20 # seamless stielen piip is de materiaal klasse spesifisearre yn GB3087-2008 "Naadleaze stielen pipen foar lege en medium druk boilers". It is in hege kwaliteit koalstof strukturele stielen naadleaze stielen piip geskikt foar it meitsjen fan ferskate lege- en medium-druk boilers. It is in mienskiplik en grut folume stielen piip materiaal. Doe't in fabrikant fan ketelapparatuer in koptekst foar lege temperatuer reheater produsearre, waard fûn dat d'r serieuze transversale crackdefekten wiene op 'e ynderlike oerflak fan tsientallen pipe gewrichten. De piip joint materiaal wie 20 stiel mei in spesifikaasje fan Φ57mm × 5mm. Wy ynspekteare de gebarsten stielen piip en fierden in searje testen om it defekt te reprodusearjen en de oarsaak fan 'e dwerse crack te finen.

1. Crack funksje analyze
Crack morfology: It kin sjoen wurde dat der in protte transversale skuorren ferdield lâns de longitudinale rjochting fan de stielen piip. De skuorren binne kreas regele. Eltse crack hat in weagen funksje, mei in lichte deflection yn 'e longitudinale rjochting en gjin longitudinale krassen. Der is in bepaalde deflection hoek tusken de crack en it oerflak fan de stielen piip en in bepaalde breedte. D'r binne oksides en decarburization oan 'e râne fan' e crack. De boaiem is stomp en der is gjin teken fan útwreiding. De matrixstruktuer is normaal ferrit + pearlite, dy't ferdield is yn in band en hat in korrelgrutte fan 8. De oarsaak fan 'e crack is relatearre oan de wriuwing tusken de ynderlike muorre fan' e stielen piip en de ynderlike skimmel by de produksje fan 'e stielen piip.

Neffens de makroskopyske en mikroskopyske morfologyske skaaimerken fan 'e crack, kin ôflaat wurde dat de crack ûntstien is foar de definitive waarmtebehanneling fan' e stielen piip. De stielen piip brûkt in Φ90mm rûne buis billet. De wichtichste foarmjende prosessen dy't it ûndergiet binne hjitte perforaasje, hytrôljen en diameterreduksje, en twa kâlde tekeningen. It spesifike proses is dat de Φ90mm rûne buis billet wurdt rôle yn in Φ93mm × 5.8mm rûge buis, en dan hjit rôle en redusearre nei Φ72mm × 6.2mm. Nei pickling en lubrication wurdt de earste kâlde tekening útfierd. De spesifikaasje nei de kâlde tekening is Φ65mm × 5.5mm. Nei tuskenlizzende annealing, pickling, en lubrication, wurdt de twadde kâlde tekening útfierd. De spesifikaasje nei de kâlde tekening is Φ57mm × 5mm.

Neffens de produksjeprosesanalyse binne de faktoaren dy't de wriuwing tusken de ynderlike muorre fan 'e stielen piip en de ynderlike die binne benammen de kwaliteit fan smering en binne ek relatearre oan de plastykens fan' e stielen piip. As de plasticity fan 'e stielen piip is min, de mooglikheid fan tekening skuorren sil tanimme gâns, en earme plasticity is besibbe oan de tuskenlizzende stress relief annealing waarmte behanneling. Op grûn dêrfan wurdt der fan útgien dat de skuorren kinne wurde generearre yn it kâlde tekenproses. Dêrnjonken, om't de skuorren net foar in grut part iepen binne en d'r gjin dúdlik teken fan útwreiding is, betsjuttet it dat de skuorren de ynfloed fan sekundêre tekenferfoarming net hawwe ûnderfûn nei't se foarme binne, dus wurdt fierder ôflei dat de meast wierskynlike tiid foar de skuorren wurde oanmakke moat wêze de twadde kâlde tekening proses. De meast wierskynlik beynfloedzjende faktoaren binne minne lubrication en / of min stress relief annealing.

