Paip keluli lancar 20# ialah gred bahan yang dinyatakan dalam GB3087-2008 "Paip keluli lancar untuk dandang tekanan rendah dan sederhana". Ia adalah paip keluli lancar keluli struktur karbon berkualiti tinggi yang sesuai untuk pembuatan pelbagai dandang tekanan rendah dan tekanan sederhana. Ia adalah bahan paip keluli yang biasa dan volum besar. Apabila pengeluar peralatan dandang membuat pengepala pemanas semula suhu rendah, didapati terdapat kecacatan retak melintang yang serius pada permukaan dalaman berpuluh-puluh sambungan paip. Bahan sambungan paip ialah 20 keluli dengan spesifikasi Φ57mm×5mm. Kami memeriksa paip keluli yang retak dan menjalankan satu siri ujian untuk menghasilkan semula kecacatan dan mengetahui punca keretakan melintang.

1. Analisis ciri retak
Morfologi retakan: Dapat dilihat terdapat banyak rekahan melintang yang tersebar di sepanjang arah membujur paip keluli. Retak tersusun rapi. Setiap retakan mempunyai ciri beralun, dengan sedikit pesongan dalam arah membujur dan tiada calar membujur. Terdapat sudut pesongan tertentu antara retak dan permukaan paip keluli dan lebar tertentu. Terdapat oksida dan penyahkarburan di tepi retakan. Bahagian bawah tumpul dan tidak ada tanda pengembangan. Struktur matriks adalah ferit + pearlit biasa, yang diedarkan dalam jalur dan mempunyai saiz butiran 8. Punca keretakan adalah berkaitan dengan geseran antara dinding dalam paip keluli dan acuan dalam semasa pengeluaran paip keluli.

Mengikut ciri-ciri morfologi makroskopik dan mikroskopik retakan, boleh disimpulkan bahawa retakan itu dihasilkan sebelum rawatan haba akhir paip keluli. Paip keluli menggunakan bilet tiub bulat Φ90mm. Proses pembentukan utama yang dilaluinya ialah penembusan panas, rolling panas dan pengurangan diameter, dan dua lukisan sejuk. Proses khusus ialah bilet tiub bulat Φ90mm digulung ke dalam tiub kasar Φ93mm × 5.8mm, dan kemudian digulung panas dan dikurangkan kepada Φ72mm × 6.2mm. Selepas penjerukan dan pelinciran, lukisan sejuk pertama dijalankan. Spesifikasi selepas lukisan sejuk ialah Φ65mm×5.5mm. Selepas penyepuhlindapan pertengahan, penjerukan, dan pelinciran, lukisan sejuk kedua dijalankan. Spesifikasi selepas lukisan sejuk ialah Φ57mm×5mm.

Menurut analisis proses pengeluaran, faktor-faktor yang mempengaruhi geseran antara dinding dalaman paip keluli dan cetakan dalam adalah terutamanya kualiti pelinciran dan juga berkaitan dengan keplastikan paip keluli. Jika keplastikan paip keluli adalah lemah, kemungkinan rekahan lukisan akan meningkat dengan banyak, dan keplastikan yang lemah berkaitan dengan rawatan haba penyepuhlindapan pelepasan tekanan perantaraan. Berdasarkan ini, disimpulkan bahawa keretakan mungkin terhasil dalam proses lukisan sejuk. Di samping itu, kerana retakan tidak terbuka pada tahap yang besar dan tidak ada tanda pengembangan yang jelas, ini bermakna retakan itu tidak mengalami pengaruh ubah bentuk lukisan sekunder selepas ia terbentuk, jadi lebih lanjut disimpulkan bahawa kemungkinan besar masa untuk retakan dijana haruslah proses lukisan sejuk kedua. Faktor yang paling mungkin mempengaruhi ialah pelinciran yang lemah dan/atau penyepuhlindapan pelepasan tekanan yang lemah.

