί σε ρωγμές κατά το τράβηγμα.
• Κατά τον σχηματισμό συγκόλλησης:Κακή δημιουργία συγκόλλησης, αναντιστοιχία ρεύματος και τάσης συγκόλλησης, άμεσο ράγισμα της συγκόλλησης.
• Κατά τη διαδικασία ανόρθωσης:Υπερβολική πίεση στους κυλίνδρους ευθυγράμμισης, με αποτέλεσμα τη σύνθλιψη του σωλήνα και τη δημιουργία εγκάρσιων ρωγμών.

2. Ράγισμα κατά την αποθήκευση/μεταφορά

• Οι σωλήνες ψυχρής-έλξης και οι συγκολλημένοι σωλήνες δεν έχουν υποστεί ανακούφιση από την καταπόνηση και οι ξαφνικές αλλαγές θερμοκρασίας κατά την αποθήκευση σε εξωτερικό χώρο προκαλούν θερμική διαστολή και συστολή, οδηγώντας σε ρωγμές.
• Το ακατάλληλο δέσιμο κατά τη μεταφορά και την ανύψωση και τα παράλογα σημεία παραγεμίσματος οδηγούν σε τοπική συμπίεση και τριβή, προκαλώντας ρωγμές.
• Έκθεση σε υγρασία, βροχή, σκουριά και διάβρωση, σταδιακά επεκτεινόμενες μικρο-ρωγμές στην επιφάνεια.

3. Δημοσίευση-διακοπής επεξεργασίας

• Κοπή φλόγας και λείανση των άκρων σωλήνων, θερμικό σοκ προκαλεί ρωγμές στα άκρα.
• Το κόψιμο νήματος, το σπείρωμα, η επεξεργασία σχισμών, η πίεση κοπής σε συνδυασμό με την έντονη γωνιακή πίεση οδηγεί σε ρωγμές.
• Η τυχαία περικοπή, το τραχύ χτύπημα, η δόνηση ενισχύουν τις υπάρχουσες μικρο-ρωγμές.

4. Ράγισμα κατά την εγκατάσταση και τη χρήση

• Αναγκαστική ευθυγράμμιση σωλήνων, σκληρό τράβηγμα για σύνδεση, με αποτέλεσμα την εφελκυστική τάση εγκατάστασης.
• Υπέρβαση της πίεσης σχεδιασμού για ρουλεμάν πίεσης-, κρούση σφυριού νερού, απότομη αύξηση και μείωση της πίεσης.
• Εξωτερική χρήση σε χαμηλές θερμοκρασίες, χωρίς μόνωση, προκαλώντας εύθραυστο κάταγμα.
• Καθίζηση θεμελίωσης θαμμένων σωλήνων, αναρτημένη φόρτωση, διάβρωση εδάφους.
• Συνθήκες υψηλής-θερμοκρασίας: Μακροπρόθεσμη-υψηλή-ρύθμιση θερμοκρασίας, ολίσθηση κόκκων που προκαλεί ρωγμές. εναλλασσόμενοι κύκλοι ζεστού και κρύου, ρωγμές θερμικής κόπωσης.

1. Έλεγχος Πρώτων Υλών (Αποτροπή ρωγμών από την πηγή)

1. Ελέγξτε αυστηρά τη σύνθεση χάλυβα: μείωση του θείου και του φωσφόρου, έλεγχος ισοδύναμου άνθρακα, αυστηρός έλεγχος της περιεκτικότητας σε υδρογόνο, επιλογή κατάλληλων μπιλιέτας και αποφυγή τυχαίας ανάμειξης σκραπ χάλυβα και άλλων ακαθαρσιών.

2. AΤα εισερχόμενα billets πρέπει να υποστούν ανίχνευση ελαττωμάτων: ανίχνευση ελαττωμάτων υπερήχων/επαγωγής, αφαίρεση εσωτερικών εγκλεισμάτων, ελαττωμάτων σε στρώματα και συρρίκνωσης.

