Tub çeliku pa tegel 20# është kategoria e materialit e specifikuar në GB3087-2008 "Tubacione çeliku pa tegel për kaldaja me presion të ulët dhe të mesëm". Është një tub çeliku pa tegel strukturor me cilësi të lartë me karbon, i përshtatshëm për prodhimin e kaldajave të ndryshme me presion të ulët dhe të mesëm. Është një material tub çeliku i zakonshëm dhe me vëllim të madh. Kur një prodhues i pajisjeve të bojlerit po prodhonte një kokë rinxehëse me temperaturë të ulët, u zbulua se kishte defekte serioze të çara tërthore në sipërfaqen e brendshme të dhjetëra nyjeve të tubave. Materiali i bashkimit të tubit ishte çeliku 20 me specifikim Φ57mm×5mm. Ne inspektuam tubin e çelikut të plasaritur dhe kryem një sërë testesh për të riprodhuar defektin dhe për të gjetur shkakun e çarjes tërthore.

1. Analiza e veçorive të plasaritjes
Morfologjia e plasaritjeve: Mund të shihet se ka shumë çarje tërthore të shpërndara përgjatë drejtimit gjatësor të tubit të çelikut. Çarjet janë të rregulluara mjeshtërisht. Çdo çarje ka një veçori të valëzuar, me një devijim të lehtë në drejtimin gjatësor dhe pa gërvishtje gjatësore. Ekziston një kënd i caktuar devijimi midis plasaritjes dhe sipërfaqes së tubit të çelikut dhe një gjerësi të caktuar. Ka okside dhe dekarburizim në skajin e plasaritjes. Pjesa e poshtme është e hapur dhe nuk ka asnjë shenjë zgjerimi. Struktura e matricës është ferrit + perlit normal, i cili shpërndahet në një brez dhe ka një madhësi kokrriza 8. Shkaku i çarjes lidhet me fërkimin midis murit të brendshëm të tubit të çelikut dhe mykut të brendshëm gjatë prodhimit të tub çeliku.

Sipas karakteristikave morfologjike makroskopike dhe mikroskopike të plasaritjes, mund të konkludohet se plasaritja është krijuar përpara trajtimit përfundimtar termik të tubit të çelikut. Tubi i çelikut përdor një tub të rrumbullakët Φ90 mm. Proceset kryesore të formimit që i nënshtrohet janë perforimi i nxehtë, rrotullimi i nxehtë dhe zvogëlimi i diametrit dhe dy vizatime të ftohta. Procesi specifik është që mbështjellja e tubit të rrumbullakët Φ90 mm mbështillet në një tub të ashpër Φ93 mm×5.8 mm, dhe më pas mbështillet në nxehtësi dhe reduktohet në Φ72 mm×6.2 mm. Pas turshive dhe lubrifikimit, kryhet vizatimi i parë i ftohtë. Specifikimi pas vizatimit të ftohtë është Φ65mm×5.5mm. Pas pjekjes së ndërmjetme, turshive dhe lubrifikimit, kryhet vizatimi i dytë i ftohtë. Specifikimi pas vizatimit të ftohtë është Φ57mm×5mm.

Sipas analizës së procesit të prodhimit, faktorët që ndikojnë në fërkimin ndërmjet murit të brendshëm të tubit të çelikut dhe shtresës së brendshme janë kryesisht cilësia e lubrifikimit dhe lidhen gjithashtu me plasticitetin e tubit të çelikut. Nëse plasticiteti i tubit të çelikut është i dobët, mundësia e tërheqjes së çarjeve do të rritet shumë, dhe plasticiteti i dobët lidhet me trajtimin termik të pjekjes për lehtësimin e stresit të ndërmjetëm. Bazuar në këtë, konkludohet se çarjet mund të krijohen në procesin e tërheqjes së ftohtë. Përveç kësaj, për shkak se çarjet nuk janë të hapura në një masë të madhe dhe nuk ka asnjë shenjë të dukshme të zgjerimit, kjo do të thotë se plasaritjet nuk kanë përjetuar ndikimin e deformimit të vizatimit dytësor pasi janë formuar, kështu që më tej konkludohet se më e mundshme koha për të krijuar çarje duhet të jetë procesi i dytë i tërheqjes së ftohtë. Faktorët më të mundshëm që ndikojnë janë lubrifikimi i dobët dhe/ose pjekja e dobët për lehtësimin e stresit.

