20# жіксіз болат құбыр GB3087-2008 «Төмен және орташа қысымды қазандықтарға арналған жіксіз болат құбырлар» тармағында көрсетілген материал дәрежесі. Бұл әртүрлі төмен қысымды және орташа қысымды қазандықтарды өндіруге жарамды жоғары сапалы көміртекті құрылымдық болаттан жасалған жіксіз болат құбыр. Бұл кең таралған және үлкен көлемді болат құбыр материалы. Қазандық жабдығының өндірушісі төмен температуралы қыздырғыштың үстіңгі бөлігін жасап жатқанда, ондаған құбыр қосылыстарының ішкі бетінде көлденең сызаттардың елеулі ақаулары бар екені анықталды. Құбырды біріктіретін материал Φ57мм × 5мм сипаттамасымен 20 болат болды. Жарылған болат құбырды тексеріп, ақауды қайта шығару және көлденең сызаттың себебін анықтау үшін бірқатар сынақтар жүргіздік.

1. Крек мүмкіндіктерін талдау
Жарық морфологиясы: Болат құбырдың бойлық бағыты бойынша таралған көптеген көлденең жарықтар бар екенін көруге болады. Жарықтар ұқыпты орналастырылған. Әрбір жарықшақ бойлық бағытта аздап ауытқуы бар және бойлық сызаттарсыз толқынды ерекшелігі бар. Болат құбырдың жарықтары мен беті және белгілі бір ені арасында белгілі бір ауытқу бұрышы бар. Жарықтың шетінде оксидтер және декарбуризация бар. Түбі доғал, кеңею белгісі жоқ. Матрицалық құрылым қалыпты феррит + перлит болып табылады, ол жолақпен таралған және түйіршік мөлшері 8. Жарықтың себебі болат құбырдың ішкі қабырғасы мен ішкі қалып арасындағы үйкеліспен байланысты. болат құбыр.

Жарықтың макроскопиялық және микроскопиялық морфологиялық сипаттамаларына сәйкес, жарықшақ болат құбырды соңғы термиялық өңдеуден бұрын пайда болған деп тұжырымдауға болады. Болат құбыр Φ90 мм дөңгелек түтік дайындамасын пайдаланады. Ол өткізетін негізгі қалыптау процестері ыстық перфорация, ыстық илемдеу және диаметрді азайту және екі суық сызу болып табылады. Арнайы процесс: Φ90мм дөңгелек түтік дайындамасы Φ93мм×5,8мм өрескел түтікке оралып, содан кейін ыстықтай илектеледі және Φ72мм×6,2мм дейін азайтылады. Тұздау және майлаудан кейін бірінші суық сызу жүргізіледі. Суық сызбадан кейінгі спецификация Φ65мм×5,5мм. Аралық күйдіруден, тұздаудан және майлаудан кейін екінші суық сызу жүргізіледі. Суық сызбадан кейінгі спецификация Φ57мм×5мм.

Өндіріс процесінің талдауына сәйкес болат құбырдың ішкі қабырғасы мен ішкі қалып арасындағы үйкеліске әсер ететін факторлар негізінен майлау сапасы болып табылады және сонымен қатар болат құбырдың пластикалық қасиетіне де қатысты. Егер болат құбырдың пластикасы нашар болса, сызаттардың пайда болу мүмкіндігі айтарлықтай артады, ал нашар пластикалық күйдіру аралық күйдіргіш термиялық өңдеуге байланысты. Осыған сүйене отырып, жарықтар суық сызу процесінде пайда болуы мүмкін деген қорытынды жасалады. Сонымен қатар, жарықтар көп мөлшерде ашылмағандықтан және кеңеюдің айқын белгісі болмағандықтан, бұл жарықтар пайда болғаннан кейін қайталама сызу деформациясының әсерін бастан өткермегенін білдіреді, сондықтан одан әрі ықтималдығы жоғары деп тұжырымдалады. сызаттардың пайда болу уақыты екінші суық сызу процесі болуы керек. Ең ықтимал әсер етуші факторлар нашар майлау және/немесе кернеуді жеңілдететін нашар күйдіру болып табылады.

