Zakaj mora hladna obdelava brezšivnih jeklenih cevi slediti strogemu zaporedju?

Hladna obdelava (včasih imenovana pod-ničlo ali kriogena obdelava) je nadaljnji-korak, ki se izvede po kaljenju določenih brezšivnih jeklenih cevi - najpogosteje iz legiranega jekla, ležajnega jekla in natančno-vlečenih cevi, kjer je dimenzijska stabilnost v življenjski dobi pomembnejša kot pri običajnih konstrukcijskih cevi. Če je izveden pravilno, pretvori ostanek zadržanega avstenita v martenzit in razbremeni notranjo napetost, ki jo pusti za seboj kaljenje. Če se izvede v napačnem vrstnem redu ali s preskočenim korakom, lahko ostane cev, ki je videti dimenzijsko v redu na tleh delavnice, nato pa mesece pozneje med obratovanjem poči, se izkrivi ali zraste izven tolerance.

Postopek konceptualno ni zapleten, vendardeluje le kot zaporedje- vsak korak obstaja za obvladovanje stresa, ki ga povzroči korak pred njim. Spodaj se sprehodimo skozi metalurgijo, zakaj je hladna obdelava sploh potrebna, štiri-stopenjski postopek v vrstnem redu, v katerem se dejansko mora zgoditi, in kaj morate preveriti, ko kupujete cev, ki naj bi šla skozi njo.

Ko je jeklo, ki ga je mogoče kaliti, kaljeno, se avstenit v njegovi strukturi spremeni v martenzit, ko se material ohladi čez temperaturo, imenovano Ms (martenzitni začetek). Ta transformacija se nadaljuje, ko temperatura pada, vse do nižje temperature, imenovane Mf (martenzitni zaključek) - točka, na kateri je transformacija v bistvu končana. Težava je v temza mnoga legirana in ležajna jekla je Mf precej pod sobno temperaturo. Dušenje, ki se ustavi pri sobni temperaturi (ali je zračno-ohlajeno nazaj na sobno temperaturo), torej delno ustavi transformacijo, tako da ostane del prvotnega avstenita netransformiran. To jezadržani avstenit.

Zadržani avstenit je metastabilen - ni trajno stabilna faza, je avstenit, ki se preprosto nikoli ni dovolj ohladil, da bi dokončal transformacijo. Če ga pustimo samega, se lahko med delovanjem počasi preoblikuje, zlasti pod obremenitvijo, vibracijami ali temperaturnimi cikli. Ker martenzit zavzema več volumna kot avstenit, iz katerega nastane, se ta počasna transformacija kaže kotdimenzionalna rast in notranja napetost, ki nastaja po tem, ko je del že v uporabi- točno način okvare, ki ga hladno zdravljenje preprečuje.

Zato se zdravljenje s prehladom najpogosteje kaže naprecizne brezšivne cevi, obroči ležajev, komponente merilnikov in deli orodnega{0}}jekla- aplikacij, kjer je delček milimetra dimenzijskega premika po namestitvi dela resnična težava, ne kozmetična. Ne uporablja se kot rutinski korak na navadnih ogljikovih-jeklenih cevovodih ali strukturnih brezšivnih ceveh, ker ti razredi sploh niso skoz-utrjeni in preprosto ne vsebujejo pomembnega ohranjenega avstenita po kaljenju. Če kupec nabavlja standardA106ozAPI 5Lbrezšivne cevi, hladna obdelava ni nekaj, o čemer bi se spraševali; če gre za naročilo za natančno-brušeno brezšivno cev, namenjeno za ohišje ležaja, oblogo hidravličnega cilindra ali merilni blok, se je vredno vprašati, ali dobaviteljev proces to vključuje in kako.

1. korak: Zakaj predhodno-namočiti v vrelo vodo?

Preden se cev približa temperaturi pod-ničlo, jo najprej damo v vrelo vodo in tam pustimopribližno 30 sekund. Ta korak naredi dve stvari hkrati. Prvič, torazbremeni približno 15 % notranjega stresaostanek od prvotne dušene - napetosti, ki bi se sicer nakopičila na novo napetost, ki jo bo uvedla hladna obdelava. Drugič, tostabilizira zadržani avstenitv trenutnem stanju, preden je del izpostavljen veliko večjemu temperaturnemu nihanju, ki sledi. Preskok tega koraka ne prepreči delovanja hladne obdelave, vendar odstrani vmesni pomnilnik, na katerega računajo poznejše faze, in je ena izmed pogostejših bližnjic, ki jih uporabi trgovina, ko poskuša prihraniti čas cikla.

