Γιατί η κρύα επεξεργασία των χαλύβδινων σωλήνων χωρίς ραφή πρέπει να ακολουθεί μια αυστηρή ακολουθία;

Η ψυχρή επεξεργασία (μερικές φορές ονομάζεται υπό-μηδενική ή κρυογονική επεξεργασία) είναι ένα βήμα που ακολουθεί-μετά την απόσβεση ορισμένων τύπων χαλύβδινων σωλήνων και σωλήνων χωρίς συγκόλληση - πιο συχνά από κραματοποιημένο χάλυβα, χάλυβα ρουλεμάν και σωλήνα ακριβείας-όπου η σταθερότητα διαστάσεων κατά τη διάρκεια ζωής έχει μεγαλύτερη σημασία για τη συνηθισμένη δομή του σωλήνα. Γίνεται σωστά, μετατρέπει τον υπολειπόμενο ωστενίτη σε μαρτενσίτη και ανακουφίζει από το εσωτερικό άγχος που αφήνει πίσω το σβήσιμο. Εάν γίνει με λάθος σειρά ή με ένα βήμα παραλειφθέν, μπορεί να αφήσει έναν σωλήνα που φαίνεται διαστασιολογικά λεπτή στο πάτωμα του καταστήματος και στη συνέχεια να ραγίσει, να παραμορφωθεί ή να ξεφύγει από την ανοχή μήνες αργότερα κατά τη λειτουργία.

Η διαδικασία δεν είναι περίπλοκη ως προς την ιδέα, αλλάλειτουργεί μόνο ως ακολουθία- κάθε βήμα υπάρχει για τη διαχείριση του άγχους που δημιουργείται από το βήμα πριν από αυτό. Παρακάτω περιγράφουμε τη μεταλλουργία πίσω από το γιατί χρειάζεται καθόλου επεξεργασία με κρύο, τη διαδικασία τεσσάρων- σταδίων με τη σειρά που πρέπει να συμβεί στην πραγματικότητα και τι πρέπει να ελέγξετε όταν αγοράζετε σωλήνα που υποτίθεται ότι έχει περάσει από αυτήν.

Όταν ένας σκληρυνόμενος χάλυβας σβήνει, ο ωστενίτης στη δομή του μετατρέπεται σε μαρτενσίτη καθώς το υλικό ψύχεται πέρα ​​από μια θερμοκρασία που ονομάζεται Ms (εκκίνηση μαρτενσίτη). Αυτός ο μετασχηματισμός συνεχίζεται καθώς η θερμοκρασία πέφτει συνεχώς, σε μια χαμηλότερη θερμοκρασία που ονομάζεται Mf (φινίρισμα μαρτενσίτης) - το σημείο στο οποίο ουσιαστικά ο μετασχηματισμός έχει ολοκληρωθεί. Το πρόβλημα είναι ότιΓια πολλούς χάλυβες κραμάτων και ρουλεμάν, το Mf βρίσκεται πολύ κάτω από τη θερμοκρασία δωματίου. Επομένως, ένα σβήσιμο που σταματά σε θερμοκρασία δωματίου (ή ο αέρας-ψύχεται ξανά στη θερμοκρασία δωματίου) σταματά τη μετατροπή εν μέρει, αφήνοντας ένα τμήμα του αρχικού ωστενίτη αμετάβλητο. Αυτό είναιδιατηρήθηκε ο ωστενίτης.