Жарықшақтардың пайда болу себебін анықтау үшін болат құбыр өндірушілерімен бірлесіп жарықшақтарды көбейту сынақтары жүргізілді. Жоғарыда келтірілген талдау негізінде келесі сынақтар жүргізілді: Перфорация және ыстық илектеу диаметрін азайту процестері өзгеріссіз қалған жағдайда, майлау және/немесе кернеуді жеңілдететін жасыту термиялық өңдеу шарттары өзгереді, ал тартылған болат құбырлар тексеріледі. бірдей ақауларды қайталауға тырысыңыз.

2. Тест жоспары
Майлау процесі мен күйдіру процесінің параметрлерін өзгерту арқылы тоғыз сынақ жоспары ұсынылады. Олардың ішінде қалыпты фосфаттау және майлау уақытының талабы 40 мин, қалыпты аралық кернеуді жеңілдететін күйдіру температурасының талабы 830 ℃ және қалыпты оқшаулау уақытының талабы 20 мин. Сынақ процесінде 30 т салқын тарту қондырғысы және роликті түбі термиялық өңдеу пеші қолданылады.

3. Тест нәтижелері
Жоғарыда көрсетілген 9 сұлба бойынша өндірілген болат құбырларды тексеру барысында 3, 4, 5 және 6 сұлбалардан басқа басқа схемалардың барлығында әртүрлі дәрежедегі шайқау немесе көлденең жарықтар бар екені анықталды. Олардың ішінде 1-схемада сақиналы қадам болды; 2 және 8 схемаларында көлденең жарықтар болды, ал жарықшақтардың морфологиясы өндірісте табылғанға өте ұқсас болды; 7 және 9 сұлбалар шайқалды, бірақ көлденең жарықтар табылмады.

4. Талдау және талқылау
Бірқатар сынақтар арқылы болат құбырларды салқын тарту процесінде майлау және аралық кернеуді жеңілдету дайын болат құбырлардың сапасына маңызды әсер ететіні толық расталды. Атап айтқанда, 2 және 8 схемалары жоғарыда аталған өндірісте табылған болат құбырдың ішкі қабырғасында бірдей ақауларды қайталады.

1-схема фосфаттау және майлау процесін орындамай, ыстықтай илектелген диаметрі қысқартылған аналық түтікте бірінші суық сызуды орындау болып табылады. Майлаудың жоқтығынан суық сызу процесінде қажетті жүктеме суық тарту машинасының максималды жүктемесіне жетті. Суық сызу процесі өте қиын. Болат құбырдың шайқалуы және қалыппен үйкеліс түтіктің ішкі қабырғасында айқын қадамдар тудырады, бұл аналық түтіктің пластикасы жақсы болған кезде, майланбаған сызба жағымсыз әсер еткенімен, оны тудыру оңай емес екенін көрсетеді. көлденең жарықтар. 2-схемада нашар фосфаттандырылған және майланған болат құбыр аралық кернеуді жеңілдететін күйдірусіз үздіксіз салқын тартылады, нәтижесінде ұқсас көлденең жарықтар пайда болады. Бірақ 3-сызбада жақсы фосфаттау және аралық күйдіргіш күйдірусіз майлау бар болат құбырдың үздіксіз салқын тартылуында ақаулар табылған жоқ, бұл көлденең жарықтардың негізгі себебі нашар майлау екенін алдын ала көрсетеді. 4-6 схемалар жақсы майлауды қамтамасыз ете отырып, термиялық өңдеу процесін өзгертуге арналған және нәтижесінде сызу ақаулары орын алмаған, бұл аралық кернеуді жеңілдететін күйдіру көлденең жарықтардың пайда болуына әкелетін басым фактор емес екенін көрсетеді. 7-ден 9-ға дейінгі схемалар фосфаттау және майлау уақытын екі есе қысқарта отырып, термиялық өңдеу процесін өзгертеді. Нәтижесінде 7 және 9-сызбалардың болат құбырларында сілкініс сызықтары бар, ал 8-схемада ұқсас көлденең жарықтар пайда болады.