3. Uniμορφή θέρμανσης μπιλιέτας: βήμα{0}}βήμα-θέρμανση του κλιβάνου με σταθερή ταχύτητα, αποφεύγοντας την τοπική υπερθέρμανση και υποθέρμανση και διασφαλίζοντας επαρκή χρόνο διατήρησης για την επίτευξη ομοιόμορφης μικροδομής.

2. Προσαρμογή διαδικασίας κύλισης/ψυχρού σχεδίου
1. Ακριβής έλεγχος θερμοκρασίας
Για τη θερμή έλαση, η αρχική και η τελική θερμοκρασία έλασης ελέγχονται αυστηρά για να αποφευχθεί η εύθραυστη ζώνη. σε περιβάλλον χαμηλής-θερμοκρασίας, η θερμοκρασία θέρμανσης του billet αυξάνεται κατάλληλα.

2. Λογική κατανομή της μείωσης
Μειώστε την ποσότητα παραμόρφωσης της μονής κύλισης, χρησιμοποιήστε πολλαπλά περάσματα με μικρή μείωση για να αποφύγετε την υπερβολική καταπόνηση με μία κίνηση. βελτιστοποιήστε την απόσταση των κυλίνδρων και των οδηγών για να εξασφαλίσετε ομοιόμορφο πάχος τοιχώματος και να καλύψετε τις απαιτήσεις ελλειπτικότητας.

3. Αντι-σπάσιμο στη διαδικασία ψυχρής σχεδίασης
Πριν από το κρύο σχέδιο, εκτελέστε ανόπτηση σφαιροειδοποίησης για να εξαλείψετε τη σκλήρυνση της εργασίας. γυαλίστε τα καλούπια και παρέχετε επαρκή λίπανση για μείωση της πίεσης τριβής. χρησιμοποιήστε πολλαπλά περάσματα σχεδίασης και προσθέστε διαδικασίες ανόπτησης στη μέση.

3. Ειδικά μέτρα κατά των ρωγμών για συγκολλημένους χαλύβδινους σωλήνες
1. Αντιστοιχίστε το ρεύμα συγκόλλησης, την τάση και την ταχύτητα συγκόλλησης για να αποτρέψετε την ατελή διείσδυση, την υποκοπή και την συμπερίληψη σκωρίας.
2. Προθερμάνετε πριν τη συγκόλληση και ψύξτε αργά μετά τη συγκόλληση. Οι σωλήνες από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα/κράμα χάλυβα πρέπει να σκληρύνονται μετά τη συγκόλληση για να ανακουφιστεί η πίεση.
3. Πραγματοποιήστε-γραμμή ανίχνευση ελαττωμάτων με υπερήχους και ακτίνες Χ- στις ραφές συγκόλλησης και αφαιρέστε αμέσως τους ραγισμένους χαλύβδινους σωλήνες.

4. Θερμική επεξεργασία για ανακούφιση από το στρες (βασική διαδικασία)
1. Οι-σωλήνες ψυχρής έλξης, οι σωλήνες με πάχος-τοίχωμα και οι σωλήνες από κράμα πρέπει να υποβληθούν σε ανόπτηση/κανονικοποίηση ανακούφισης καταπόνησης για να απελευθερωθούν οι υπολειπόμενες τάσεις από την κύλιση και τη συγκόλληση.
2. Ελέγξτε τον ρυθμό ψύξης. Απαγορεύεται η ψύξη με αέρα ή η ταχεία ψύξη. Χρησιμοποιήστε ψύξη κλιβάνου, αργή ψύξη σε κοιλώματα για να αποφύγετε τη σκλήρυνση των δομών.

