20# सीमलेस स्टील पाईप हे GB3087-2008 "कमी आणि मध्यम दाब बॉयलरसाठी सीमलेस स्टील पाईप्स" मध्ये निर्दिष्ट केलेले मटेरियल ग्रेड आहे. हे उच्च-गुणवत्तेचे कार्बन स्ट्रक्चरल स्टील सीमलेस स्टील पाईप आहे जे विविध कमी-दाब आणि मध्यम-दाब बॉयलरच्या उत्पादनासाठी योग्य आहे. ही एक सामान्य आणि मोठ्या आकाराची स्टील पाईप सामग्री आहे. जेव्हा एक बॉयलर उपकरण निर्माता कमी-तापमानाचे रीहीटर हेडर तयार करत होता, तेव्हा असे आढळून आले की डझनभर पाईप जोड्यांच्या आतील पृष्ठभागावर गंभीर ट्रान्सव्हर्स क्रॅक दोष आहेत. पाईप जॉइंट मटेरियल Φ57mm×5mm च्या स्पेसिफिकेशनसह 20 स्टीलचे होते. आम्ही क्रॅक केलेल्या स्टील पाईपची तपासणी केली आणि दोष पुनरुत्पादित करण्यासाठी आणि ट्रान्सव्हर्स क्रॅकचे कारण शोधण्यासाठी अनेक चाचण्या केल्या.

1. क्रॅक वैशिष्ट्य विश्लेषण
क्रॅक मॉर्फोलॉजी: हे पाहिले जाऊ शकते की स्टील पाईपच्या रेखांशाच्या दिशेने अनेक ट्रान्सव्हर्स क्रॅक वितरीत केले जातात. क्रॅक व्यवस्थित मांडले आहेत. प्रत्येक क्रॅकमध्ये एक लहरी वैशिष्ट्य असते, ज्यामध्ये रेखांशाच्या दिशेने थोडासा विक्षेपण असतो आणि रेखांशाचा ओरखडा नसतो. क्रॅक आणि स्टील पाईपच्या पृष्ठभागाच्या दरम्यान एक विशिष्ट विक्षेपण कोन आणि विशिष्ट रुंदी आहे. क्रॅकच्या काठावर ऑक्साईड आणि डिकार्ब्युरायझेशन आहेत. तळ बोथट आहे आणि विस्ताराची चिन्हे नाहीत. मॅट्रिक्सची रचना सामान्य फेराइट + परलाइट आहे, जी एका बँडमध्ये वितरीत केली जाते आणि त्याचा आकार 8 असतो. क्रॅकचे कारण स्टील पाईपची आतील भिंत आणि आतील साचा यांच्यातील घर्षणाशी संबंधित आहे. स्टील पाईप.

क्रॅकच्या मॅक्रोस्कोपिक आणि मायक्रोस्कोपिक मॉर्फोलॉजिकल वैशिष्ट्यांनुसार, स्टील पाईपच्या अंतिम उष्णतेच्या उपचारापूर्वी क्रॅक तयार झाल्याचा अंदाज लावला जाऊ शकतो. स्टील पाईप Φ90mm गोल ट्यूब बिलेट वापरते. गरम छिद्र पाडणे, गरम रोलिंग आणि व्यास कमी करणे आणि दोन कोल्ड ड्रॉइंग या मुख्य निर्मिती प्रक्रियेतून जातात. विशिष्ट प्रक्रिया अशी आहे की Φ90mm गोल ट्यूब बिलेटला Φ93mm×5.8mm रफ ट्यूबमध्ये आणले जाते आणि नंतर हॉट रोल केले जाते आणि Φ72mm×6.2mm पर्यंत कमी केले जाते. लोणचे आणि स्नेहन केल्यानंतर, प्रथम कोल्ड रेखांकन केले जाते. कोल्ड ड्रॉइंग नंतरचे तपशील Φ65mm×5.5mm आहे. इंटरमीडिएट एनीलिंग, पिकलिंग आणि स्नेहन नंतर, दुसरे कोल्ड ड्रॉइंग केले जाते. कोल्ड ड्रॉइंग नंतरचे तपशील Φ57mm×5mm आहे.