Për të përcaktuar shkakun e çarjeve, u kryen teste të riprodhimit të çarjeve në bashkëpunim me prodhuesit e tubave të çelikut. Bazuar në analizën e mësipërme, u kryen testet e mëposhtme: Në kushtet që proceset e zvogëlimit të diametrit të perforimit dhe rrotullimit të nxehtë të mbeten të pandryshuara, kushtet e trajtimit të nxehtësisë së pjekjes së lubrifikimit dhe/ose lehtësimit të stresit ndryshohen dhe tubat e çelikut të tërhequr inspektohen për të përpiquni të riprodhoni të njëjtat defekte.

2. Plani i testimit
Nëntë plane testimi propozohen duke ndryshuar parametrat e procesit të lubrifikimit dhe të procesit të pjekjes. Midis tyre, kërkesa normale për kohën e fosfatimit dhe lubrifikimit është 40 minuta, kërkesa normale e temperaturës së pjekjes për lehtësimin e stresit të ndërmjetëm është 830 ℃, dhe kërkesa normale e kohës së izolimit është 20 minuta. Procesi i provës përdor një njësi tërheqjeje të ftohtë 30t dhe një furrë për trajtimin e nxehtësisë së poshtme me rul.

3. Rezultatet e testit
Nga inspektimi i tubave të çelikut të prodhuara nga 9 skemat e mësipërme, u konstatua se përveç skemave 3, 4, 5 dhe 6, skemat e tjera kishin të gjitha çarje lëkundje ose tërthore në shkallë të ndryshme. Midis tyre, skema 1 kishte një hap unazor; Skemat 2 dhe 8 kishin çarje tërthore dhe morfologjia e plasaritjes ishte shumë e ngjashme me atë të gjetur në prodhim; Skemat 7 dhe 9 ishin lëkundur, por nuk u gjetën çarje tërthore.

4. Analizë dhe diskutim
Nëpërmjet një sërë testesh, u verifikua plotësisht se lubrifikimi dhe pjekja e ndërmjetme për lehtësimin e stresit gjatë procesit të tërheqjes së ftohtë të tubave të çelikut kanë një ndikim jetik në cilësinë e tubave të përfunduar të çelikut. Në veçanti, skemat 2 dhe 8 riprodhuan të njëjtat defekte në murin e brendshëm të tubit të çelikut të gjetura në prodhimin e mësipërm.

Skema 1 është kryerja e vizatimit të parë të ftohtë në tubin amë me diametër të reduktuar të mbështjellë në nxehtësi pa kryer procesin e fosfatimit dhe lubrifikimit. Për shkak të mungesës së lubrifikimit, ngarkesa e kërkuar gjatë procesit të tërheqjes së ftohtë ka arritur ngarkesën maksimale të makinës së tërheqjes së ftohtë. Procesi i vizatimit të ftohtë është shumë i mundimshëm. Dridhja e tubit të çelikut dhe fërkimi me mykun shkaktojnë hapa të dukshëm në murin e brendshëm të tubit, gjë që tregon se kur plasticiteti i tubit amë është i mirë, megjithëse vizatimi i palubrifikuar ka një efekt negativ, nuk është e lehtë të shkaktohet. çarje tërthore. Në skemën 2, tubi i çelikut me fosfatim dhe lubrifikim të dobët është tërhequr vazhdimisht në të ftohtë pa pjekje të ndërmjetme lehtësuese të stresit, duke rezultuar në çarje të ngjashme tërthore. Megjithatë, në skemën 3, nuk u gjetën defekte në tërheqjen e vazhdueshme të ftohtë të tubit të çelikut me fosfatim dhe lubrifikimi të mirë pa pjekje të ndërmjetme lehtësuese të stresit, gjë që tregon paraprakisht se lubrifikimi i dobët është shkaku kryesor i çarjeve tërthore. Skemat 4 deri në 6 duhet të ndryshojnë procesin e trajtimit të nxehtësisë duke siguruar lubrifikimin e mirë dhe si rezultat nuk ka pasur defekte në vizatim, gjë që tregon se pjekja e ndërmjetme për lehtësimin e stresit nuk është faktori dominues që çon në shfaqjen e çarjeve tërthore. Skemat 7 deri në 9 ndryshojnë procesin e trajtimit termik duke shkurtuar përgjysmë kohën e fosfatimit dhe lubrifikimit. Si rezultat, tubat e çelikut të skemave 7 dhe 9 kanë linja dridhjeje, dhe Skema 8 prodhon çarje të ngjashme tërthore.