5. Έλεγχος επεξεργασίας και ευθυγράμμισης ανάρτησης-
1. Ρυθμίστε-την πίεση του κυλίνδρου ευθυγράμμισης για να αποτρέψετε το υπερβολικό ίσιωμα να προκαλέσει εγκάρσιες ρωγμές. επαν-επιθεωρήστε μετά το ίσιωμα.
2. Χρησιμοποιήστε επεξεργασία χαμηλής-ταχύτητας για τη στρογγυλοποίηση και τη λοξοτομή του στομίου του σωλήνα για να αποφύγετε το άμεσο κάψιμο του στομίου του σωλήνα με κοπή με φλόγα. Αντ' αυτού, χρησιμοποιήστε μηχανικό πριόνισμα για να μειώσετε τις θερμικές ρωγμές.
3. Κάντε μια στρογγυλεμένη μετάβαση στο στόμιο του σωλήνα μετά την επεξεργασία για να εξαλείψετε τη συγκέντρωση πίεσης που προκαλείται από αιχμηρές γωνίες και κενά.

6. Διαδικτυακός έλεγχος ποιότητας
Διενεργούνται δοκιμές δινορευμάτων πλήρους διεργασίας, υπερήχων και υδροστατικών δοκιμών για την εκ των προτέρων ανίχνευση μικρο-ρωγμών και την αποτροπή της απελευθέρωσης προϊόντων με ρωγμές από τη γραμμή παραγωγής.

1. Επιλογή τύπου και συμβατότητα (επιλέξτε πρώτα τον σωστό σωλήνα)
1. Περιβάλλον χαμηλής- θερμοκρασίας:Επιλέξτε χαλύβδινους σωλήνες ανθεκτικούς σε χαμηλές-κρούσεις θερμοκρασίας (όπως Q355C/D/E) και αποφύγετε τη χρήση συνηθισμένου χάλυβα χαμηλής-άνθρακα.
2. Διαβρωτικά μέσα (οξέα, αλκάλια, χημικά, παραθαλάσσια):Επιλέξτε γαλβανισμένους σωλήνες, σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα, αντιδιαβρωτικό κράμα-. Οι συνηθισμένοι σωλήνες από ανθρακούχο χάλυβα είναι επιρρεπείς σε ρωγμές λόγω διάβρωσης.
3. Συνθήκες υψηλής-πίεσης και υψηλής- θερμοκρασίας:Επιλέξτε χοντρούς-σωλήνες από χάλυβα χωρίς ραφή. Απορρίψτε τους συγκολλημένους σωλήνες με λεπτά τοιχώματα ως υποκατάστατα.

2. Σημειώσεις αποθήκευσης και μεταφοράς
1. Αποθηκεύστε τους έτοιμους χαλύβδινους σωλήνες σε επίπεδο, για να αποφύγετε την ανάρτηση ή την εκπόνηση ενός σημείου-. χρησιμοποιήστε ξύλινα στηρίγματα με στρώματα για να αποτρέψετε την άμεση σκληρή επαφή και συμπίεση.
2. Καλύψτε τα κατά τη διάρκεια των βροχερών ημερών για να αποφύγετε τη σκουριά λόγω της έκθεσης στη βροχή και το ράγισμα που προκαλείται από ξαφνικές αλλαγές θερμοκρασίας. κρατήστε τα μακριά από περιβάλλοντα με όξινη και αλκαλική διάβρωση.
3. Χρησιμοποιήστε εύκαμπτες ζώνες ανύψωσης για τη μεταφορά και την ανύψωση. Μην πιέζετε απευθείας το στόμιο ή το σώμα του σωλήνα με χαλύβδινα συρματόσχοινα. Απαγορεύεται αυστηρά ο τραχύς χειρισμός και η κρούση.

3. Κοπή και δευτερογενής επεξεργασία
1. Προσπαθήστε να χρησιμοποιήσετε τη μηχανική κρύα κοπή όσο το δυνατόν περισσότερο και ελαχιστοποιήστε τη χρήση της θερμής κοπής με φλόγα. όταν είναι απαραίτητη η κοπή με φλόγα, αφαιρέστε το σκληρυμένο στρώμα και τις μικρο-ρωγμές μετά την κοπή.
2. Αφού περάσετε το σπείρωμα και τις σχισμές, φτιάξτε λοξοτομές και στρογγυλεμένες γωνίες για να εξαλείψετε τη συγκέντρωση τάσης στις αιχμηρές γωνίες κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας.
3. Εάν η τάση στον επεξεργασμένο χαλύβδινο σωλήνα είναι υψηλή, μπορεί να πραγματοποιηθεί τοπική ανόπτηση για να ανακουφιστεί η πίεση.