Жоғарыда келтірілген салыстырмалы талдау көлденең жарықтар нашар майлау + аралық күйдіру жоқ және нашар майлау + аралық күйдіру температурасы төмен екі жағдайда да болатынын көрсетеді. Нашар майлау + жақсы аралық күйдіру, жақсы майлау + аралық күйдіру жоқ және жақсы майлау + төмен аралық күйдіру температурасы жағдайында, шайқау желісінің ақаулары орын алса да, болат құбырдың ішкі қабырғасында көлденең жарықтар пайда болмайды. Көлденең сызаттардың негізгі себебі нашар майлау болып табылады, ал аралық күйдіруді нашар күйдіру қосалқы себеп болып табылады.

Болат құбырдың тартылу кернеуі үйкеліс күшіне пропорционал болғандықтан, нашар майлау тарту күшінің жоғарылауына және тартылу жылдамдығының төмендеуіне әкеледі. Болат құбыр бірінші тартылған кезде жылдамдық төмен болады. Егер жылдамдық белгілі бір мәннен төмен болса, яғни ол бифуркация нүктесіне жетсе, оправка өздігінен қозғалатын діріл тудырады, нәтижесінде діріл сызықтары пайда болады. Майлау жеткіліксіз болған жағдайда, сызу кезінде металдың беті (әсіресе ішкі беті) мен матрица арасындағы осьтік үйкеліс айтарлықтай артады, нәтижесінде жұмыс қатаюға әкеледі. Егер болат құбырдың келесі кернеуді жеңілдететін жасыту термиялық өңдеу температурасы жеткіліксіз болса (мысалы, сынақта орнатылған шамамен 630 ℃) немесе жасыту болмаса, бетінде жарықтар пайда болуы оңай.

Теориялық есептеулерге сәйкес (ең төменгі қайта кристалдану температурасы ≈ 0,4×1350℃), 20# болаттың қайта кристалдану температурасы шамамен 610℃ құрайды. Егер жасыту температурасы қайта кристалдану температурасына жақын болса, болат құбыр толығымен қайта кристалданбайды және жұмыстың қатаюы жойылмайды, нәтижесінде материалдың пластикасы нашар болады, үйкеліс кезінде металл ағыны бітеліп қалады және металдың ішкі және сыртқы қабаттары қатты күйзеліске ұшырайды. біркелкі емес деформацияланады, осылайша үлкен осьтік қосымша кернеу тудырады. Нәтижесінде болат құбырдың ішкі бетіндегі металдың осьтік кернеуі оның шегінен асып түседі, осылайша жарықтар пайда болады.

5. Қорытынды
20# жіксіз болат құбырдың ішкі қабырғасында көлденең жарықтардың пайда болуы сызу кезінде нашар майлаудың және аралық кернеуді жеңілдететін жасыту термиялық өңдеуінің жеткіліксіздігінен (немесе жасытусыз) бірлескен әсерінен туындайды. Олардың ішінде нашар майлау негізгі себеп болып табылады, ал нашар аралық күйдіруді жеңілдету (немесе жасытусыз) көмекші себеп болып табылады. Ұқсас ақауларды болдырмау үшін өндірушілер цех операторларынан өндірісте майлау және термиялық өңдеу процесінің тиісті техникалық регламенттерін қатаң сақтауды талап етуі керек. Сонымен қатар, роликті-төменгі үздіксіз күйдіру пеші үздіксіз күйдіру пеші болғандықтан, тиеу және түсіру ыңғайлы және жылдам болғанымен, пештегі әртүрлі сипаттамалардағы және өлшемдегі материалдардың температурасы мен жылдамдығын бақылау қиын. Егер ол ережелерге сәйкес қатаң түрде орындалмаса, біркелкі емес күйдіру температурасын немесе тым қысқа уақытты тудыруы оңай, нәтижесінде жеткіліксіз қайта кристалдану, кейінгі өндірісте ақауларға әкеледі. Сондықтан, термиялық өңдеу үшін роликті түбі бар үздіксіз күйдіру пештерін қолданатын өндірушілер термиялық өңдеудің әртүрлі талаптары мен нақты операцияларын бақылауы керек.