Što hladna obrada znači u proizvodnji bešavnih cijevi
U proizvodnji bešavnih cijevi ugljika i niske{0}}legura, "hladna obrada" pokriva operacije koje slijede vruću obradu: kontrolirano kaljenje od temperature austenizacije, kaljenje i korake hladne završne obrade kao što su hladno izvlačenje, hladno izvlačenje i oslobađanje od naprezanja. Svrha je definirana kombinacija čvrstoće, tvrdoće i žilavosti koju samo vruće valjanje ne može garantirati, jer se zid cijevi mora ravnomjerno hladiti cijelom svojom debljinom.
U praksi mlinova ovaj termin se uglavnom primjenjuje na fazu kaljenja, gdje se čelik ponovo zagrijava do svog opsega austenizacije, a zatim brzo hladi u odabranom mediju. Brzina hlađenja određuje količinu martenzita ili beinita, a samim tim i tvrdoću koju cijev može postići. Kaljenje, izvedeno odmah nakon toga, vraća duktilnost i udarnu žilavost na prihvatljiv nivo uz zadržavanje čvrstoće stečene tokom kaljenja.
Upoređeni mediji za gašenje
| Medij za gašenje | Intenzitet hlađenja | Reakcija na tvrdoću | Rizik od izobličenja i pucanja | Tipična primjena |
|---|---|---|---|---|
| Voda, sa ili bez miješanja | Najviši od tri | Maksimalna kao-tvrdoća kaljenja | Najviša, posebno na teškim zidovima i neravnim dijelovima | Cijevi od ugljičnog čelika gdje je potrebno potpuno očvršćavanje |
| Ulje | Umjereno, sporije od vode | Niže od vode, ali ujednačenije | Smanjen, što smanjuje rizik od pucanja nakon gašenja | Cevi od hrom{0}}molibdena i drugih legura sklone pucanju |
| Kupka od rastopljene soli ili polimera | Podesiva, uglavnom između vode i ulja | Kontrolisano i ponovljivo | Nizak, jer je hlađenje najujednačenije | Specijalni razredi kod kojih je kontrola dimenzija važnija od vršne tvrdoće |
Kaljenje vodom je klasičan način: cijev se brzo hladi kako bi se povećala tvrdoća, a kaljenjem se nakon toga vraća dio žilavosti koju brzo hlađenje uklanja. Kaljenje može uslijediti neposredno nakon faze zagrijavanja ili prethoditi kaljenju u kontinuiranoj liniji, ali temperatura, vrijeme namakanja i vrijeme prijenosa moraju biti podešeni za specifičnu vrstu ugljičnog čelika, veličinu cijevi i primjenu.
Kaljenje u ulju se sporije hladi, što smanjuje lomljivost, a istovremeno proizvodi korisnu tvrdoću. Solne i polimerne kupke se koriste tamo gde je potrebna visoka, ali kontrolisana brzina hlađenja bez ozbiljnog toplotnog udara vode; oni također smanjuju unutrašnje naprezanje i deformacije. Budući da se rastopljenom solju rukuje na visokoj temperaturi, neophodne su posebne sigurnosne procedure.
Parametri kaljenja i kaljenja koji kontrolišu rezultat
Temperatura austenizacije i vrijeme namakanja:mora u potpunosti otopiti ugljik i legirne elemente bez grubosti zrna, što bi smanjilo žilavost.
Vrijeme prijenosa:interval između izlaska iz peći i ulaska u gašenje mora biti dovoljno kratak da se izbjegne djelomična transformacija prije početka hlađenja.
Brzina hlađenja i miješanje:određuje profil tvrdoće kroz-zid; nedovoljna brzina ostavlja meke feritne ili perlitne trake.
Temperatura i vrijeme kaljenja:glavna poluga za trgovanje snagom protiv duktilnosti; više temperature kaljenja daju manju čvrstoću i bolje udarne vrijednosti.
Debljina presjeka:Teži zidovi se sporije hlade u sredini, tako da dostižna tvrdoća opada kako debljina zida raste.