Ο κατακρατημένος ωστενίτης είναι μετασταθερός - δεν είναι μια μόνιμα σταθερή φάση, είναι ο ωστενίτης που απλά ποτέ δεν κρύωσε αρκετά για να ολοκληρωθεί η μεταμόρφωση. Αφήνοντας μόνο του, μπορεί να μεταμορφωθεί αργά με την πάροδο του χρόνου στην υπηρεσία, ιδιαίτερα υπό φορτίο, κραδασμούς ή κύκλους θερμοκρασίας. Επειδή ο μαρτενσίτης καταλαμβάνει περισσότερο όγκο από τον ωστενίτη από τον οποίο σχηματίζεται, αυτός ο αργός μετασχηματισμός εμφανίζεται ωςανάπτυξη διαστάσεων και συσσώρευση εσωτερικής πίεσης αφού το εξάρτημα είναι ήδη σε λειτουργία- ακριβώς τον τρόπο αποτυχίας που υπάρχει για να αποτρέψει την ψυχρή θεραπεία.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η κρύα θεραπεία εμφανίζεται πιο συχνάσωλήνας χωρίς ραφή ακριβείας, ράγες ρουλεμάν, εξαρτήματα μετρητή και εργαλειο-χάλυβα- εφαρμογές όπου ένα κλάσμα του χιλιοστού της μετατόπισης διαστάσεων μετά την εγκατάσταση του εξαρτήματος είναι πραγματικό πρόβλημα και όχι αισθητικό. Δεν εφαρμόζεται ως βήμα ρουτίνας σε απλό-σωλήνα από άνθρακα από χάλυβα ή δομικό σωλήνα χωρίς ραφή, επειδή αυτές οι ποιότητες δεν έχουν-σκληρυνθεί εξαρχής και απλώς δεν φέρουν ουσιαστικό κατακρατημένο ωστενίτη μετά το σβήσιμο. Εάν ένας αγοραστής προμηθεύεται τυπικάA106ήAPI 5Lσωλήνας χωρίς ραφή, η ψυχρή επεξεργασία δεν είναι κάτι που πρέπει να ρωτήσετε. εάν η παραγγελία είναι για ακριβή-σωλήνα χωρίς ραφή εδάφους που προορίζεται για περίβλημα ρουλεμάν, επένδυση υδραυλικού κυλίνδρου ή μπλοκ μετρητή, αξίζει να ρωτήσετε εάν η διαδικασία του προμηθευτή το περιλαμβάνει και πώς.

Βήμα 1: Γιατί Προ-Μουλιάστε πρώτα σε βραστό νερό;

Πριν ο σωλήνας φτάσει οπουδήποτε κοντά σε θερμοκρασία κάτω από το μηδέν, τοποθετείται πρώτα σε βραστό νερό και διατηρείται εκεί γιαπερίπου 30 δευτερόλεπτα. Αυτό το βήμα κάνει δύο πράγματα ταυτόχρονα. Πρώτον, αυτόανακουφίζει περίπου το 15% του εσωτερικού στρεςεναπομείναν από το αρχικό στρες απόσβεσης - που διαφορετικά θα στοιβαζόταν πάνω από το νέο στρες που πρόκειται να εισαγάγει η κρύα θεραπεία. Δεύτερον, αυτόσταθεροποιεί τον κατακρατούμενο ωστενίτηστην τρέχουσα κατάστασή του πριν το εξάρτημα εκτεθεί στην πολύ μεγαλύτερη αιώρηση θερμοκρασίας που ακολουθεί. Η παράλειψη αυτού του βήματος δεν εμποδίζει τη λειτουργία της κρύας επεξεργασίας, αλλά αφαιρεί ένα buffer στο οποίο βασίζονται τα μεταγενέστερα στάδια και είναι μία από τις πιο κοινές συντομεύσεις που λαμβάνονται όταν ένα κατάστημα προσπαθεί να εξοικονομήσει χρόνο κύκλου.

Βήμα 2: Γιατί να κάνετε θεραπεία σε δύο στάδια - Subzero, μετά σε βαθιά κρυογονική;

Η ίδια η ψυχρή επεξεργασία γίνεται σε δύο στάδια θερμοκρασίας και όχι σε ένα. Ο σωλήνας πηγαίνει πρώτα στο ασυμβατική θερμοκρασία υπό το μηδέν περίπου -60 degC, και μόνο μετά από αυτό κατεβαίνει σεβαθιά κρυογονική επεξεργασία στους -120 degC περίπου. Κάνοντας αυτό σε δύο βήματα αντί να βυθιστείτε απευθείας στους -120 degC υπάρχει για τον ίδιο λόγο που συμβαίνει και το βραστό νερό πριν-εμποτιστεί: διαχειρίζεται τον ρυθμό θερμικού σοκ, καθώς ένα μεγάλο, ανεξέλεγκτο δέλτα-T είναι ακριβώς αυτό που τείνει να ανοίξει ρωγμές σε ένα ήδη τεντωμένο{6} τμήμα.

Όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία επεξεργασίας, τόσο περισσότερο ο κατακρατημένος ωστενίτης μετατρέπεται σε μαρτενσίτη- αυτό είναι ολόκληρο το σημείο για να μεταβείτε στους -120 degC αντί να σταματήσετε στους -60 degC. Αλλά η μεταμόρφωση δεν ολοκληρώνεται ποτέ. Οι δοκιμές το δείχνουν με συνέπειαπερίπου το 2% διατήρησε υπολείμματα ωστενίτηακόμη και μετά από βαθιά κρυογονική επεξεργασία στους -120 degC, ανεξάρτητα από το πόσο παρατείνεται ο χρόνος διατήρησης. Αυτό το υπόλειμμα δεν είναι ελάττωμα που πρέπει να μηδενιστεί - μια μικρή, ελεγχόμενη ποσότητα κατακρατημένου ωστενίτη που παραμένει στη δομή λειτουργεί ωςρυθμιστικό που απορροφά το στρεςαντί να μεταδοθεί απευθείας στον περιβάλλοντα μαρτενσίτη, κάτι που είναι ένας λόγος για τον οποίο οι προδιαγραφές βαθιάς κρυογονικής επεξεργασίας στοχεύουν σε θερμοκρασία και χρόνο διατήρησης αντί για μηδενικό αποτέλεσμα-διατήρησης-ωστενίτη.

Βήμα 3: Γιατί να ξαναζεσταίνετε σε ζεστό νερό πριν το σκληρύνετε;

Μόλις ολοκληρωθεί η βαθιά κρυογονική συγκράτηση, ο σωλήνας επαναφέρεται έξω και θερμαίνεταιζεστό νερό, δεν αφήνεται να εξισωθεί με τον ατμοσφαιρικό αέρα από μόνο του. Αυτό το βήμα αναθέρμανσηςανακουφίζει περίπου το 40% του στρες που προκαλείται από την ίδια την κρύα θεραπεία- ο νέος μαρτενσίτης που σχηματίστηκε κατά τα στάδια υπό το μηδέν και βαθιά κρυοπάθεια φέρει τη δική του εσωτερική πίεση, πάνω από ό,τι είχε απομείνει από την αρχική απόσβεση. Η σταδιακή θέρμανση στο νερό διαχειρίζεται το ταξίδι επιστροφής με τον ίδιο τρόπο που το βραστό-νερό πριν από-εμποτισμό κατόρθωσε το ταξίδι: διατηρώντας την αλλαγή θερμοκρασίας ελεγχόμενη και όχι απότομη.

Βήμα 4: Γιατί πρέπει να γίνει έγκαιρα η μέτρηση;

Η ακολουθία κλείνει με παλμό, καιη σκλήρυνση πρέπει να γίνει αμέσως μετά την αναθέρμανση-του ζεστού νερού, όχι σε ένα βολικό μεταγενέστερο σημείο του προγράμματος παραγωγής. Η σκλήρυνση αφαιρεί τη μεγάλη πλειονότητα του κρύου-του στρες επεξεργασίας που παραμένει μετά το βήμα του ζεστού-νερού και είναι αυτό που στην πραγματικότητα αποτρέπει την καθυστερημένη ρωγμή - ο πρόσφατα σχηματισμένος μαρτενσίτης από τα κρυογονικά στάδια είναι σκληρός και εύθραυστος και είναι στο μέγιστο βαθμό ρωγμής-στο παράθυρο θερμοκρασίας μεταξύ ψυχρής επεξεργασίας και επεξεργασίας. Ένας σωλήνας που κρατιέται για πολύ καιρό σε αυτό το παράθυρο, ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου, διατρέχει πραγματικό κίνδυνο να αναπτύξει μικρο-ρωγμές προτού η σκλήρυνση έχει ποτέ την ευκαιρία να ανακουφίσει το άγχος που τους προκαλεί.

