20# bezšuvju tērauda caurule ir materiāla kategorija, kas norādīta GB3087-2008 “Bezšuvju tērauda caurules zema un vidēja spiediena katliem”. Tā ir augstas kvalitātes oglekļa strukturālā tērauda bezšuvju tērauda caurule, kas piemērota dažādu zemspiediena un vidēja spiediena katlu ražošanai. Tas ir izplatīts un liela apjoma tērauda cauruļu materiāls. Kad katlu iekārtu ražotājs ražoja zemas temperatūras sildītāju, tika konstatēts, ka uz desmitiem cauruļu savienojumu iekšējās virsmas ir nopietni šķērsvirziena plaisu defekti. Cauruļu savienojuma materiāls bija 20 tērauds ar specifikāciju Φ57 mm × 5 mm. Mēs pārbaudījām plaisāto tērauda cauruli un veicām virkni testu, lai atveidotu defektu un noskaidrotu šķērseniskās plaisas cēloni.

1. Plaisu pazīmju analīze
Plaisu morfoloģija: Var redzēt, ka tērauda caurules garenvirzienā ir daudz šķērsenisku plaisu. Plaisas ir sakārtotas glīti. Katrai plaisai ir viļņota iezīme, ar nelielu novirzi garenvirzienā un bez gareniskām skrāpējumiem. Starp plaisu un tērauda caurules virsmu ir noteikts novirzes leņķis un noteikts platums. Plaisas malās ir oksīdi un dekarburizācija. Apakšdaļa ir neasa, un nav nekādu izplešanās pazīmju. Matricas struktūra ir parastais ferīts + perlīts, kas ir sadalīts joslā un kura graudu izmērs ir 8. Plaisas cēlonis ir saistīts ar berzi starp tērauda caurules iekšējo sienu un iekšējo veidni caurules ražošanas laikā. tērauda caurule.

Saskaņā ar plaisas makroskopiskajām un mikroskopiskajām morfoloģiskajām īpašībām var secināt, ka plaisa radusies pirms tērauda caurules galīgās termiskās apstrādes. Tērauda caurulē tiek izmantots Φ90 mm apaļas caurules sagatave. Galvenie formēšanas procesi, kas tai tiek pakļauti, ir karstā perforācija, karstā velmēšana un diametra samazināšana, kā arī divi auksti rasējumi. Īpašais process ir tāds, ka Φ90 mm apaļās caurules sagatave tiek velmēta Φ93 mm × 5,8 mm neapstrādātā caurulē, pēc tam karsti velmēta un samazināta līdz Φ72 mm × 6,2 mm. Pēc kodināšanas un eļļošanas tiek veikta pirmā aukstā rasēšana. Specifikācija pēc aukstās rasēšanas ir Φ65 mm × 5,5 mm. Pēc starpposma atkausēšanas, kodināšanas un eļļošanas tiek veikta otrā aukstā vilkšana. Specifikācija pēc aukstās rasēšanas ir Φ57mm × 5mm.

Saskaņā ar ražošanas procesa analīzi faktori, kas ietekmē berzi starp tērauda caurules iekšējo sienu un iekšējo presformu, galvenokārt ir eļļošanas kvalitāte, kā arī tie ir saistīti ar tērauda caurules plastiskumu. Ja tērauda caurules plastika ir slikta, plaisu veidošanās iespēja ievērojami palielināsies, un slikta plastika ir saistīta ar starpposma sprieguma samazināšanas atlaidināšanas termisko apstrādi. Pamatojoties uz to, tiek secināts, ka plaisas var rasties aukstās vilkšanas procesā. Turklāt, tā kā plaisas nav lielā mērā atvērtas un nav acīmredzamu izplešanās pazīmju, tas nozīmē, ka plaisas pēc to veidošanās nav izjutušas sekundārās stiepes deformācijas ietekmi, tāpēc tiek secināts, ka visticamāk plaisu rašanās laikam jābūt otrajam aukstās vilkšanas procesam. Visticamāk ietekmējošie faktori ir slikta eļļošana un/vai slikta atkvēlināšana no stresa.

