20# सीमलेस स्टील पाइप GB3087-2008 "निम्न और मध्यम दबाव बॉयलरों के लिए सीमलेस स्टील पाइप" में निर्दिष्ट सामग्री ग्रेड है। यह एक उच्च गुणवत्ता वाला कार्बन स्ट्रक्चरल स्टील सीमलेस स्टील पाइप है जो विभिन्न कम दबाव और मध्यम दबाव वाले बॉयलरों के निर्माण के लिए उपयुक्त है। यह एक सामान्य और बड़ी मात्रा वाली स्टील पाइप सामग्री है। जब एक बॉयलर उपकरण निर्माता कम तापमान वाले रीहीटर हेडर का निर्माण कर रहा था, तो यह पाया गया कि दर्जनों पाइप जोड़ों की आंतरिक सतह पर गंभीर अनुप्रस्थ दरार दोष थे। पाइप संयुक्त सामग्री Φ57 मिमी × 5 मिमी के विनिर्देश के साथ 20 स्टील थी। हमने टूटे हुए स्टील पाइप का निरीक्षण किया और दोष को पुन: उत्पन्न करने और अनुप्रस्थ दरार के कारण का पता लगाने के लिए परीक्षणों की एक श्रृंखला आयोजित की।

1. क्रैक फीचर विश्लेषण
दरार आकारिकी: यह देखा जा सकता है कि स्टील पाइप की अनुदैर्ध्य दिशा के साथ कई अनुप्रस्थ दरारें वितरित हैं। दरारें बड़े करीने से व्यवस्थित की गई हैं। प्रत्येक दरार में एक लहरदार विशेषता होती है, जिसमें अनुदैर्ध्य दिशा में थोड़ा सा विक्षेप होता है और कोई अनुदैर्ध्य खरोंच नहीं होती है। दरार और स्टील पाइप की सतह और एक निश्चित चौड़ाई के बीच एक निश्चित विक्षेपण कोण होता है। दरार के किनारे पर ऑक्साइड और डीकार्बराइजेशन होते हैं। निचला हिस्सा कुंद है और विस्तार का कोई संकेत नहीं है। मैट्रिक्स संरचना सामान्य फेराइट + पर्लाइट है, जो एक बैंड में वितरित होती है और इसका अनाज आकार 8 होता है। दरार का कारण उत्पादन के दौरान स्टील पाइप की आंतरिक दीवार और आंतरिक मोल्ड के बीच घर्षण से संबंधित है। लोह के नल।

दरार की स्थूल और सूक्ष्म रूपात्मक विशेषताओं के अनुसार, यह अनुमान लगाया जा सकता है कि दरार स्टील पाइप के अंतिम ताप उपचार से पहले उत्पन्न हुई थी। स्टील पाइप Φ90 मिमी गोल ट्यूब बिलेट का उपयोग करता है। इसे बनाने की मुख्य प्रक्रियाएं गर्म छिद्रण, गर्म रोलिंग और व्यास में कमी और दो ठंडे चित्र हैं। विशिष्ट प्रक्रिया यह है कि Φ90mm गोल ट्यूब बिलेट को Φ93mm×5.8mm रफ ट्यूब में रोल किया जाता है, और फिर हॉट रोल करके Φ72mm×6.2mm तक कम किया जाता है। अचार बनाने और चिकनाई करने के बाद पहली ठंडी ड्राइंग बनाई जाती है। कोल्ड ड्राइंग के बाद विनिर्देश Φ65mm×5.5mm है। मध्यवर्ती एनीलिंग, अचार और स्नेहन के बाद, दूसरी कोल्ड ड्राइंग की जाती है। कोल्ड ड्राइंग के बाद विनिर्देश Φ57mm×5mm है।

