การวิเคราะห์กระบวนการบำบัดความเย็นและบรรเทาความเครียดสำหรับท่อเหล็กไร้ตะเข็บ

การรักษาความเย็นด้วยท่อไร้รอยต่อโดยทั่วไปหมายถึงการบำบัดด้วยความเย็นแบบลึก (การบำบัดด้วยอุณหภูมิต่ำ- โดยปกติในสภาพแวดล้อมที่มีไนโตรเจนเหลวที่ -70 องศา ถึง -196 องศา ) และมักใช้ร่วมกับกระบวนการชุบแข็ง แบ่งเบาบรรเทา การรีดเย็น/การวาดเย็น หน้าที่หลักคือ:

1. ปรับโครงสร้างและขนาดให้คงที่:

เอลเลียนแบบออสเทนไนต์ที่เหลืออยู่และส่งเสริมการเปลี่ยนรูปเป็นมาร์เทนไซต์ที่เสถียรเพื่อป้องกันการเสียรูปของมิติและการเบี่ยงเบนความแม่นยำในระหว่างการใช้งานและการประมวลผลท่อในภายหลัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับท่อไฮดรอลิกที่มีความแม่นยำ ท่อเครื่องมือ และท่อแบริ่ง

2. เพิ่มความแข็ง ทนต่อการสึกหรอ และความแข็งแรง:

องค์กรมีความหนาแน่นมากขึ้น ความแข็งของพื้นผิวและความต้านทานการสึกหรอเพิ่มขึ้น และอายุการใช้งานของท่อก็นานขึ้น

3. ปลดปล่อยความเครียดภายในระดับไมโคร:

ลดความเครียดระดับจุลภาค-ที่เกิดจากการบิดเบี้ยวของโครงตาข่ายระหว่างการดึงและการชุบเย็น และลดความเสี่ยงของการแตกร้าวและการบิดเบี้ยวในระยะต่อมา

4. ปรับปรุงประสิทธิภาพความเหนียวและความเมื่อยล้า:

ปรับแต่งโครงสร้างเกรน ลดจุดความเข้มข้นของความเครียด และเพิ่มความล้าและทนต่อแรงกระแทกของวัสดุท่อ

จุดแตกต่าง:

การรักษาความเย็น ≠ อุณหภูมิปกติ การดึงเย็น/การรีดเย็น การบำบัดด้วยความเย็นเป็นกระบวนการทำความเย็นแบบลึกที่อุณหภูมิต่ำ-และเป็นขั้นตอนเสริมหลังการบำบัดด้วยความร้อน

(1) การเตรียม-ก่อนการรักษา

1. การควบคุมกระบวนการเบื้องต้น-
วัสดุท่อควรผ่านการชุบแข็ง/แบ่งเบาบรรเทา/ดึงเย็นก่อน จากนั้นจึงทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง (20-40 องศา ) ก่อนที่จะนำไปใส่ในเตาเผา ห้ามมิให้นำอุณหภูมิสูง-เข้าไปในอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิต่ำโดยตรงโดยเด็ดขาด เพื่อป้องกันความแตกต่างของอุณหภูมิและการแตกร้าวที่มากเกินไป

2. การเรียงลำดับและการตรวจสอบด้วยสายตา

ถอดท่อที่มีรอยแตก รอยพับ ความหนาของผนังไม่เท่ากัน รอยขีดข่วนบนพื้นผิวและการกระแทก จัดเรียงตามวัสดุ ข้อมูลจำเพาะ และแบทช์เพื่อหลีกเลี่ยงการผสมวัสดุ

3. การทำความสะอาดและการอบแห้ง

ขจัดคราบน้ำมันบนพื้นผิว ความชื้น และน้ำยาตัดกลึงได้อย่างหมดจด น้ำแข็งอาจทำให้ผนังท่อแตกและกัดกร่อนผนังด้านในได้ ปลายทั้งสองของท่อยาวถูกปิดผนึกเพื่อป้องกันไม่ให้ตัวกลางอุณหภูมิต่ำ-เข้าไปในท่อ