2. korak: Zakaj zdravljenje v dveh stopnjah - pod ničlo, nato globoko kriogeno?

Sama hladna obdelava poteka v dveh temperaturnih stopnjah in ne v eni. Cev gre najprej do aobičajna temperatura pod ničlo okoli -60 stopinj C, in šele nato se spusti nagloboko kriogeno obdelavo pri okoli -120 degC. To storite v dveh korakih namesto neposrednega potopitve na -120 degC obstaja iz istega razloga kot pred-namakanje v vreli{3}}vodi: uravnava stopnjo toplotnega šoka, saj je velika, nenadzorovana delta-T natanko tista, ki nagiba k odpiranju razpok v že-kaljenem, že obremenjenem delu.

Nižja kot je temperatura obdelave, več zadržanega avstenita se pretvori v martenzit- bistvo je iti na -120 degC, namesto da bi se ustavili pri -60 degC. Toda preobrazba ni nikoli popolna. Testiranje to dosledno kažeostane približno 2 % zadržanega avstenitatudi po globoki kriogeni obdelavi pri -120 degC, ne glede na to, kako dolgo se čas zadrževanja podaljša. Ta ostanek ni napaka, ki bi jo morali loviti na nič – majhna, nadzorovana količina zadržanega avstenita, ki ostane v strukturi, deluje kotblažilec, ki absorbira stresnamesto da bi ga posredovali neposredno v okoliški martenzit, kar je eden od razlogov, zakaj specifikacije globoke kriogene obdelave ciljajo na temperaturo in čas zadrževanja, ne pa na nič{0}}ohranjen-rezultat avstenita.

3. korak: Zakaj ponovno segrevati v topli vodi pred kaljenjem?

Ko je globoko kriogeno držanje končano, se cev vrne ven in segrejetoplo vodo, ni prepuščeno, da se sama izenači z okoliškim zrakom. Ta korak ponovnega segrevanjarazbremeni približno 40 % stresa, ki ga povzroči sam tretma s prehladom- novi martenzit, ki je nastal med nizko in globoko krio fazo, nosi lastno notranjo obremenitev poleg vsega, kar je ostalo od prvotnega gašenja. Postopno segrevanje v vodi upravlja povratno pot na enak način, kot je pred-namakanje z vrelo{2}}vodo upravljalo pot navzdol: tako, da je sprememba temperature nadzorovana in ne nenadna.

4. korak: Zakaj se mora kaljenje zgoditi takoj?

Zaporedje se zaključi s kaljenjem inkaljenje je treba opraviti takoj po ponovnem-segrevanju tople vode, ne na primerni poznejši točki proizvodnega razporeda. Kaljenje odstrani veliko večino kakršnega koli stresa pri hladni-obdelavi, ki ostane po stopnji tople-vode, in to je tisto, kar dejansko preprečuje zapoznele razpoke - sveže oblikovani martenzit iz kriogenih stopenj je trd in krhek in je najbolj razpokan-v oknu med hladno obdelavo in popuščanjem. Pri cevi, ki je predolgo v tem oknu, tudi pri sobni temperaturi, obstaja resnično tveganje za nastanek mikro-razpok, preden kaljenje sploh dobi priložnost za lajšanje napetosti, ki jih povzroča.

Če pravilno izvedete, je ta zadnji korak tisto, kar prinaša praktično izplačilo celotnega procesa: del sstabilne končne dimenzije, brez preostale napetosti, ki povzroča počasno popačenje med delovanjem, in brez latentnega tveganja za razpoke, ki bi ležale v kaljeni strukturi in čakale, da se pokažejo, ko je del že odposlan.

