Analiza postopka hladne obdelave in razbremenitve brezšivnih jeklenih cevi

Hladna obdelava brezšivnih cevi se na splošno nanaša na globoko hladno obdelavo (nizko-temperaturna obdelava, običajno v okolju s tekočim dušikom pri -70 stopinjah do -196 stopinj) in se pogosto uporablja v povezavi s postopki kaljenja, popuščanja, hladnega valjanja/hladnega vlečenja. Osnovna funkcija je:

1. Stabilizirajte strukturo in dimenzije:

Eliminirate preostali avstenit in spodbujate njegovo pretvorbo v stabilen martenzit, da preprečite dimenzijsko deformacijo in natančnost odmika med nadaljnjo uporabo in obdelavo cevi, zlasti za precizne hidravlične cevi, instrumentne cevi in ​​ležajne cevi.

2. Povečajte trdoto, odpornost proti obrabi in moč:

Organizacija postane gostejša, površinska trdota in odpornost proti obrabi se povečata, življenjska doba cevi pa se podaljša.

3. Sprostite mikro notranjo napetost:

Zmanjšajte mikro{0}}napetost, ki jo povzroča deformacija rešetke med hladnim vlečenjem in kaljenjem, ter zmanjšajte tveganje za razpoke in zvijanje v kasnejši fazi.

4. Izboljšajte zmogljivost pri žilavosti in utrujenosti:

Izboljšajte zrnato strukturo, zmanjšajte koncentracijske točke napetosti in povečajte odpornost na utrujenost in udarce materiala cevi.

Razlikovalna točka:

Hladna obdelava ≠ normalno temperaturno hladno vlečenje/hladno valjanje. Hladna obdelava je proces globokega hlajenja pri nizki-temperaturi in je pomožni postopek po toplotni obdelavi.

(1) Priprava pred -obdelavo

1. Pred-nadzor postopka
Material cevi mora biti najprej podvržen kaljenju/kaljenju/hladnemu vlečenju, nato pa se ohladi na približno sobno temperaturo (20-40 stopinj), preden se postavi v peč. Strogo je prepovedano neposredno vnašati visoko-temperaturo v nizkotemperaturno opremo, da preprečite preveliko temperaturno razliko in razpoke.

2. Razvrščanje in vizualni pregled

Odstranite cevi z razpokami, gubami, neenakomerno debelino sten, površinskimi praskami in izboklinami. Razvrstite po materialu, specifikaciji in seriji, da preprečite mešanje materialov.

3. Čiščenje in sušenje

Temeljito odstranite površinske oljne madeže, vlago in rezalno tekočino. Zamrznjena voda lahko poči steno cevi in ​​razjeda notranjo steno. Oba konca dolge cevi sta zatesnjena, da prepreči-sredstvu z nizko temperaturo vstop v cev.

4. Standardi za nalaganje peči
Cevni material položite plast za plastjo, pri čemer pustite vrzeli, brez zlaganja in stiskanja. Podprite tanke in dolge cevi, da preprečite-upogibanje lastne teže in deformacijo pod nizko temperaturo.

5. Pred-nastavitev parametrov procesa
Nastavite ciljno temperaturo in čas zadrževanja glede na material: brezšivne cevi iz ogljikovega jekla/nizkolegirane cevi so običajno od -70 do -120 stopinj, visokolegirane/ležajne cevi od -150 do -196 stopinj.

(II) Procesna kontrola hladilne obdelave

1. Počasna stopnja hlajenja
Izogibajte se hitremu ohlajanju. Hitrost hlajenja nadzorujte na 1 do 3 stopinje/min. Velike temperaturne razlike lahko povzročijo nove temperaturne obremenitve, ki vodijo do mikrorazpok.

2. Ustrezna izolacija
Ko celotna cev doseže nastavljeno nizko temperaturo, vzdržujte izolacijo 2 do 4 ure (za cevi z veliko debelino stene in velikim premerom podaljšajte na 4 do 6 ur). Zagotovite, da se notranje in zunanje strukture popolnoma preoblikujejo, da se izognete neenakomernemu delovanju znotraj in zunaj.

3. Zaprto okolje in enoten medij
Kroženje tekočega dušika/hladnega zraka je enakomerno, kar odpravlja lokalno prekomerno ohlajanje; nenehno spremljajte temperaturo, da se izognete ekstremno nizkim temperaturam.

4. Prepoved zunanjih udarcev in gibanja
Pri nizkih temperaturah se žilavost jekla začasno zmanjša in je pod obremenitvijo nagnjeno k latentnim razpokam.