Om de oarsaak fan de skuorren te bepalen, binne yn gearwurking mei fabrikanten fan stielen buizen barstreproduksjetests útfierd. Op grûn fan 'e boppesteande analyse waarden de folgjende tests útfierd: Under betingst dat de prosessen foar fermindering fan perforaasje en waarmrôljende diameter net feroare bliuwe, wurde de betingsten foar smeer- en/of stressrelief-gloeiende waarmtebehanneling feroare, en wurde de lutsen stielen buizen ynspekteare om besykje deselde defekten te reprodusearjen.

2. Test plan
Njoggen testplannen wurde foarsteld troch it feroarjen fan it smeerproses en de parameters fan it annealingproses. Under harren, de normale phosphating en lubrication tiid eask is 40min, de normale tuskenlizzende stress relief annealing temperatuer eask is 830 ℃, en de normale isolaasje tiid eask is 20min. De test proses brûkt in 30t kâlde tekening ienheid en in roller boaiem waarmte behanneling oven.

3. Test resultaten
Troch de ynspeksje fan 'e stielen buizen produsearre troch de boppesteande 9 skema's, waard fûn dat útsein skema's 3, 4, 5 en 6, oare skema's allegear skodden of dwerse skuorren hawwe yn ferskate graden. Under harren hie skema 1 in ringfoarmige stap; schemes 2 en 8 hie dwerse skuorren, en de crack morfology wie tige ferlykber mei dy fûn yn produksje; schemes 7 en 9 hie skodde, mar gjin dwerse skuorren waarden fûn.

4. Analyse en diskusje
Troch in searje tests waard it folslein ferifiearre dat smering en annealing fan intermediate stressferliening tidens it kâlde tekenproses fan stielen buizen in fitale ynfloed hawwe op 'e kwaliteit fan ôfmakke stielen buizen. Benammen regelingen 2 en 8 reprodusearre deselde mankeminten op 'e binnenmuorre fan' e stielen piip fûn yn de boppesteande produksje.

Skema 1 is om de earste kâlde tekening út te fieren op 'e hjitrôle memmebuis mei fermindere diameter sûnder it fosfaat- en smeerproses út te fieren. Troch it gebrek oan smering hat de lading dy't nedich is tidens it kâlde tekenproses de maksimale lading fan 'e kâlde tekenmasine berikt. De kâlde tekening proses is hiel moeizaam. It skodzjen fan 'e stielen piip en de wriuwing mei de skimmel feroarsaakje fanselssprekkende stappen op' e binnenmuorre fan 'e buis, wat oanjout dat as de plastykens fan' e memmebuis goed is, hoewol de unlubricated tekening in negatyf effekt hat, is it net maklik te feroarsaakjen dwerse skuorren. Yn Skema 2, de stielen piip mei min phosphating en lubrication wurdt kontinu kâld lutsen sûnder tuskenlizzende stress relief annealing, resultearret yn ferlykbere dwerse skuorren. Yn Skema 3 waarden lykwols gjin mankeminten fûn yn 'e trochgeande kâlde tekening fan' e stielen piip mei goede fosfatering en smering sûnder tuskenlizzende spanningsreliëfgloeiing, wat foarearst oanjout dat minne smering de wichtichste oarsaak is fan dwerse skuorren. Skema 4 oan 6 binne te feroarjen de waarmte behanneling proses wylst it garandearjen fan goede lubrication, en gjin tekening mankeminten barde as gefolch, wat oanjout dat tuskenlizzende stress relief annealing is net de dominante faktor dy't liedt ta it foarkommen fan dwerse skuorren. Skema's 7 oant 9 feroarje it waarmtebehannelingsproses, wylst de fosfaat- en smeertiid mei de helte ynkoarte wurdt. As gefolch hawwe de stielen buizen fan skema's 7 en 9 skodlinen, en skema 8 produsearret ferlykbere dwerse skuorren.

