Cinkuoto plieno vamzdžių gesinimas yra pagrindinis terminio apdorojimo procesas, siekiant pagerinti jo mechanines savybes. Žemiau pateiksime išsamų paaiškinimą apie reikšmę, poveikį, veikimo būdus, gesinimo agento pasirinkimą, vietą gamybos procese ir pagrindinius tikslaus valdymo punktus.
I. Gesinimo reikšmė ir funkcija
Gesinimas – tai procesas, kurio metu cinkuoto plieno vamzdžiai įkaitinami iki kritinės temperatūros (virš Ac3 arba Ac1) ir palaikomi tam tikrą laiką, o po to greitai atšaldomi vandenyje, aliejuje ar kitoje terpėje. Pagrindinis šio proceso tikslas – nepakankamai atšaldytą austenitą paversti martensito arba bainito struktūra, taip žymiai pagerinant plieno vamzdžių mechanines savybes, tokias kaip kietumas, atsparumas dilimui, stiprumas, elastingumas ir kietumas.
Po grūdinimo ir grūdinimo skirtingomis temperatūromis, visapusiškas plieno vamzdžio mechanines savybes galima sureguliuoti taip, kad atitiktų įvairių taikymo scenarijų reikalavimus. Tam tikrų specialiųjų plienų gesinimas taip pat gali pagerinti jų fizines ir chemines savybes, pavyzdžiui, sustiprinti feromagnetizmą ir pagerinti atsparumą korozijai ir kt.
II. Poveikis plieninių vamzdžių kokybei
Teigiamas poveikis
1. Žymiai pagerinkite mechanines savybes: Plieninio vamzdžio kietumas, atsparumas dilimui, atsparumas nuovargiui ir kiti pagrindiniai rodikliai po gesinimo labai pagerėjo.
2. Gauti specifinę struktūrą: suformuoti martensito arba bainito struktūrą, pakloti pagrindą tolesniam grūdinimui, siekiant pakoreguoti savybes.
3. Padidinkite tarnavimo laiką: pagrįstas grūdinimas gali padidinti ruošinio tarnavimo laiką 30-50%.
Neigiamas poveikis ir kontrolė
1. Vidinis įtempis ir deformacija: Greitas aušinimas sukels didelį vidinį įtempį, dėl kurio plieninis vamzdis gali deformuotis.
2. Įtrūkimų rizika: jei aušinimo greitis per didelis arba procesas netinkamas, gali atsirasti gesinimo įtrūkimų.
3. Nestabili struktūra: Po grūdinimo gaunama nesubalansuota struktūra, todėl reikia atlikti grūdinimą, kad stabilizuotųsi ir pašalintų įtempius.
III. Grūdinimo padėtis plieninių vamzdžių gamybos procese
Gesinimas yra pagrindinis plieninių vamzdžių terminio apdorojimo procesas, kuris paprastai yra šioje gamybos proceso vietoje:
Tipiškas procesas: Vamzdžių ruošinių paruošimas → Šildymas → Pradūrimas ir valcavimas → Skersmens kontrolė ir tiesinimas → Grūdinimas → Grūdinimas → Tiksli patikra
Tiksliau:
1. Po valcavimo arba formavimo: kai plieninis vamzdis karšto valcavimo arba šaltojo formavimo būdu pasiekia pagrindinį dydį, jis apdorojamas grūdinimu.
2. Prieš grūdinimą: po grūdinimo jis turi būti nedelsiant grūdintas, kad būtų pašalintas vidinis įtempis ir stabilizuota konstrukcija.
3. Vykdant gesinimo ir grūdinimo procesą: didelio stiprumo
Šiuolaikinės plieninių vamzdžių gamybos linijos dažniausiai naudoja indukcinio šildymo ir nuolatinio gesinimo metodą. Kaitinimo, grūdinimo ir grūdinimo procesų metu plieniniai vamzdžiai juda išilgai ir juda spirale.
IV. Tikslus pagrindinių gesinimo proceso taškų valdymas
Tikslus temperatūros valdymas
• Kaitinimo temperatūra: Hipoeutektoidiniam plienui pašildykite iki Ac3 30-50 laipsnių; hipereutektoidiniam plienui pašildykite iki Ac1 30–50 laipsnių. Faktinėje gamyboje reikia koreguoti pagal plieno tipą ir ruošinio formą. Sudėtingiems ruošiniams turi būti nustatyta apatinė ribinė temperatūra, kad grūdinimo metu nebūtų įtrūkimų.
• Temperatūros valdymo technologija: naudojant didelio-tikslumo šildymo įrangą (atsparias krosnis, indukcinio šildymo krosnis) kartu su PID valdymo algoritmais, temperatūros reguliavimo tikslumas gali siekti ±1 laipsnį. Krosnies viduje sumontuotos kelios termoporos, leidžiančios zonoje -pagrįstą temperatūros reguliavimą užtikrinti vienodą temperatūrą, o temperatūros skirtumas reguliuojamas ±3 laipsnių ribose.