उत्पादन प्रक्रिया विश्लेषण के अनुसार, स्टील पाइप की आंतरिक दीवार और आंतरिक डाई के बीच घर्षण को प्रभावित करने वाले कारक मुख्य रूप से स्नेहन की गुणवत्ता हैं और स्टील पाइप की प्लास्टिसिटी से भी संबंधित हैं। यदि स्टील पाइप की प्लास्टिसिटी खराब है, तो दरारें पड़ने की संभावना बहुत बढ़ जाएगी, और खराब प्लास्टिसिटी मध्यवर्ती तनाव राहत एनीलिंग गर्मी उपचार से संबंधित है। इसके आधार पर, यह अनुमान लगाया जाता है कि ठंडी ड्राइंग प्रक्रिया में दरारें उत्पन्न हो सकती हैं। इसके अलावा, क्योंकि दरारें काफी हद तक खुली नहीं हैं और विस्तार का कोई स्पष्ट संकेत नहीं है, इसका मतलब है कि दरारें बनने के बाद माध्यमिक ड्राइंग विरूपण के प्रभाव का अनुभव नहीं करती हैं, इसलिए यह अनुमान लगाया जाता है कि सबसे अधिक संभावना है दरारें उत्पन्न होने का समय दूसरी ठंडी ड्राइंग प्रक्रिया होनी चाहिए। सबसे संभावित प्रभावित करने वाले कारक खराब स्नेहन और/या खराब तनाव राहत एनीलिंग हैं।

दरारों का कारण निर्धारित करने के लिए, स्टील पाइप निर्माताओं के सहयोग से दरार प्रजनन परीक्षण किए गए। उपरोक्त विश्लेषण के आधार पर, निम्नलिखित परीक्षण किए गए: इस शर्त के तहत कि छिद्रण और गर्म रोलिंग व्यास में कमी की प्रक्रिया अपरिवर्तित रहती है, स्नेहन और/या तनाव राहत एनीलिंग गर्मी उपचार की स्थिति बदल दी जाती है, और खींचे गए स्टील पाइप का निरीक्षण किया जाता है उन्हीं दोषों को पुन: उत्पन्न करने का प्रयास करें।

2. परीक्षण योजना
स्नेहन प्रक्रिया और एनीलिंग प्रक्रिया मापदंडों को बदलकर नौ परीक्षण योजनाएं प्रस्तावित हैं। उनमें से, सामान्य फॉस्फेटिंग और स्नेहन समय की आवश्यकता 40 मिनट है, सामान्य मध्यवर्ती तनाव राहत एनीलिंग तापमान की आवश्यकता 830 ℃ है, और सामान्य इन्सुलेशन समय की आवश्यकता 20 मिनट है। परीक्षण प्रक्रिया में 30t कोल्ड ड्राइंग यूनिट और एक रोलर बॉटम हीट ट्रीटमेंट भट्टी का उपयोग किया जाता है।

3. परीक्षण के परिणाम
उपरोक्त 9 योजनाओं द्वारा उत्पादित स्टील पाइपों के निरीक्षण के माध्यम से, यह पाया गया कि योजनाओं 3, 4, 5 और 6 को छोड़कर, अन्य सभी योजनाओं में अलग-अलग डिग्री तक हिलने वाली या अनुप्रस्थ दरारें थीं। उनमें से, योजना 1 में एक कुंडलाकार चरण था; स्कीम 2 और 8 में अनुप्रस्थ दरारें थीं, और दरार की आकृति विज्ञान उत्पादन में पाई गई दरार के समान थी; स्कीम 7 और 9 हिल गई थीं, लेकिन कोई अनुप्रस्थ दरारें नहीं पाई गईं।

4. विश्लेषण और चर्चा
परीक्षणों की एक श्रृंखला के माध्यम से, यह पूरी तरह से सत्यापित किया गया कि स्टील पाइप की ठंडी ड्राइंग प्रक्रिया के दौरान स्नेहन और मध्यवर्ती तनाव राहत एनीलिंग का तैयार स्टील पाइप की गुणवत्ता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। विशेष रूप से, स्कीम 2 और 8 ने उपरोक्त उत्पादन में पाए गए स्टील पाइप की आंतरिक दीवार पर समान दोषों को पुन: उत्पन्न किया।