Prijave i izbor razreda
Bešavne cijevi za visoke-temperature i tlakove se obično isporučuju u vrućem-završenom stanju, a toplinska obrada se specificira samo kada to zahtijeva aplikacija. ASTM A106 zahtijeva da se hladno{4}}cijev obradi toplinom, a ASTM A333 niskotemperaturna cijev se isporučuje normalizirana za žilavost zareza na niskim temperaturama. Razredi legure kao što su ASTM A335 hrom-molibden cijevi se obično isporučuju normalizirane i temperirane ili kaljene i temperirane u zavisnosti od razreda. Cijevna cijev za API 5L se isporučuje u uvjetima isporuke kao što su-valjani, normalizirani ili kaljeni i temperirani, a odabrani uvjeti moraju biti navedeni u narudžbi.
Za mokro kiselu upotrebu, kontrola tvrdoće postaje zahtjev dizajna, a ne preferencija radionice: NACE MR0175 / ISO 15156 ograničava ugljične i nisko{2}}legirane čelike na maksimalnu tvrdoću od 22 HRC kako bi se smanjio rizik od pucanja sulfidnim naprezanjem. Kaljenje i kaljenje je najčešći način da se ispuni ta granica uz zadržavanje čvrstoće dovoljno visoke za projektni pritisak.
Inspekcijske tačke i uobičajene zamke
Ispitivanje tvrdoće na tijelu cijevi, oduzeto od krajeva, prema planu uzorkovanja dogovorenom sa kupcem.
Zatezna i, gdje je specificirano, Charpyjeva ispitivanja na udarce na uzorcima uzetim u uzdužnom smjeru.
Ispitivanje mikrostrukture za potvrdu kaljenog martenzita ili kaljenog beinita, bez slobodnih feritnih traka.
Površinska inspekcija ima li pukotina nakon gašenja, koje su gotovo uvijek uzrokovane preko-teškim srednjim, slabim miješanjem ili odgođenim temperiranjem.
Kontrola dekarbonizacije i kamenca tokom ponovnog zagrevanja, jer oboje utiču na konačnu površinsku tvrdoću.
FAQ
P: Da li je tretman na hladnom isto što i rad na hladnom?
Ne. Hladna obrada se odnosi na mehaničku deformaciju kao što je hladno izvlačenje ili hladno izvlačenje, dok hladna obrada u mlinu za cijevi obično znači kaljenje i kaljenje. To dvoje se često kombinuje: cijev se može hladno izvući do veličine, zatim toplinski tretirati i osloboditi naprezanja.
P: Koji medij za gašenje daje najveću tvrdoću?
Voda, posebno uz jako miješanje, daje najbrže hlađenje, a samim tim i najveću -ugašenu tvrdoću. Uljne i slane kupke sporije se hlade i proizvode nižu, ali ujednačeniju tvrdoću.
P: Zašto se kaljenje uvijek vrši nakon gašenja?
Kao-ugašene strukture su tvrde ali lomljive. Kaljenje ublažava unutrašnje naprezanje, vraća duktilnost i udarnu žilavost i omogućava da se nivo čvrstoće podesi prema specifikaciji.
P: Može li se kaljenje izvršiti odmah nakon vrućeg valjanja?
Direktno gašenje je moguće kada je temperatura valjanja još uvijek unutar opsega austenizacije, ali zahtijeva strogu kontrolu završne temperature i vremena prijenosa. Mnogi mlinovi preferiraju posebnu peć za ponovno zagrijavanje radi bolje ponovljivosti.
P: Da li hladna obrada poboljšava otpornost na koroziju?
Samo indirektno. Ujednačena kaljena struktura uklanja galvanske efekte trakastih ili odvojenih mikrostruktura, ali dugoročna-otpornost na koroziju u radu je uglavnom određena sadržajem legure, okolinom i zaštitnim premazom ili oblogom koja se koristi.
P: Kako se provjerava tvrdoća na gotovoj cijevi?
Testiranjem tvrdoće na prijenosnom ili stolnom uređaju na tijelu cijevi, korištenjem Brinell ili Rockwell metoda, sa lokacijom, brojem očitavanja i granicama prihvatljivosti utvrđenim u specifikaciji. Vruće{1}}i hladno{2}}vučene cijevi se provjeravaju u stanju u kojem se isporučuju.
P: Šta se dešava ako se kaljenje odloži?
Odloženo kaljenje ostavlja cijev u visoko napregnutom, lomljivom stanju i uvelike povećava rizik od pucanja tokom rukovanja ili ravnanja. Kaljenje treba da slijedi nakon gašenja bez nepotrebnog odlaganja.