• Įkaitinimo greitis: sudėtingų{0}}formų ir didelių{1}}dydžių ruošiniams kaitinimo greitis reguliuojamas 5–10 laipsnių per minutę. Paprastesniems ruošiniams jį galima padidinti iki 10-15 laipsnių /min.
2. Aušinimo proceso kontrolė
• Aušinimo metodo optimizavimas: Cinkuotiems plieniniams vamzdžiams rekomenduojama atlikti rotacinį grūdinimą kartu su sinchroniniu aušinimu tiek viduje, tiek išorėje.
• Vidinis aušinimas: vanduo purškiamas į vamzdelį per antgalį, kurio srautas ne mažesnis kaip 10 m/s.
• Išorinis aušinimas: naudokite purškimo arba panardinimo gesinimo bakus ir rezervuaruose įrenkite maišymo purkštukus, kad užtikrintumėte terpės srautą.
• Aušinimo parametrai: Plonasienių plieninių Medžiagoms, linkusioms įtrūkti (pvz., 42CrMo), galima taikyti tokias priemones kaip gesinimo temperatūros mažinimas, vandens srauto greičio mažinimas ir išleidžiamo vandens temperatūros (120 - 160 laipsnio) reguliavimas.
• Aušinimo terpės valdymas: sūraus vandens tirpalo temperatūra turi būti žemesnė arba lygi 60 laipsnių, kad būtų išvengta korozijos; reikia griežtai kontroliuoti polimero gesinimo medžiagos koncentraciją ir temperatūrą.
3. Visapusiškas proceso parametrų valdymas
• Izoliacijos laikas: apskaičiuojamas pagal efektyvų ruošinio storį, formulė yra τ=kD (kur D yra efektyvusis storis, o k yra apkrovos korekcijos koeficientas). Kai apkrovos tankis viršija 60%, koeficientas padidėja 0.3 - 0.5.
• Grūdinimo procesas: po grūdinimo reikia nedelsiant atlikti grūdinimą. Temperatūra žemoje temperatūroje yra 150–250 laipsnių, o laikas skaičiuojamas pagal sienelės storį (1–2 minutės milimetrui). Pavyzdžiui, 4 mm storio plieninio vamzdžio grūdinimas 4–8 minutes išlaikys HRC35–45 kietumą ir padidins kietumą 20–30%.
• Deformacijos kontrolė: optimizuojant gesinimo procesą, kad būtų sumažinta įtempių koncentracija, pvz., naudojant likutinę šilumą savaiminiam{0}}kietėjimui.
4. Kokybės tikrinimas ir proceso patvirtinimas
• Konstrukcijos patikrinimas: Konstrukcija po grūdinimo turi būti martensitinė arba bainitinė, be didelio austenito likučio kiekio.
• Veikimo testas: patikrinkite, ar tokie rodikliai kaip kietumas, stiprumas ir kietumas atitinka reikalavimus.
• Defektų prevencija: patobulinkite ultragarsinį bandymą ir paviršiaus kokybės patikrinimą, kad išvengtumėte defektų, tokių kaip įtrūkimai ir deformacijos.
5. Diferencijuoti įvairių rūšių plieno apdirbimo būdai
• Mažai -anglies plienas / vidutinis-anglies plienas: pageidautina naudoti vandens- gesinimo priemones ir sutelkti dėmesį į aušinimo vienodumo valdymą.
• Labai{0}}anglies plienas / legiruotasis plienas: naudokite lėtai-aušinantį greito gesinimo aliejų arba vandens- gesinimo skystį, kad subalansuotumėte pasiektą kietumą ir įtrūkimo riziką.
• Aukštos -klasės plieniniai vamzdžiai naftos pramonėje: juose dažniausiai naudojamas vidutinio-anglies lydinio konstrukcinis plienas, kuriame yra mažesnis anglies kiekis. Sienelės storis yra vienodas, o vandens gesinimas gali būti teikiamas pirmenybė.
Santrauka:
Tikslus cinkuoto plieno vamzdžių gesinimo valdymas reikalauja viso proceso valdymo, įskaitant temperatūros kontrolę, aušinimo metodus, terpės pasirinkimą, proceso parametrų derinimą ir kokybės tikrinimą. Pagrindinis principas yra užtikrinti, kad aušinimo pajėgumas atitiktų standartą ir aušinimas būtų vienodas. Taikant išsamias priemones, tokias kaip sukamasis gesinimas, sinchroninis aušinimas viduje ir išorėje, tiksli temperatūros kontrolė ir savalaikis grūdinimas, galima padidinti plieninių vamzdžių kietumą ir stiprumą, tuo pačiu sumažinant deformacijos ir įtrūkimų riziką.