4. มาตรฐานการโหลดเตาหลอม
วางวัสดุท่อทีละชั้น เว้นช่องว่าง โดยไม่ต้องซ้อนและบีบ รองรับท่อที่บางและยาวเพื่อป้องกัน-น้ำหนักโค้งงอและการเสียรูปภายใต้อุณหภูมิต่ำ

5. ประมวลผลการตั้งค่าพารามิเตอร์ล่วงหน้า-
ตั้งอุณหภูมิเป้าหมายและเวลาในการถือครองตามวัสดุ: ท่อไร้รอยต่อเหล็กกล้าคาร์บอน/โลหะผสมต่ำโดยทั่วไปอยู่ที่ -70 ถึง -120 องศา ท่อโลหะผสม/แบริ่งสูง -150 ถึง -196 องศา

(II) การควบคุมกระบวนการบำบัดด้วยความเย็น

1. อัตราการทำความเย็นช้า
หลีกเลี่ยงการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว ควบคุมอัตราการทำความเย็นที่ 1 ถึง 3 องศา/นาที ความแตกต่างของอุณหภูมิที่สูงอาจทำให้เกิดความเครียดจากอุณหภูมิใหม่ ทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กได้

2. ฉนวนที่เพียงพอ
หลังจากที่ท่อทั้งหมดถึงอุณหภูมิต่ำที่ตั้งไว้ ให้รักษาฉนวนไว้เป็นเวลา 2 ถึง 4 ชั่วโมง (สำหรับท่อที่มีความหนาของผนังขนาดใหญ่และมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ ให้ขยายเป็น 4 ถึง 6 ชั่วโมง) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโครงสร้างภายในและภายนอกเปลี่ยนแปลงไปอย่างสมบูรณ์เพื่อหลีกเลี่ยงประสิทธิภาพที่ไม่สม่ำเสมอทั้งภายในและภายนอก

3. สภาพแวดล้อมที่ปิดสนิทและสื่อที่สม่ำเสมอ
การไหลเวียนของไนโตรเจนเหลว/อากาศเย็นมีความสม่ำเสมอ ตรวจสอบอุณหภูมิอย่างต่อเนื่องเพื่อหลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่ต่ำมาก

4. ห้ามผลกระทบและการเคลื่อนไหวภายนอก
ที่อุณหภูมิต่ำ ความเหนียวของเหล็กจะลดลงชั่วคราว และมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวที่ซ่อนอยู่ภายใต้ความเครียด

(III) หลัง-การดำเนินการทำความเย็น

1. ระบายความร้อนช้า (กุญแจ)
หลังจากขนถ่ายออกแล้ว ปล่อยให้ท่ออุ่นขึ้นตามธรรมชาติจนถึงอุณหภูมิห้อง อย่าให้ถูกแสงแดดโดยตรง เป่าอากาศร้อน หรือจุ่มลงในน้ำเพื่อให้ร้อนอย่างรวดเร็ว ทั้งนี้เพื่อป้องกันความเครียดทุติยภูมิที่เกิดจากอุณหภูมิเย็นและร้อนสลับกัน ระยะเวลาการทำความเย็นขึ้นอยู่กับความหนาของผนัง: สำหรับท่อที่มีผนังบาง- จะใช้เวลา 2 ถึง 4 ชั่วโมง สำหรับท่อที่มีผนังหนา- จะใช้เวลามากกว่า 6 ชั่วโมง