योजना 1 में फॉस्फेटिंग और स्नेहन प्रक्रिया को निष्पादित किए बिना हॉट-रोल्ड कम-व्यास वाली मदर ट्यूब पर पहली कोल्ड ड्राइंग निष्पादित करना है। स्नेहन की कमी के कारण, कोल्ड ड्राइंग प्रक्रिया के दौरान आवश्यक भार कोल्ड ड्राइंग मशीन के अधिकतम भार तक पहुंच गया है। ठंडी ड्राइंग प्रक्रिया बहुत श्रमसाध्य है। स्टील पाइप के हिलने और मोल्ड के साथ घर्षण के कारण ट्यूब की भीतरी दीवार पर स्पष्ट कदम आते हैं, जो दर्शाता है कि जब मदर ट्यूब की प्लास्टिसिटी अच्छी होती है, हालांकि बिना चिकनाई वाली ड्राइंग पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है, लेकिन इसका कारण बनना आसान नहीं है अनुप्रस्थ दरारें. स्कीम 2 में, खराब फॉस्फेटिंग और स्नेहन वाले स्टील पाइप को मध्यवर्ती तनाव राहत एनीलिंग के बिना लगातार ठंडा किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप समान अनुप्रस्थ दरारें होती हैं। हालाँकि, स्कीम 3 में, मध्यवर्ती तनाव राहत एनीलिंग के बिना अच्छे फॉस्फेटिंग और स्नेहन के साथ स्टील पाइप की निरंतर ठंडी ड्राइंग में कोई दोष नहीं पाया गया, जो प्रारंभिक रूप से इंगित करता है कि खराब स्नेहन अनुप्रस्थ दरारों का मुख्य कारण है। योजनाएं 4 से 6 अच्छी स्नेहन सुनिश्चित करते हुए गर्मी उपचार प्रक्रिया को बदलने के लिए हैं, और परिणामस्वरूप कोई ड्राइंग दोष नहीं हुआ, यह दर्शाता है कि मध्यवर्ती तनाव राहत एनीलिंग अनुप्रस्थ दरारों की घटना के लिए प्रमुख कारक नहीं है। स्कीम 7 से 9 ताप उपचार प्रक्रिया को बदल देती है जबकि फॉस्फेटिंग और स्नेहन का समय आधा कर देती है। परिणामस्वरूप, स्कीम 7 और 9 के स्टील पाइपों में शेक लाइनें होती हैं, और स्कीम 8 में समान अनुप्रस्थ दरारें पैदा होती हैं।

उपरोक्त तुलनात्मक विश्लेषण से पता चलता है कि अनुप्रस्थ दरारें खराब स्नेहन + कोई मध्यवर्ती एनीलिंग नहीं और खराब स्नेहन + कम मध्यवर्ती एनीलिंग तापमान दोनों मामलों में होंगी। खराब स्नेहन + अच्छे मध्यवर्ती एनीलिंग, अच्छे स्नेहन + कोई मध्यवर्ती एनीलिंग, और अच्छे स्नेहन + कम मध्यवर्ती एनीलिंग तापमान के मामलों में, हालांकि शेक लाइन दोष होंगे, स्टील पाइप की आंतरिक दीवार पर अनुप्रस्थ दरारें नहीं होंगी। खराब चिकनाई अनुप्रस्थ दरारों का मुख्य कारण है, और खराब मध्यवर्ती तनाव राहत एनीलिंग सहायक कारण है।