उत्पादन प्रक्रियेच्या विश्लेषणानुसार, स्टील पाईपची आतील भिंत आणि आतील डाय यांच्यातील घर्षण प्रभावित करणारे घटक प्रामुख्याने स्नेहनची गुणवत्ता आहेत आणि स्टील पाईपच्या प्लॅस्टिकिटीशी देखील संबंधित आहेत. स्टील पाईपची प्लॅस्टिकिटी खराब असल्यास, क्रॅक काढण्याची शक्यता मोठ्या प्रमाणात वाढेल आणि खराब प्लॅस्टिकिटी हे इंटरमीडिएट स्ट्रेस रिलीफ एनीलिंग हीट ट्रीटमेंटशी संबंधित आहे. या आधारे, असे अनुमान काढले जाते की कोल्ड ड्रॉइंग प्रक्रियेत क्रॅक निर्माण होऊ शकतात. शिवाय, क्रॅक मोठ्या प्रमाणात उघडलेले नसल्यामुळे आणि विस्ताराची कोणतीही स्पष्ट चिन्हे नसल्यामुळे, याचा अर्थ असा आहे की क्रॅक तयार झाल्यानंतर दुय्यम रेखाचित्र विकृतीचा प्रभाव अनुभवला नाही, त्यामुळे पुढे असा अंदाज लावला जातो की बहुधा क्रॅक तयार होण्याची वेळ ही दुसरी शीत रेखाचित्र प्रक्रिया असावी. खराब स्नेहन आणि/किंवा खराब ताण आराम ॲनिलिंग हे बहुधा प्रभावित करणारे घटक आहेत.

क्रॅकचे कारण निश्चित करण्यासाठी, स्टील पाईप उत्पादकांच्या सहकार्याने क्रॅक पुनरुत्पादन चाचण्या घेण्यात आल्या. वरील विश्लेषणाच्या आधारे, खालील चाचण्या केल्या गेल्या: छिद्र पाडणे आणि हॉट रोलिंग व्यास कमी करण्याच्या प्रक्रिया अपरिवर्तित राहतील अशा स्थितीत, स्नेहन आणि/किंवा तणावमुक्त एनीलिंग हीट ट्रीटमेंट परिस्थिती बदलली जाते, आणि काढलेल्या स्टील पाईप्सची तपासणी केली जाते. समान दोषांचे पुनरुत्पादन करण्याचा प्रयत्न करा.

2. चाचणी योजना
स्नेहन प्रक्रिया आणि ॲनिलिंग प्रक्रिया पॅरामीटर्स बदलून नऊ चाचणी योजना प्रस्तावित आहेत. त्यापैकी, सामान्य फॉस्फेटिंग आणि स्नेहन वेळेची आवश्यकता 40 मिनिटे आहे, सामान्य इंटरमीडिएट स्ट्रेस रिलीफ एनीलिंग तापमान आवश्यकता 830 ℃ आहे आणि सामान्य इन्सुलेशन वेळ 20 मिनिटे आहे. चाचणी प्रक्रियेमध्ये 30t कोल्ड ड्रॉईंग युनिट आणि रोलर बॉटम हीट ट्रीटमेंट फर्नेस वापरली जाते.

3. चाचणी परिणाम
वरील 9 योजनांद्वारे उत्पादित केलेल्या स्टील पाईप्सच्या तपासणीद्वारे, असे आढळून आले की योजना 3, 4, 5 आणि 6 वगळता, इतर सर्व योजनांमध्ये वेगवेगळ्या प्रमाणात थरथरणाऱ्या किंवा ट्रान्सव्हर्स क्रॅक आहेत. त्यापैकी, योजना 1 मध्ये कंकणाकृती पायरी होती; स्कीम 2 आणि 8 मध्ये ट्रान्सव्हर्स क्रॅक होते आणि क्रॅक मॉर्फोलॉजी उत्पादनामध्ये आढळलेल्या प्रमाणेच होती; योजना 7 आणि 9 हादरल्या होत्या, परंतु कोणतीही ट्रान्सव्हर्स क्रॅक आढळली नाहीत.

4. विश्लेषण आणि चर्चा
चाचण्यांच्या मालिकेद्वारे, स्टील पाईप्सच्या कोल्ड ड्रॉइंग प्रक्रियेदरम्यान स्नेहन आणि इंटरमीडिएट स्ट्रेस रिलीफ एनीलिंगचा पूर्ण स्टील पाईप्सच्या गुणवत्तेवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो हे पूर्णपणे सत्यापित केले गेले. विशेषतः, योजना 2 आणि 8 ने वरील उत्पादनात आढळलेल्या स्टील पाईपच्या आतील भिंतीवर समान दोषांचे पुनरुत्पादन केले.