Lai noskaidrotu plaisu cēloni, sadarbībā ar tērauda cauruļu ražotājiem tika veikti plaisu atražošanas testi. Pamatojoties uz iepriekš minēto analīzi, tika veikti šādi testi: Ar nosacījumu, ka perforācijas un karstās velmēšanas diametra samazināšanas procesi paliek nemainīgi, tiek mainīti eļļošanas un/vai spriedzes samazināšanas atlaidināšanas termiskās apstrādes nosacījumi un tiek pārbaudītas izvilktās tērauda caurules, mēģiniet atveidot tos pašus defektus.

2. Pārbaudes plāns
Tiek piedāvāti deviņi testēšanas plāni, mainot eļļošanas procesu un atkausēšanas procesa parametrus. Tostarp parastā fosfatēšanas un eļļošanas laika prasība ir 40 minūtes, parastā starpposma sprieguma samazināšanas atlaidināšanas temperatūra ir 830 ℃, un parastā izolācijas laika prasība ir 20 minūtes. Pārbaudes procesā tiek izmantota 30 t aukstās vilkšanas iekārta un rullīšu dibena termiskās apstrādes krāsns.

3. Pārbaudes rezultāti
Pārbaudot tērauda caurules, kas izgatavotas saskaņā ar iepriekš minētajām 9 shēmām, tika konstatēts, ka, izņemot 3., 4., 5. un 6. shēmu, visās citās shēmās bija dažādas pakāpes kratīšanas vai šķērseniskas plaisas. Tostarp 1. shēmai bija gredzenveida solis; 2. un 8. shēmā bija šķērseniskas plaisas, un plaisu morfoloģija bija ļoti līdzīga ražošanā konstatētajai; 7. un 9. shēma bija satricinājusies, taču šķērseniskas plaisas netika konstatētas.

4. Analīze un diskusija
Veicot virkni testu, tika pilnībā pārbaudīts, ka eļļošana un starpposma spriedzes samazināšanas atlaidināšana tērauda cauruļu aukstās vilkšanas procesā būtiski ietekmē gatavo tērauda cauruļu kvalitāti. Jo īpaši 2. un 8. shēmā tika parādīti tie paši defekti uz tērauda caurules iekšējās sienas, kas tika konstatēti iepriekš minētajā ražošanā.

1. shēma ir pirmā aukstā vilkšana uz karsti velmētas samazināta diametra mātes caurules, neveicot fosfatēšanas un eļļošanas procesu. Eļļošanas trūkuma dēļ aukstās vilkšanas procesā nepieciešamā slodze ir sasniegusi aukstās vilkšanas iekārtas maksimālo slodzi. Aukstās zīmēšanas process ir ļoti darbietilpīgs. Tērauda caurules kratīšana un berze ar veidni izraisa acīmredzamus soļus uz caurules iekšējās sienas, norādot, ka, ja mātes caurules plastiskums ir labs, lai gan neieeļļotajam zīmējumam ir nelabvēlīga ietekme, to nav viegli izraisīt. šķērsvirziena plaisas. 2. shēmā tērauda caurule ar vāju fosfatēšanu un eļļošanu tiek nepārtraukti auksti vilkta bez starpposma spriedzes samazināšanas atlaidināšanas, kā rezultātā rodas līdzīgas šķērseniskās plaisas. Tomēr 3. shēmā tērauda caurules ar labu fosfatēšanu un eļļošanu bez sprieguma atlaidināšanas starpposma atlaidināšanas nepārtrauktajā aukstajā vilkšanā netika konstatēti defekti, kas provizoriski norāda, ka galvenais šķērsplaisu cēlonis ir slikta eļļošana. 4. līdz 6. shēmām ir jāmaina termiskās apstrādes process, vienlaikus nodrošinot labu eļļošanu, un tā rezultātā neradās nekādi vilkšanas defekti, kas norāda, ka starpposma spriedzes atlaidināšana nav dominējošais faktors, kas izraisa šķērsenisko plaisu rašanos. 7. līdz 9. shēma maina termiskās apstrādes procesu, vienlaikus uz pusi saīsinot fosfatēšanas un eļļošanas laiku. Tā rezultātā 7. un 9. shēmas tērauda caurulēm ir kratīšanas līnijas, un 8. shēma rada līdzīgas šķērseniskas plaisas.