Untuk menentukan punca keretakan, ujian pembiakan retak telah dijalankan dengan kerjasama pengeluar paip keluli. Berdasarkan analisis di atas, ujian berikut telah dijalankan: Di bawah keadaan proses penembusan dan pengurangan diameter gelek panas kekal tidak berubah, keadaan rawatan haba penyepuhlindapan pelinciran dan/atau pelepasan tekanan diubah, dan paip keluli yang dilukis diperiksa untuk cuba menghasilkan semula kecacatan yang sama.

2. Pelan ujian
Sembilan pelan ujian dicadangkan dengan menukar proses pelinciran dan parameter proses penyepuhlindapan. Antaranya, keperluan masa phosphating dan pelinciran biasa ialah 40min, keperluan suhu penyepuhlindapan pelepasan tekanan pertengahan biasa ialah 830℃, dan keperluan masa penebat biasa ialah 20min. Proses ujian menggunakan unit lukisan sejuk 30t dan relau rawatan haba bawah roller.

3. Keputusan ujian
Melalui pemeriksaan paip keluli yang dihasilkan oleh 9 skim di atas, didapati bahawa kecuali skim 3, 4, 5, dan 6, skema lain semuanya mempunyai retakan gegar atau melintang pada tahap yang berbeza-beza. Antaranya, skim 1 mempunyai langkah anulus; skema 2 dan 8 mempunyai rekahan melintang, dan morfologi retakan sangat serupa dengan yang terdapat dalam pengeluaran; skema 7 dan 9 telah bergegar, tetapi tiada retakan melintang ditemui.

4. Analisis dan perbincangan
Melalui satu siri ujian, ia telah disahkan sepenuhnya bahawa pelinciran dan penyepuhlindapan pelepasan tekanan perantaraan semasa proses lukisan sejuk paip keluli mempunyai kesan yang penting terhadap kualiti paip keluli siap. Khususnya, skim 2 dan 8 mengeluarkan semula kecacatan yang sama pada dinding dalaman paip keluli yang terdapat dalam pengeluaran di atas.

Skim 1 adalah untuk melakukan lukisan sejuk pertama pada tiub ibu berdiameter kecil gelek panas tanpa melakukan proses fosfat dan pelinciran. Oleh kerana kekurangan pelinciran, beban yang diperlukan semasa proses lukisan sejuk telah mencapai beban maksimum mesin lukisan sejuk. Proses lukisan sejuk sangat susah payah. Gegaran paip keluli dan geseran dengan acuan menyebabkan langkah-langkah yang jelas pada dinding dalaman tiub, menunjukkan bahawa apabila keplastikan tiub ibu adalah baik, walaupun lukisan yang tidak dilincirkan mempunyai kesan buruk, ia tidak mudah untuk menyebabkan rekahan melintang. Dalam Skim 2, paip keluli dengan fosfat dan pelinciran yang lemah terus ditarik sejuk tanpa penyepuhlindapan pelepasan tekanan perantaraan, mengakibatkan rekahan melintang yang serupa. Walau bagaimanapun, dalam Skim 3, tiada kecacatan ditemui dalam lukisan sejuk berterusan paip keluli dengan fosfat dan pelinciran yang baik tanpa penyepuhlindapan pelepasan tekanan perantaraan, yang pada awalnya menunjukkan bahawa pelinciran yang lemah adalah punca utama keretakan melintang. Skim 4 hingga 6 adalah untuk menukar proses rawatan haba sambil memastikan pelinciran yang baik, dan tiada kecacatan lukisan berlaku akibatnya, menunjukkan bahawa penyepuhlindapan pelepasan tekanan perantaraan bukanlah faktor dominan yang membawa kepada berlakunya retakan melintang. Skim 7 hingga 9 menukar proses rawatan haba sambil memendekkan separuh masa fosfat dan pelinciran. Akibatnya, paip keluli Skim 7 dan 9 mempunyai garis goncang, dan Skim 8 menghasilkan rekahan melintang yang serupa.