Analiza krahasuese e mësipërme tregon se çarje tërthore do të ndodhin në të dy rastet e lubrifikimit të dobët + pa pjekje të ndërmjetme dhe lubrifikimit të dobët + temperaturë të ulët të pjekjes ndërmjetëse. Në rastet e lubrifikimit të dobët + pjekjes së mirë të ndërmjetme, lubrifikimit të mirë + pa pjekje të ndërmjetme dhe lubrifikimit të mirë + temperaturës së ulët të ndërmjetme pjekjeje, megjithëse do të ndodhin defekte të vijës së tundjes, çarje tërthore nuk do të ndodhin në murin e brendshëm të tubit të çelikut. Lubrifikimi i dobët është shkaku kryesor i çarjeve tërthore dhe pjekja e dobët e ndërmjetme për lehtësimin e stresit është shkaku ndihmës.

Meqenëse stresi i tërheqjes së tubit të çelikut është proporcional me forcën e fërkimit, lubrifikimi i dobët do të çojë në një rritje të forcës tërheqëse dhe një ulje të shkallës së tërheqjes. Shpejtësia është e ulët kur tubi i çelikut tërhiqet për herë të parë. Nëse shpejtësia është më e ulët se një vlerë e caktuar, domethënë arrin pikën e bifurkacionit, mandreli do të prodhojë dridhje të vetë-ngacmuar, duke rezultuar në vija lëkundjeje. Në rast të lubrifikimit të pamjaftueshëm, fërkimi boshtor ndërmjet sipërfaqes (veçanërisht sipërfaqes së brendshme) metalit dhe mbulesës gjatë vizatimit rritet shumë, duke rezultuar në forcimin e punës. Nëse temperatura pasuese e trajtimit të nxehtësisë së pjekjes lehtësuese të stresit të tubit të çelikut është e pamjaftueshme (siç është rreth 630℃ e vendosur në provë) ose nuk ka pjekje, është e lehtë të shkaktohen çarje sipërfaqësore.

Sipas llogaritjeve teorike (temperatura më e ulët e rikristalizimit ≈ 0,4×1350℃), temperatura e rikristalizimit të çelikut 20# është rreth 610℃. Nëse temperatura e pjekjes është afër temperaturës së rikristalizimit, tubi i çelikut nuk arrin të rikristalizohet plotësisht dhe forcimi i punës nuk eliminohet, duke rezultuar në plasticitet të dobët të materialit, rrjedha e metalit bllokohet gjatë fërkimit dhe shtresat e brendshme dhe të jashtme të metalit janë rëndë. deformuar në mënyrë të pabarabartë, duke gjeneruar kështu një stres shtesë të madh boshtor. Si rezultat, stresi boshtor i metalit të sipërfaqes së brendshme të tubit të çelikut tejkalon kufirin e tij, duke krijuar kështu çarje.

5. Përfundim
Gjenerimi i çarjeve tërthore në murin e brendshëm të një tubi çeliku pa tegel 20# shkaktohet nga efekti i kombinuar i lubrifikimit të dobët gjatë vizatimit dhe trajtimit të pamjaftueshëm të ngrohjes të ndërmjetme për lehtësimin e stresit (ose pa pjekje). Midis tyre, lubrifikimi i dobët është shkaku kryesor, dhe pjekja e dobët e ndërmjetme për lehtësimin e stresit (ose pa pjekje) është shkaku ndihmës. Për të shmangur defekte të ngjashme, prodhuesit duhet t'u kërkojnë operatorëve të punishtes që të ndjekin me përpikëri rregullat teknike përkatëse të procesit të lubrifikimit dhe trajtimit të nxehtësisë në prodhim. Përveç kësaj, duke qenë se furra e pjekjes së vazhdueshme me fund rul është një furrë me pjekje të vazhdueshme, megjithëse është e përshtatshme dhe e shpejtë për t'u ngarkuar dhe shkarkuar, është e vështirë të kontrollohet temperatura dhe shpejtësia e materialeve të specifikimeve dhe madhësive të ndryshme në furrë. Nëse nuk zbatohet rreptësisht sipas rregulloreve, është e lehtë të shkaktohet një temperaturë e pabarabartë e pjekjes ose një kohë shumë e shkurtër, duke rezultuar në rikristalizimin e pamjaftueshëm, duke çuar në defekte në prodhimin e mëvonshëm. Prandaj, prodhuesit që përdorin furrat e pjekjes së vazhdueshme me rul për trajtimin termik duhet të kontrollojnë kërkesat e ndryshme dhe operacionet aktuale të trajtimit termik.