Iepriekš sniegtā salīdzinošā analīze parāda, ka šķērsvirziena plaisas radīsies gan sliktas eļļošanas + bez vidējās atlaidināšanas, gan sliktas eļļošanas + zemas vidējās atlaidināšanas temperatūras gadījumos. Sliktas eļļošanas gadījumā + laba starpatkausēšana, laba eļļošana + bez starpatlaidināšanas un laba eļļošana + zema vidējā atlaidināšanas temperatūra, lai gan radīsies kratīšanas līnijas defekti, šķērsvirziena plaisas uz tērauda caurules iekšējās sienas neradīsies. Slikta eļļošana ir galvenais šķērsenisko plaisu cēlonis, un slikta starpposma spriedzes samazināšanas atkvēlināšana ir papildu iemesls.

Tā kā tērauda caurules vilkšanas spriegums ir proporcionāls berzes spēkam, slikta eļļošana izraisīs vilkšanas spēka palielināšanos un vilkšanas ātruma samazināšanos. Ātrums ir mazs, pirmo reizi izvelkot tērauda cauruli. Ja ātrums ir mazāks par noteiktu vērtību, tas ir, tas sasniedz bifurkācijas punktu, serde radīs pašaizraisošu vibrāciju, kā rezultātā veidojas kratīšanas līnijas. Nepietiekamas eļļošanas gadījumā stiepšanas laikā ievērojami palielinās aksiālā berze starp virsmas (īpaši iekšējo virsmu) metālu un presformu, kā rezultātā notiek darba sacietēšana. Ja tērauda caurules turpmākā spriedzes samazināšanas atlaidināšanas termiskās apstrādes temperatūra ir nepietiekama (piemēram, testā iestatīta aptuveni 630 ℃) vai nav atlaidināšanas, ir viegli radīt virsmas plaisas.

Saskaņā ar teorētiskajiem aprēķiniem (zemākā rekristalizācijas temperatūra ≈ 0,4 × 1350 ℃), 20 # tērauda rekristalizācijas temperatūra ir aptuveni 610 ℃. Ja atkausēšanas temperatūra ir tuvu pārkristalizācijas temperatūrai, tērauda caurule nespēj pilnībā pārkristalizēties, un darba sacietēšana netiek novērsta, kā rezultātā materiāla plastika ir slikta, metāla plūsma tiek bloķēta berzes laikā, un metāla iekšējais un ārējais slānis ir nopietni bojāts. deformējas nevienmērīgi, tādējādi radot lielu aksiālo papildu spriegumu. Tā rezultātā tērauda caurules iekšējās virsmas metāla aksiālais spriegums pārsniedz tā robežu, tādējādi radot plaisas.

5. Secinājums
Šķērsvirziena plaisu rašanos uz 20# bezšuvju tērauda caurules iekšējās sienas izraisa slikta eļļošana vilkšanas laikā un nepietiekama starpposma spriedzes samazināšanas atlaidināšanas termiskā apstrāde (vai atlaidināšana). To starpā galvenais iemesls ir slikta eļļošana, bet papildu iemesls ir slikta vidēja stresa mazināšanas atkvēlināšana (vai atkvēlināšana). Lai izvairītos no līdzīgiem defektiem, ražotājiem būtu jāpieprasa darbnīcu operatoriem stingri ievērot attiecīgos tehniskos noteikumus par eļļošanas un termiskās apstrādes procesu ražošanā. Turklāt, tā kā rullīšu apakšas nepārtrauktās atlaidināšanas krāsns ir nepārtrauktas atlaidināšanas krāsns, lai gan to ir ērti un ātri ielādēt un izkraut, krāsnī ir grūti kontrolēt dažādu specifikāciju un izmēru materiālu temperatūru un ātrumu. Ja tas netiek stingri ieviests saskaņā ar noteikumiem, ir viegli izraisīt nevienmērīgu atkausēšanas temperatūru vai pārāk īsu laiku, kā rezultātā notiek nepietiekama pārkristalizācija, kā rezultātā rodas defekti turpmākajā ražošanā. Tāpēc ražotājiem, kuri termiskai apstrādei izmanto rullīšu dibena nepārtrauktas atlaidināšanas krāsnis, jākontrolē dažādas termiskās apstrādes prasības un faktiskās darbības.