(III) Po-delovanje hlajenja

1. Počasno hlajenje (ključ)
Po raztovarjanju pustite, da se cev naravno segreje na sobno temperaturo. Ne izpostavljajte ga neposredni sončni svetlobi, ne pihajte ga z vročim zrakom ali ga potapljajte v vodo za hitro segrevanje. To je namenjeno preprečevanju sekundarnega stresa, ki ga povzročajo izmenične nizke in vroče temperature. Trajanje hlajenja je odvisno od debeline stene: za tankostenske cevi 2 do 4 ure; za debelostenske cevi več kot 6 ur.

2. Pravočasno kaljenje/staranje
Po globokem ohlajanju je treba izvesti nizko-temperaturno popuščanje (pri 120 do 200 stopinj), da se odpravi majhna količina nizko-temperaturne obremenitve, ki nastane med hladno obdelavo. To tudi pomaga obnoviti žilavost materiala cevi in ​​preprečiti krhkost.

3. Ponovno -pregledovanje in razvrščanje
Preglejte videz, ravnost in okroglost vsake cevi posebej; vzemite vzorce za trdoto, metalografsko analizo in odkrivanje napak, da preverite mikro-razpoke in deformacije.

4. Zaščita in shranjevanje
Po sušenju in ohlajanju cevi shranite v skladišče, da preprečite izpostavljenost vremenskim vplivom, dežju in udarcem.
 

Glavni viri napetosti v brezšivnih ceveh: vroče valjanje, hladno vlečenje/hladno valjanje, kaljenje, varjenje, ravnanje, mehanska obdelava. Napetost delimo na makroskopsko zaostalo napetost in mikroskopsko mrežno napetost.

1. Preprečevanje prihodnjih napak
Sprostitev preostale napetosti lahko povzroči upogibanje, zvijanje cevi in ​​odstopanja velikosti; superpozicija napetosti bo verjetno povzročila razpoke in razpoke stene cevi, kar predstavlja izjemno veliko tveganje za visoko{0}}tlačne cevovode in cevi za transport tekočine.

2. Stabiliziranje natančnosti obdelave
Med nadaljnjimi postopki obdelave, kot so struženje, vrezovanje navojev, rezanje in upogibanje, bo sprostitev napetosti povzročila deformacijo obdelanega izdelka. Odstranjevanje napetosti lahko zagotovi-dolgoročno stabilnost dimenzij končnega izdelka.

3. Izboljšanje mehanskih lastnosti
Odprava koncentracije napetosti izboljša odpornost cevi proti utrujenosti, koroziji in krhkemu lomu, kar bistveno poveča varnost pri visokem-tlaku in nizki-temperaturi ter pogojih ciklične obremenitve.

4. Izboljšanje naknadne površinske obdelave
Po odstranitvi napetosti struktura cevi postane enotna. Pri postopkih, kot so galvanizacija, fosfatiranje in nanašanje premazov, je manj verjetno, da bo prišlo do luščenja ali lukenj.
 

1. Nizko{1}}temperaturno žarjenje za razbremenitev (najpogosteje uporabljen, glavni postopek)

Velja za: hladno{0}}vlečene cevi, kaljene in kaljene cevi, natančne brezšivne cevi, cevi srednjega in majhnega-premera

• Postopekss:Segrejte na 180 ~ 300 stopinj, držite nekaj časa, nato počasi ohladite-na zraku ali v peči-ohladite
• Načelo:Atomi počasi difundirajo, sproščajo napetost popačenja mreže, ne da bi spremenili trdoto in trdnost matrike, odpravljajo le preostale napetosti.
• Ključne točke:Temperatura celotne peči mora biti enakomerna, čas zadrževanja je 30 ~ 60 minut na 10 mm debeline stene; hitrost hlajenja mora biti manjša ali enaka 2 stopinji/min.

2. Visoko{1}}žarjenje za razbremenitev napetosti (popolna razbremenitev napetosti, velike deformacije v ceveh)

Velja za: cevi z velikim-premerom-stene, vroče{2}}valjane cevi, kolena, predelane cevne priključke, varjene cevi

• Postopek:Segrejte na 550~650 stopinj (pod temperaturo transformacije), držite nekaj časa, nato pa počasi ohladite v peči (vzemite iz peči, ko temperatura pade pod 200 stopinj).
• Lastnosti:Učinek razbremenitve napetosti je najtemeljitejši, saj skoraj odpravi vse makroskopske in mikroskopske napetosti; Pomanjkljivost je, da nekoliko zmanjša trdoto in trdnost, primerno za strukturne cevi in ​​transportne cevi z nizkimi zahtevami glede trdote.