2. การแบ่งเบาบรรเทา/การแก่ชราอย่างทันท่วงที
หลังจากการทำความเย็นแบบลึก จำเป็นต้องดำเนินการแบ่งเบาบรรเทาอุณหภูมิต่ำ- (ที่ 120 ถึง 200 องศา ) เพื่อขจัดความเครียดจากอุณหภูมิต่ำ-จำนวนเล็กน้อยที่เกิดขึ้นระหว่างการบำบัดด้วยความเย็น ทั้งยังช่วยคืนความเหนียวของวัสดุท่อและป้องกันการเปราะอีกด้วย

3. การตรวจสอบและการคัดแยกซ้ำ-
ตรวจสอบลักษณะ ความตรง และความกลมของท่อแต่ละท่อแยกกัน นำตัวอย่างเพื่อหาความแข็ง การวิเคราะห์ทางโลหะวิทยา และการตรวจจับข้อบกพร่องเพื่อตรวจสอบรอยแตกขนาดเล็กและการเสียรูป

4. การป้องกันและการเก็บรักษา
หลังจากการอบแห้งและระบายความร้อนแล้ว ให้เก็บท่อไว้ในคลังสินค้าเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับสภาพอากาศ ฝน และการกระแทก
 

แหล่งที่มาหลักของความเครียดในท่อไร้ตะเข็บ: การรีดร้อน การรีดเย็น/การรีดเย็น การชุบแข็ง การเชื่อม การยืดผม การแปรรูปทางกล ความเครียดแบ่งออกเป็นความเค้นตกค้างในระดับมหภาคและความเค้นขัดแตะด้วยกล้องจุลทรรศน์

1. การป้องกันความล้มเหลวในอนาคต
การปลดปล่อยความเค้นตกค้างอาจทำให้ท่องอ บิด และมีขนาดเบี่ยงเบนได้ การที่ความเครียดซ้อนทับกันมีแนวโน้มที่จะทำให้ผนังท่อแตกและแตก ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงที่สูงมากสำหรับ-ท่อแรงดันสูงและท่อขนส่งของเหลว

2. ความแม่นยำในการประมวลผลที่เสถียร
ในระหว่างกระบวนการตัดเฉือนที่ตามมา เช่น การกลึง เกลียว การตัด และการดัดงอ การปล่อยความเครียดจะนำไปสู่การเสียรูปของผลิตภัณฑ์ที่ผ่านกระบวนการ การขจัดความเครียดสามารถรับประกันความเสถียร-ในระยะยาวของขนาดของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

3. การเพิ่มคุณสมบัติทางกล
การขจัดความเข้มข้นของความเค้นจะช่วยเพิ่มความต้านทานของท่อต่อความล้า การกัดกร่อน และการแตกหักแบบเปราะ เพิ่มความปลอดภัยอย่างมีนัยสำคัญใน-แรงดันสูงและอุณหภูมิต่ำ- และสภาวะการโหลดแบบวนรอบ

4. การปรับปรุงการรักษาพื้นผิวในภายหลัง
หลังจากขจัดความเค้นแล้ว โครงสร้างของท่อจะมีความสม่ำเสมอกัน กระบวนการต่างๆ เช่น การชุบสังกะสี ฟอสเฟต และการเคลือบ มีโอกาสเกิดการหลุดลอกหรือรูเข็มน้อยกว่า
 

1. การหลอมบรรเทาความเครียดด้วยอุณหภูมิต่ำ- (กระบวนการหลักที่ใช้กันมากที่สุด)

ใช้ได้กับ: ท่อดึงเย็น- ท่อดับและท่อนิรภัย ท่อไร้ตะเข็บที่มีความแม่นยำ ท่อขนาดกลางและเล็ก-

• ดำเนินการเอสเอส:ให้ความร้อนถึง 180~300 องศา ค้างไว้สักระยะหนึ่ง แล้วค่อยๆ ผึ่ง-เย็นหรือเตา-ให้เย็น
• หลักการ:อะตอมกระจายอย่างช้าๆ ปล่อยความเครียดจากการบิดเบี้ยวของโครงตาข่าย โดยไม่เปลี่ยนความแข็งและความแข็งแกร่งของเมทริกซ์ แต่จะกำจัดเพียงความเค้นตกค้างเท่านั้น
• ประเด็นสำคัญ:อุณหภูมิของเตาทั้งหมดควรจะสม่ำเสมอ เวลาในการถือครองคือ 30~60 นาทีต่อความหนาของผนัง 10 มม. อัตราการทำความเย็นควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 2 องศา/นาที