Vsak korak v tem zaporedju obstaja za obvladovanje stresa, ki ga je ustvaril prejšnji korak, zato vrstni red ni stvar priročnosti:

• Preskočite predhodno namakanje-v vreli vodi, in pod ničlo/globoke-krio stopnje se začnejo z višjo osnovno notranjo napetostjo, kar poveča tveganje za razpoke med samimi hladnimi stopnjami.
• Skočite naravnost na -120 degC brez vmesne stopnje -60 degC, in cev doživi veliko večji posamezen toplotni udar, kar spet poveča tveganje za razpoke, namesto da bi ga zmanjšalo.
• Preskočite ali skrajšajte pogrevanje tople vode-, in približno 40 % stresa zaradi-hladnega zdravljenja ostane zaklenjenega v delu, ki gre v kaljenje, in deluje v nasprotju s tem, kar skuša doseči kaljenje.
• Odložite kaljenje po ponovnem segrevanjuin del ostane v stanju,-najbolj{0}}nagnjenem k razpokam, dlje, kot je potrebno, brez zagotovila, da bo zamuda prizanesljiva.

Dobavitelj, ki to stisne v eno samo hladno namakanje in eno samo kaljenje, brez postopnega pristopa na obeh koncih, lahko proizvede del, ki prestane takojšnje preverjanje dimenzij in še vedno nosi tveganje napetosti ali razpok, ki se pokaže šele pozneje.

Serijo natančnih brezšivnih cevi za uporabo v ležajih je -podizvajalec hladno obdelal v skrajšanem ciklu: en sam neposredni potop na -120 degC brez -60 degC vmesne stopnje, čemur je naslednji dan sledilo kaljenje namesto takoj po ponovnem segrevanju. Cevi so ob prejemu opravile pregled dimenzij. Nekaj ​​tednov uporabe je podmnožica serije pokazala lasne razpoke, ki so sledile ciklu obdelave s stiskanjem – kombinacija večjega enojnega termičnega šoka med ohlajanjem in podaljšane zakasnitve pred popuščanjem je pustila latentno napetost v materialu, ki je sam pregled dimenzij ni mogel zaznati. Šarža je bila predelana s polnim štiristopenjskim zaporedjem, dobaviteljeva procesna dokumentacija pa je bila revidirana, da se zabeležijo časi zadrževanja in vrzel med ponovnim segrevanjem in temperiranjem za vsako serijo naprej, ne le za končne dimenzije.

Hladna obdelava je proces, ne specifikacijska linija, in certifikat mlina, ki poroča samo o končni trdoti ali končnih dimenzijah, vam ne bo povedal, ali je bilo zaporedje dejansko upoštevano. Preden naročite brezšivne cevi, kjer je hladna obdelava pomembna za vašo uporabo, je vredno vprašati za:

1. Potrditev, da razred dejansko potrebuje hladno obdelavo.Vsak razred brezšivnih jeklenih cevi nima koristi od tega postopka - to je pomembno za legirana, ležajna in orodna jekla z nizko točko Mf, ne za navadne ogljikove strukturne ali cevne cevi, ki niso nikoli skoz-kaljene.
2. Dokumentirani časi zadrževanja in temperature za vsako stopnjo, ne le opomba, da je bila izvedena "kriogena obdelava". Natančneje se vprašajte, ali je postopek uporabljal postopen pristop -60 degC / -120 degC ali eno samo neposredno hladno namakanje.
3. Vrzel med ponovnim-ogrevanjem tople vode in kaljenjem.Dobavitelj, ki ne more navesti te vrzeli ali ki blaži na časovnem razporedu zakasnjenih serij namesto takoj po ponovnem segrevanju, nosi večje tveganje za razpoke, kot je prikazano v certifikatu.
4. Podatki o ohranjenem avstenitu ali preskusu mikrostrukture, kjer je aplikacija občutljiva na to- preostala raven v nizkih enomestnih številkah je pričakovana in na splošno koristna; veliko višja raven ostankov nakazuje, da so bile stopnje hladne obdelave skrajšane ali preskočene.
5. Ali je korak pred-namakanja z vrelo{0}}vodo del standardnega postopka dobavitelja, saj je to eden najlažjih korakov, da se tiho odvržete, ne da bi se to pokazalo v končnem inšpekcijskem poročilu.
6. Sledljivost lota, tako da če se težava z dimenzijami ali razpokami pozneje pojavi, jo je mogoče izslediti nazaj do specifičnega cikla obdelave in ne obravnavati kot generično napako materiala.

Dobavitelj, ki lahko brez oklevanja odgovori na vseh šest, opisuje nadzorovan proces. Tisti, ki lahko navede le končno število trdote, opisuje rezultat, ne procesa - in za hladno-obdelane brezšivne cevi vam rezultat prvega dne ne pove, kaj bo del delal šest mesecev v uporabi.

Kontaktirajte zdaj