स्कीम 1 ही फॉस्फेटिंग आणि स्नेहन प्रक्रिया न करता हॉट-रोल्ड कमी व्यासाच्या मदर ट्यूबवर प्रथम कोल्ड ड्रॉइंग करणे आहे. स्नेहनच्या कमतरतेमुळे, कोल्ड ड्रॉइंग प्रक्रियेदरम्यान आवश्यक असलेले लोड कोल्ड ड्रॉइंग मशीनच्या कमाल भारापर्यंत पोहोचले आहे. कोल्ड रेखांकन प्रक्रिया खूप कष्टकरी आहे. स्टील पाईपच्या थरथराने आणि मोल्डच्या घर्षणामुळे ट्यूबच्या आतील भिंतीवर स्पष्ट पायऱ्या पडतात, हे दर्शविते की जेव्हा मदर ट्यूबची प्लॅस्टिकिटी चांगली असते, जरी अनल्युब्रिकेटेड ड्रॉईंगचा विपरीत परिणाम होतो, तरीही ते कारणीभूत ठरणे सोपे नाही. ट्रान्सव्हर्स क्रॅक. स्कीम 2 मध्ये, खराब फॉस्फेटिंग आणि स्नेहन असलेले स्टील पाईप मध्यवर्ती ताण आराम ॲनिलिंगशिवाय सतत थंड केले जाते, परिणामी समान ट्रान्सव्हर्स क्रॅक होतात. तथापि, स्कीम 3 मध्ये, स्टील पाईपच्या सतत कोल्ड ड्रॉइंगमध्ये चांगले फॉस्फेटिंग आणि इंटरमीडिएट स्ट्रेस रिलीफ एनीलिंगशिवाय स्नेहन आढळले नाही, जे प्राथमिकपणे असे सूचित करते की खराब स्नेहन हे ट्रान्सव्हर्स क्रॅकचे मुख्य कारण आहे. स्कीम 4 ते 6 चांगल्या स्नेहन सुनिश्चित करताना उष्णता उपचार प्रक्रियेत बदल घडवून आणतात, आणि परिणामी कोणतेही रेखांकन दोष उद्भवले नाहीत, हे दर्शविते की इंटरमीडिएट स्ट्रेस रिलीफ एनीलिंग हे ट्रान्सव्हर्स क्रॅक होण्यास प्रबळ घटक नाही. योजना 7 ते 9 फॉस्फेटिंग आणि स्नेहन वेळ अर्ध्याने कमी करताना उष्णता उपचार प्रक्रियेत बदल करतात. परिणामी, स्कीम 7 आणि 9 च्या स्टील पाईप्समध्ये शेक लाइन्स आहेत आणि स्कीम 8 सारख्या ट्रान्सव्हर्स क्रॅक तयार करतात.

वरील तुलनात्मक विश्लेषण असे दर्शविते की खराब स्नेहन + मध्यवर्ती एनीलिंग नसणे आणि खराब स्नेहन + कमी इंटरमीडिएट एनीलिंग तापमान या दोन्ही प्रकरणांमध्ये ट्रान्सव्हर्स क्रॅक उद्भवतील. खराब स्नेहन + चांगले इंटरमीडिएट ऍनीलिंग, चांगले स्नेहन + कोणतेही इंटरमीडिएट ऍनीलिंग आणि चांगले स्नेहन + कमी इंटरमीडिएट ऍनीलिंग तापमानाच्या बाबतीत, जरी शेक लाइन दोष उद्भवतील, स्टील पाईपच्या आतील भिंतीवर ट्रान्सव्हर्स क्रॅक होणार नाहीत. खराब स्नेहन हे ट्रान्सव्हर्स क्रॅकचे मुख्य कारण आहे आणि खराब इंटरमीडिएट स्ट्रेस रिलीफ एनीलिंग हे सहायक कारण आहे.