Analisis perbandingan di atas menunjukkan bahawa keretakan melintang akan berlaku dalam kedua-dua kes pelinciran lemah + tiada penyepuhlindapan perantaraan dan pelinciran lemah + suhu penyepuhlindapan perantaraan rendah. Dalam kes pelinciran yang lemah + penyepuhlindapan perantaraan yang baik, pelinciran yang baik + tiada penyepuhlindapan perantaraan, dan pelinciran yang baik + suhu penyepuhlindapan pertengahan yang rendah, walaupun kecacatan garis goncang akan berlaku, retakan melintang tidak akan berlaku pada dinding dalaman paip keluli. Pelinciran yang lemah adalah punca utama keretakan melintang, dan penyepuhlindapan pelepasan tekanan perantaraan yang lemah adalah punca tambahan.

Oleh kerana tegasan lukisan paip keluli adalah berkadar dengan daya geseran, pelinciran yang lemah akan membawa kepada peningkatan dalam daya lukisan dan penurunan dalam kadar lukisan. Kelajuan adalah rendah apabila paip keluli mula-mula ditarik. Jika kelajuan lebih rendah daripada nilai tertentu, iaitu, ia mencapai titik bifurkasi, mandrel akan menghasilkan getaran teruja sendiri, mengakibatkan garis goncang. Dalam kes pelinciran yang tidak mencukupi, geseran paksi antara permukaan (terutamanya permukaan dalam) logam dan acuan semasa lukisan meningkat dengan banyak, mengakibatkan pengerasan kerja. Jika suhu rawatan haba penyepuhlindapan pelepasan tekanan seterusnya bagi paip keluli tidak mencukupi (seperti kira-kira 630 ℃ ditetapkan dalam ujian) atau tiada penyepuhlindapan, ia adalah mudah untuk menyebabkan retakan permukaan.

Mengikut pengiraan teori (suhu penghabluran semula terendah ≈ 0.4 × 1350 ℃), suhu penghabluran semula 20 # keluli adalah kira-kira 610 ℃. Jika suhu penyepuhlindapan adalah hampir dengan suhu penghabluran semula, paip keluli gagal untuk penghabluran semula sepenuhnya, dan pengerasan kerja tidak dihapuskan, mengakibatkan keplastikan bahan yang lemah, aliran logam disekat semasa geseran, dan lapisan dalam dan luar logam teruk. berubah bentuk secara tidak sekata, dengan itu menghasilkan tegasan tambahan paksi yang besar. Akibatnya, tegasan paksi logam permukaan dalam paip keluli melebihi hadnya, dengan itu menghasilkan keretakan.

5. Kesimpulan
Penjanaan rekahan melintang pada dinding dalaman paip keluli lancar 20# disebabkan oleh kesan gabungan pelinciran yang lemah semasa lukisan dan rawatan haba penyepuhlindapan pelepasan tekanan pertengahan yang tidak mencukupi (atau tiada penyepuhlindapan). Antaranya, pelinciran yang lemah adalah punca utama, dan penyepuhlindapan pelepasan tekanan pertengahan yang lemah (atau tiada penyepuhlindapan) adalah punca tambahan. Untuk mengelakkan kecacatan yang serupa, pengilang harus menghendaki pengendali bengkel mematuhi peraturan teknikal berkaitan pelinciran dan proses rawatan haba dalam pengeluaran dengan ketat. Di samping itu, kerana relau penyepuhlindapan berterusan roller-bottom adalah relau penyepuhlindapan berterusan, walaupun ia mudah dan cepat untuk memuat dan memunggah, adalah sukar untuk mengawal suhu dan kelajuan bahan dengan spesifikasi dan saiz yang berbeza dalam relau. Jika ia tidak dilaksanakan dengan ketat mengikut peraturan, ia adalah mudah untuk menyebabkan suhu penyepuhlindapan tidak sekata atau masa yang terlalu singkat, mengakibatkan penghabluran semula yang tidak mencukupi, membawa kepada kecacatan dalam pengeluaran berikutnya. Oleh itu, pengeluar yang menggunakan relau penyepuhlindapan berterusan bawah roller untuk rawatan haba harus mengawal pelbagai keperluan dan operasi sebenar rawatan haba.