De boppesteande ferlykjende analyze lit sjen dat dwerse skuorren sille foarkomme yn beide gefallen fan minne lubrication + gjin tuskenlizzende annealing en min lubrication + lege tuskenlizzende annealing temperatuer. Yn 'e gefallen fan min lubrication + goede tuskenlizzende annealing, goede lubrication + gjin tuskenlizzende annealing, en goede lubrication + lege tuskenlizzende annealing temperatuer, hoewol't shake line mankeminten sille foarkomme, dwerse skuorren sille net foarkomme op 'e binnenmuorre fan' e stielen piip. Slechte smering is de wichtichste oarsaak fan dwerse skuorren, en minne tuskenlizzende stressferliening annealing is de helpende oarsaak.

Sûnt de tekening stress fan 'e stielen piip is evenredich mei de wriuwing krêft, minne lubrication sil liede ta in tanimming fan de tekening krêft en in delgong yn de tekening taryf. De snelheid is leech as de stielen piip foar it earst tekene wurdt. As de snelheid is leger as in bepaalde wearde, dat is, it berikt de bifurcation punt, de mandrel sil produsearje sels-optein trilling, resultearret yn shake rigels. Yn it gefal fan net genôch smering wurdt de axiale wriuwing tusken it oerflak (benammen it binnenste oerflak) metaal en de die by it tekenjen sterk ferhege, wat resulteart yn wurkferhurding. As de folgjende stress-reliëf annealing waarmte behanneling temperatuer fan de stielen piip is net genôch (lykas oer 630 ℃ ynsteld yn de test) of gjin annealing, is it maklik te feroarsaakje oerflak skuorren.

Neffens teoretyske berekkeningen (de leechste rekristallisaasjetemperatuer ≈ 0,4 × 1350 ℃), is de rekristallisaasjetemperatuer fan 20 # stiel sawat 610 ℃. As de annealing temperatuer is tichtby de rekristallisaasje temperatuer, de stielen piip net folslein rekristallisearje, en it wurk ferhurding wurdt net eliminearre, resultearret yn minne materiaal plasticity, metalen stream wurdt blokkearre ûnder wriuwing, en de binnenste en bûtenste lagen fan metaal binne slim ûnjildich misfoarme, wêrtroch in grutte axiale ekstra stress ûntstiet. As gefolch, de axial stress fan 'e binnenste oerflak metaal fan' e stielen piip grutter syn limyt, dêrmei generearje cracks.

5. Konklúzje
De generaasje fan dwerse skuorren op 'e binnenmuorre fan in 20 # naadleaze stielen piip wurdt feroarsake troch it kombinearre effekt fan minne smering by tekenjen en ûnfoldwaande tuskenlizzende stressferliening annealing waarmtebehandeling (as gjin annealing). Under harren is minne lubrication de wichtichste oarsaak, en earme tuskenlizzende stress relief annealing (as gjin annealing) is de helptiidwurd oarsaak. Om ferlykbere defekten te foarkommen, moatte fabrikanten wurkwinkeloperators fereaskje om de relevante technyske regeljouwing strikt te folgjen fan it smeer- en waarmtebehannelingsproses yn produksje. Dêrneist, sûnt de roller-bottom trochgeande annealing furnace is in trochgeande annealing oven, hoewol't it is handich en fluch te laden en lossen, is it dreech om te kontrolearjen de temperatuer en snelheid fan materialen fan ferskillende spesifikaasjes en maten yn 'e oven. As it net strikt wurdt útfierd neffens de regeljouwing, is it maklik om unjildich annealing temperatuer of te koart tiid, resultearret yn ûnfoldwaande rekristallisaasje, dy't liedt ta defekten yn folgjende produksje. Dêrom, fabrikanten dy't brûke roller-bottom trochgeande annealing ovens foar waarmte behanneling moatte kontrolearje de ferskate easken en werklike operaasjes fan waarmte behanneling.