स्टील पाईपचा ड्रॉइंग ताण घर्षण शक्तीच्या प्रमाणात असल्याने, खराब स्नेहनमुळे ड्रॉइंग फोर्समध्ये वाढ होते आणि ड्रॉइंग रेट कमी होतो. जेव्हा स्टील पाईप प्रथम काढला जातो तेव्हा वेग कमी असतो. जर वेग एका विशिष्ट मूल्यापेक्षा कमी असेल, म्हणजे, तो द्विभाजन बिंदूपर्यंत पोहोचला, तर मँडरेल स्वयं-उत्तेजित कंपन निर्माण करेल, परिणामी शेक लाईन्स होईल. अपर्याप्त स्नेहनच्या बाबतीत, रेखांकन करताना पृष्ठभाग (विशेषत: आतील पृष्ठभाग) धातू आणि डाई यांच्यातील अक्षीय घर्षण मोठ्या प्रमाणात वाढते, परिणामी काम कठोर होते. स्टील पाईपचे नंतरचे तणाव निवारण एनीलिंग हीट ट्रीटमेंट तापमान अपुरे असल्यास (जसे की चाचणीमध्ये सुमारे 630℃ सेट केलेले) किंवा ॲनिलिंग नसल्यास, पृष्ठभागावर क्रॅक होणे सोपे आहे.

सैद्धांतिक गणनेनुसार (सर्वात कमी रीक्रिस्टलायझेशन तापमान ≈ 0.4×1350℃), 20# स्टीलचे रिक्रिस्टलायझेशन तापमान सुमारे 610℃ आहे. एनीलिंगचे तापमान पुनर्क्रियीकरण तापमानाच्या जवळ असल्यास, स्टील पाईप पूर्णपणे पुनर्स्थापित करण्यात अयशस्वी होते, आणि कामाची कठोरता दूर केली जात नाही, परिणामी सामग्रीची प्लॅस्टिकिटी खराब होते, घर्षण दरम्यान धातूचा प्रवाह अवरोधित होतो आणि धातूचे आतील आणि बाहेरील थर गंभीरपणे खराब होतात. असमानपणे विकृत, ज्यामुळे मोठ्या अक्षीय अतिरिक्त ताण निर्माण होतो. परिणामी, स्टील पाईपच्या आतील पृष्ठभागावरील धातूचा अक्षीय ताण त्याच्या मर्यादा ओलांडतो, ज्यामुळे क्रॅक निर्माण होतात.

5. निष्कर्ष
20# सीमलेस स्टील पाईपच्या आतील भिंतीवर ट्रान्सव्हर्स क्रॅकची निर्मिती ड्रॉईंग दरम्यान खराब स्नेहन आणि अपुरी इंटरमीडिएट स्ट्रेस रिलीफ एनीलिंग हीट ट्रीटमेंट (किंवा ॲनिलिंग नाही) यांच्या संयुक्त परिणामामुळे होते. त्यापैकी, खराब स्नेहन हे मुख्य कारण आहे, आणि खराब मध्यवर्ती ताण आराम ॲनिलिंग (किंवा ॲनिलिंग नाही) हे सहायक कारण आहे. तत्सम दोष टाळण्यासाठी, उत्पादकांनी वर्कशॉप चालकांना उत्पादनातील स्नेहन आणि उष्णता उपचार प्रक्रियेच्या संबंधित तांत्रिक नियमांचे काटेकोरपणे पालन करणे आवश्यक आहे. याव्यतिरिक्त, रोलर-बॉटम सतत ॲनिलिंग भट्टी ही एक सतत ॲनिलिंग भट्टी असल्याने, जरी ती लोड आणि अनलोड करणे सोयीस्कर आणि जलद आहे, परंतु भट्टीतील विविध वैशिष्ट्य आणि आकारांच्या सामग्रीचे तापमान आणि गती नियंत्रित करणे कठीण आहे. नियमांनुसार त्याची काटेकोरपणे अंमलबजावणी न केल्यास, असमान ॲनिलिंग तापमान किंवा खूप कमी वेळ निर्माण करणे सोपे आहे, परिणामी अपुरे पुनर्क्रिस्टलायझेशन होते, ज्यामुळे त्यानंतरच्या उत्पादनात दोष निर्माण होतात. म्हणून, उष्मा उपचारांसाठी रोलर-बॉटम सतत ॲनिलिंग फर्नेस वापरणारे उत्पादकांनी उष्णता उपचारांच्या विविध आवश्यकता आणि वास्तविक ऑपरेशन्स नियंत्रित केल्या पाहिजेत.