4. Προδιαγραφές κατασκευής εγκατάστασης

1. Η εγκατάσταση του αγωγού δεν πρέπει να πραγματοποιείται με βίαια ευθυγράμμιση ή βίαιο τράβηγμα ή ώθηση. Αφήστε επαρκή περιθώριο θερμικής διαστολής για να αποφύγετε την υπολειπόμενη εφελκυστική τάση κατά την εγκατάσταση.
2. Η απόσταση των στηρίξεων και των ρουλεμάν πρέπει να συμμορφώνεται με τους κανονισμούς για να αποτρέπεται η παραμονή του αγωγού σε αναστολή, βύθιση ή κάμψη υπό τη δύναμη.
3. Για αγωγούς υψηλής θερμοκρασίας, θα πρέπει να τοποθετηθούν αρμοί διαστολής για να αντισταθμίσουν τη θερμική διαστολή και συστολή, αποτρέποντας τη θερμική καταπόνηση από το να προκαλέσει ρωγμές.

5. Προστασία λειτουργίας και συντήρησης
1. Μην λειτουργείτε πέρα ​​από τα όρια πίεσης ή φορτίου για να αποφύγετε το σφυρί νερού και τις απότομες διακυμάνσεις της πίεσης.
2. Μονώστε και αποτρέψτε το πάγωμα για σωλήνες χαμηλών-θερμοκρασιών για αποφυγή εύθραυστων ρωγμών. απαγορεύουν την άμεση πρόσκρουση και το χτύπημα σε αγωγούς το χειμώνα.
3. Εφαρμόστε αντιδιαβρωτικές επικαλύψεις και καθοδική προστασία σε θαμμένους αγωγούς για να απομονώσετε ιόντα χλωρίου, οξέα και αλκάλια εδάφους από τη διάβρωση.
4. Τακτικές επιθεωρήσεις: Εστιάστε στην επιθεώρηση συγκολλήσεων, ανοιγμάτων σωλήνων και γωνιακών τμημάτων (όπου η πίεση είναι μεγαλύτερη και είναι πιο πιθανό να εμφανιστεί ρωγμές) και κόψτε και αντικαταστήστε αμέσως τυχόν μικρές ρωγμές για να αποτρέψετε τη διαστολή και τη ρήξη του αγωγού.

1. Η βασική αιτία της ρωγμής:Ελαττώματα υλικού + υπολειμματική τάση + ακατάλληλη διαδικασία + εξωτερική δύναμη / χαμηλή θερμοκρασία / διάβρωση σε συνδυασμό.

2. Σενάρια επιρρεπή σε ρωγμές:Έλαση παραγωγής / συγκόλληση, σκλήρυνση με ψυχρή έλξη, θερμικό σοκ κοπής, χρήση χαμηλής- θερμοκρασίας, διαβρωτικό περιβάλλον, αναγκαστική εγκατάσταση.

3. Πρόληψη παραγωγής ρωγμών:Έλεγχος πρώτων υλών, έλεγχος θερμοκρασίας, λογική μείωση, θερμική επεξεργασία μετά την{0}}συγκόλληση, ανακούφιση από το στρες, ανίχνευση ελαττωμάτων επί γραμμής.

4. Πρόληψη χρήσης ρωγμών:Επιλέξτε το σωστό υλικό, ήπια αποθήκευση και μεταφορά, επεξεργασία ψυχρής κοπής, τυποποιημένη εγκατάσταση, έλεγχος πίεσης, αντιδιαβρωτική και αντιπαγωτική-αντί-αντίδραση.