3. Vibracijsko staranje (blažitev fizičnega stresa, ogrevanje ni potrebno)

Velja za: ultra-dolge cevi,-cevi velikega{1}}premera, končne cevi, ki ne dopuščajo segrevanja, da bi spremenile barvo ali se zmehčale.

• Načelo: Z resonanco se notranja napetost materiala cevi sprosti in prerazporedi.
• Prednosti: Brez toplotne deformacije, brez oksidacijskega razogljičenja, nizka poraba energije; Slabosti: Omejeno pri odpravljanju globokega stresa, večinoma se uporablja kot pomožna metoda za lajšanje stresa.

4. Naravno staranje (nizki stroški, samo za cevi z nizkimi-zahtevami)

Velja za: navadne nizkotlačne-strukturne cevi, ne-precizne cevi

• Načelo: Dolgo časa na sobni temperaturi se stres postopoma naravno sprosti.
• Slabosti: Obdobje je izjemno dolgo (od nekaj tednov do nekaj mesecev), razbremenitev ni temeljita in se redko uporablja v industrijski serijski proizvodnji.

5. Globoka hladna obdelava (prej imenovana hladna obdelava, ki je služila kot pomožna metoda za lajšanje stresa)

Običajno se uporablja v povezavi s kaljenjem. Najprej se struktura stabilizira z globoko hladno obdelavo, nato pa se izvede kaljenje pri nižji temperaturi. Kombinirani učinek lajšanja stresa je učinkovitejši.
 

S kombinacijo hladne obdelave + razbremenitve napetosti + oblikovanja obstajata dve glavni metodi obdelave cevovoda:

1. rešitev: Natančne hladno{1}}vlečene brezšivne cevi (uporabljajo se za hidravlike, instrumente in precizne stroje)

1. Vroče{1}}valjane cevne gredice → Hladno vlečenje/hladno valjanje (posledica obremenitve pri hladnem delu)
2.Nizko{0}}temperaturno žarjenje za razbremenitev (200~280 stopinj): Odpravite stres pri mrzlem risanju
3. Ravnanje, striženje glave in končna obdelava
4. Globoka hladna obdelava (-80 ~ -120 stopinj, počasno hlajenje + zadosten čas zadrževanja): Stabilizira strukturo in poveča trdoto in odpornost proti obrabi
5. Sekundarno nizko{0}}temperaturno žarjenje (150~200 stopinj): Odpravite stres pri mrazu in obnovite žilavost
6. Ne{1}}neporušno testiranje, pregled velikosti in skladiščenje končnega izdelka

Učinek: Stabilne dimenzije, enakomerna trdota, odlična odpornost na utrujenost in brez deformacij v daljšem obdobju uporabe.

Rešitev 2: Visok{1}}tlačne/debelostene vroče-brezšivne cevi (nafta in plin, kotli, transport tekočin)

1. Vroče valjanje → Grobo ravnanje
2. Visoko-žarjenje za razbremenitev napetosti (580 - 630 stopnja, počasno ohlajanje v peči): popolnoma odpravite napetosti zaradi vročega valjanja in ravnanja
3. Strojna obdelava, poševni rez, krivljenje cevi itd. za nadaljnjo obdelavo
4. Odkrivanje napak izdelka, hidravlični preskus
 

Učinek: odporen proti razpokam, vzdrži visok pritisk, stabilna obremenitev, primeren za težke-pogoje delovanja.
 

1. Jedro zdravljenja s prehladom: Ohranja dimenzije, povečuje trdoto, spodbuja transformacijo tkiva. Celoten postopek mora vključevati počasno ohlajanje, počasno ponovno-segrevanje in naknadno ponovno-kaljenje; sicer je nagnjen k pokanju.

2. Jedro lajšanja stresa:Preprečite deformacijo, razpoke in dimenzijski zamik. Za razbremenitev med toplotno obdelavo dajte prednost "visoko-žarjenju (popolno)" in "nizko-temperaturnemu popuščanju (za ohranitev trdote)." 

3.Logika za izboljšanje zmogljivosti:Izvedite razbremenitev med oblikovanjem → Izvedite hladno utrjevanje → Izvedite sekundarno razbremenitev. Kombinacija teh treh procesov upošteva trdnost, trdoto, žilavost in dimenzijsko stabilnost.