चूंकि स्टील पाइप का ड्राइंग तनाव घर्षण बल के समानुपाती होता है, खराब स्नेहन से ड्राइंग बल में वृद्धि होगी और ड्राइंग दर में कमी आएगी। जब स्टील पाइप पहली बार खींचा जाता है तो गति कम होती है। यदि गति एक निश्चित मूल्य से कम है, यानी, यह द्विभाजन बिंदु तक पहुंचती है, तो खराद का धुरा स्व-उत्तेजित कंपन उत्पन्न करेगा, जिसके परिणामस्वरूप शेक लाइनें होंगी। अपर्याप्त स्नेहन के मामले में, ड्राइंग के दौरान सतह (विशेष रूप से आंतरिक सतह) धातु और डाई के बीच अक्षीय घर्षण बहुत बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप काम सख्त हो जाता है। यदि स्टील पाइप के बाद के तनाव राहत एनीलिंग गर्मी उपचार तापमान अपर्याप्त है (जैसे कि परीक्षण में लगभग 630 ℃ सेट) या कोई एनीलिंग नहीं है, तो सतह में दरारें पैदा करना आसान है।

सैद्धांतिक गणना (न्यूनतम पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान ≈ 0.4×1350℃) के अनुसार, 20# स्टील का पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान लगभग 610℃ है। यदि एनीलिंग तापमान पुन: क्रिस्टलीकरण तापमान के करीब है, तो स्टील पाइप पूरी तरह से पुन: क्रिस्टलीकृत होने में विफल रहता है, और काम का सख्त होना समाप्त नहीं होता है, जिसके परिणामस्वरूप सामग्री की प्लास्टिसिटी खराब होती है, घर्षण के दौरान धातु का प्रवाह अवरुद्ध हो जाता है, और धातु की आंतरिक और बाहरी परतें गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हो जाती हैं। असमान रूप से विकृत, जिससे एक बड़ा अक्षीय अतिरिक्त तनाव उत्पन्न होता है। परिणामस्वरूप, स्टील पाइप की आंतरिक सतह धातु का अक्षीय तनाव अपनी सीमा से अधिक हो जाता है, जिससे दरारें उत्पन्न होती हैं।

5। उपसंहार
20# सीमलेस स्टील पाइप की आंतरिक दीवार पर अनुप्रस्थ दरारों का निर्माण ड्राइंग के दौरान खराब स्नेहन और अपर्याप्त मध्यवर्ती तनाव राहत एनीलिंग गर्मी उपचार (या कोई एनीलिंग नहीं) के संयुक्त प्रभाव के कारण होता है। उनमें से, खराब स्नेहन मुख्य कारण है, और खराब मध्यवर्ती तनाव राहत एनीलिंग (या कोई एनीलिंग नहीं) सहायक कारण है। समान दोषों से बचने के लिए, निर्माताओं को कार्यशाला संचालकों को उत्पादन में स्नेहन और गर्मी उपचार प्रक्रिया के प्रासंगिक तकनीकी नियमों का सख्ती से पालन करने की आवश्यकता होनी चाहिए। इसके अलावा, चूंकि रोलर-बॉटम निरंतर एनीलिंग भट्ठी एक सतत एनीलिंग भट्ठी है, हालांकि यह लोड और अनलोड करने के लिए सुविधाजनक और त्वरित है, भट्ठी में विभिन्न विशिष्टताओं और आकारों की सामग्री के तापमान और गति को नियंत्रित करना मुश्किल है। यदि इसे नियमों के अनुसार सख्ती से लागू नहीं किया जाता है, तो असमान एनीलिंग तापमान या बहुत कम समय का कारण बनना आसान है, जिसके परिणामस्वरूप अपर्याप्त पुन: क्रिस्टलीकरण होता है, जिससे बाद के उत्पादन में दोष होता है। इसलिए, जो निर्माता गर्मी उपचार के लिए रोलर-बॉटम निरंतर एनीलिंग भट्टियों का उपयोग करते हैं, उन्हें गर्मी उपचार की विभिन्न आवश्यकताओं और वास्तविक संचालन को नियंत्रित करना चाहिए।