2. การหลอมบรรเทาความเครียดที่อุณหภูมิสูง- (บรรเทาความเครียดอย่างสมบูรณ์ การเสียรูปขนาดใหญ่ในท่อ)

ใช้ได้กับ: ท่อติดผนังขนาดใหญ่-หนาเส้นผ่านศูนย์กลาง- ท่อรีดร้อน- ข้องอ ข้อต่อท่อแปรรูป ท่อเชื่อม

• กระบวนการ:ตั้งความร้อนไว้ที่ 550~650 องศา (ต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลง) ค้างไว้สักครู่ แล้วค่อย ๆ เย็นลงในเตา (นำออกจากเตาเมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่า 200 องศา )
• คุณสมบัติ:ผลการบรรเทาความเครียดเป็นผลที่ละเอียดที่สุด โดยแทบจะขจัดความเครียดทั้งในระดับมหภาคและระดับจุลภาคได้เกือบทั้งหมด ข้อเสียคือลดความแข็งและความแข็งแรงลงเล็กน้อย เหมาะสำหรับท่อโครงสร้างและท่อขนส่งที่ต้องการความแข็งต่ำ

3. ความชราของการสั่นสะเทือน (บรรเทาความเครียดทางกายภาพ ไม่ต้องใช้ความร้อน)

ใช้ได้กับ: ท่อยาวพิเศษ- ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่- ท่อสำเร็จรูปที่ไม่อนุญาตให้ความร้อนเปลี่ยนสีหรืออ่อนตัวลง

• หลักการ: ด้วยเสียงสะท้อน ความเค้นภายในของวัสดุท่อจะถูกผ่อนคลายและกระจายใหม่
• ข้อดี: ไม่มีการเสียรูปเนื่องจากความร้อน, ไม่มีการแยกคาร์บอนออกซิเดชั่น, การใช้พลังงานต่ำ; ข้อเสีย: มีข้อจำกัดในการขจัดความเครียดแบบลึกๆ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เป็นวิธีคลายเครียดเสริม

4. การเสื่อมสภาพตามธรรมชาติ (ต้นทุนต่ำ สำหรับท่อความต้องการ-ต่ำเท่านั้น)

ใช้ได้กับ: ท่อโครงสร้างแรงดันต่ำ-ทั่วไป ท่อที่ไม่-แม่นยำ

• หลักการ: วางไว้ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลานาน ความเครียดจะค่อยๆ คลายออกตามธรรมชาติ
• ข้อเสีย: ระยะเวลายาวนานมาก (หลายสัปดาห์ถึงหลายเดือน) การบรรเทาความเครียดไม่ทั่วถึง และไม่ค่อยมีการใช้ในการผลิตเป็นชุดทางอุตสาหกรรม

5. การบำบัดด้วยความเย็นแบบล้ำลึก (ก่อนหน้านี้เรียกว่า การบำบัดด้วยความเย็น ซึ่งทำหน้าที่เป็นวิธีการเสริมความเครียด)

มักจะใช้ร่วมกับการแบ่งเบาบรรเทา ขั้นแรก โครงสร้างจะถูกทำให้เสถียรโดยการบำบัดด้วยความเย็นแบบลึก จากนั้นจึงทำการแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิต่ำลง ผลรวมของการบรรเทาความเครียดมีประสิทธิผลมากกว่า
 

การผสมผสานการรักษาความเย็น + การบรรเทาความเครียด + การขึ้นรูป มีวิธีการประมวลผลไปป์ไลน์หลักสองวิธี:

โซลูชันที่ 1: ท่อไร้ตะเข็บรีดเย็นที่มีความแม่นยำ- (ใช้สำหรับระบบไฮดรอลิก เครื่องมือวัด และเครื่องจักรที่มีความแม่นยำ)

1. เหล็กแท่งท่อรีดร้อน- → การดึงเย็น/การรีดเย็น (ส่งผลให้เกิดความเครียดในการทำงานเย็น)
2.การหลอมบรรเทาความเครียดด้วยอุณหภูมิต่ำ- (200~280 องศา ): ขจัดความเครียดในการวาดภาพเย็น
3. การยืดผม ตัดหัว และการตกแต่งขั้นสุดท้าย
4. การบำบัดด้วยความเย็นลึก (-80~-120 องศา ความเย็นช้า + เวลาการถือครองที่เพียงพอ): ทำให้โครงสร้างมีความเสถียรและเพิ่มความแข็งและความทนทานต่อการสึกหรอ
5. การหลอมที่อุณหภูมิต่ำขั้นที่สอง- (150~200 องศา ): ขจัดความเครียดในการรักษาด้วยความเย็นและคืนความแกร่ง
6. การทดสอบแบบไม่ทำลาย- การตรวจสอบขนาด และการจัดเก็บผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

ผลลัพธ์: ขนาดที่มั่นคง ความแข็งสม่ำเสมอ ประสิทธิภาพการล้าที่ดีเยี่ยม และไม่เสียรูปตลอดระยะเวลาการใช้งานนาน

โซลูชันที่ 2: ท่อไร้ตะเข็บรีดร้อน-แรงดันสูง/หนา-แบบมีผนัง- (น้ำมันและก๊าซ หม้อไอน้ำ การขนส่งของเหลว)

1. การรีดร้อน → การยืดแบบหยาบ
2. การหลอมบรรเทาความเครียดที่อุณหภูมิสูง 580 - 630 องศา (580 - 630 องศา ระบายความร้อนช้าในเตาเผา): ขจัดความเครียดจากการรีดร้อนและการยืดผมโดยสิ้นเชิง
3. การกลึง การบาก การดัดท่อ ฯลฯ เพื่อการประมวลผลต่อไป
4. การตรวจจับข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์ การทดสอบไฮดรอลิก
 

ผลลัพธ์: ทนต่อการแตกร้าว ทนต่อแรงดันสูง ความเค้นคงที่ เหมาะสำหรับ-สภาวะการใช้งานหนัก
 

1. แกนหลักของการบำบัดด้วยความเย็น: รักษามิติ เพิ่มความแข็ง ส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อ กระบวนการทั้งหมดจะต้องเกี่ยวข้องกับการทำความเย็นอย่างช้าๆ การทำความร้อนซ้ำ-อย่างช้าๆ และการทำให้เย็นอีกครั้ง- ในภายหลัง มิฉะนั้นก็มีแนวโน้มที่จะแตกร้าว

2. แกนหลักของการบรรเทาความเครียด:ป้องกันการเสียรูป การแตกร้าว และการเคลื่อนตัวของมิติ สำหรับการบรรเทาความเครียดในระหว่างการอบชุบ ให้จัดลำดับความสำคัญของ "การอบอ่อนด้วยอุณหภูมิสูง (สมบูรณ์)" และ "การอบอ่อนด้วยอุณหภูมิต่ำ- (เพื่อรักษาความแข็ง)" 

3.ตรรกะสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพ:ดำเนินการบรรเทาความเครียดระหว่างการขึ้นรูป → ดำเนินการชุบแข็งด้วยความเย็น → ดำเนินการบรรเทาความเครียดขั้นที่สอง การรวมกันของทั้งสามกระบวนการนี้คำนึงถึงความแข็งแกร่ง ความแข็ง ความเหนียว และความเสถียรของมิติ