Έγινε σωστά, αυτό το τελευταίο βήμα είναι αυτό που προσφέρει την πρακτική απόδοση της όλης διαδικασίας: ένα μέρος μεσταθερές τελικές διαστάσεις, δεν υπάρχει υπολειπόμενη τάση που οδηγεί σε αργή παραμόρφωση κατά τη λειτουργία και δεν υπάρχει κίνδυνος λανθάνουσας ρωγμής στη σκληρυμένη δομή που περιμένει να εμφανιστεί αφού το εξάρτημα έχει ήδη αποσταλεί.

Κάθε βήμα σε αυτήν τη σειρά υπάρχει για τη διαχείριση του άγχους που δημιούργησε το προηγούμενο βήμα, γι' αυτό η παραγγελία δεν είναι θέμα ευκολίας:

• Παραλείψτε το βραστό-νερό πριν-εμποτιστεί, και τα στάδια κάτω από το μηδέν/βαθύ-κρύο ξεκινούν από μια υψηλότερη εσωτερική τάση αναφοράς, αυξάνοντας τον κίνδυνο ρωγμών κατά τη διάρκεια των ίδιων των ψυχρών σταδίων.
• Μεταβείτε κατευθείαν στους -120 degC χωρίς το ενδιάμεσο στάδιο -60 degCκαι ο σωλήνας υφίσταται ένα πολύ μεγαλύτερο ενιαίο θερμικό σοκ, αυξάνοντας και πάλι τον κίνδυνο ρωγμών αντί να τον χαμηλώσει.
• Παραλείψτε ή συντομεύστε την αναθέρμανση-του ζεστού νερού, και περίπου το 40% του στρες της ψυχρής-θεραπείας παραμένει δεσμευμένο στο τμήμα που πηγαίνει σε σκλήρυνση, λειτουργώντας ενάντια σε αυτό που προσπαθεί να επιτύχει ο μετριασμός.
• Καθυστέρησε το σκλήρυνση μετά το ζέσταμα, και το εξάρτημα παραμένει στην πιο επιρρεπή-ρωγμή του για περισσότερο από όσο χρειάζεται, χωρίς καμία εγγύηση ότι η καθυστέρηση θα είναι συγχωρητική.

Ένας προμηθευτής που το συμπιέζει σε ένα ενιαίο κρύο εμποτισμό και ένα μόνο σκλήρυνση, χωρίς τη βαθμιαία προσέγγιση και στα δύο άκρα, μπορεί να παράγει ένα εξάρτημα που περνά έναν άμεσο έλεγχο διαστάσεων και εξακολουθεί να φέρει κίνδυνο καταπόνησης ή ρωγμών που εμφανίζεται μόνο αργότερα.

Μια παρτίδα σωλήνων χωρίς ραφή ακριβείας για μια εφαρμογή ρουλεμάν υποβλήθηκε σε ψυχρή επεξεργασία-από έναν υπεργολάβο που εργαζόταν σε συντομευμένο κύκλο: μια ενιαία άμεση βύθιση στους -120 degC χωρίς ενδιάμεσο στάδιο -60 degC, ακολουθούμενη από σκλήρυνση την επόμενη ημέρα και όχι αμέσως μετά την αναθέρμανση. Οι σωλήνες πέρασαν από επιθεώρηση διαστάσεων κατά την παραλαβή. Αρκετές εβδομάδες μετά τη χρήση, ένα υποσύνολο της παρτίδας έδειξε ρωγμές της γραμμής των μαλλιών που εντοπίζονται στον κύκλο συμπιεσμένης επεξεργασίας - ο συνδυασμός ενός μεγαλύτερου μεμονωμένου θερμικού σοκ κατά την ψύξη και μιας εκτεταμένης καθυστέρησης πριν από τη σκλήρυνση είχε αφήσει λανθάνουσα πίεση στο υλικό που η επιθεώρηση διαστάσεων από μόνη της δεν μπορούσε να ανιχνεύσει. Η παρτίδα επεξεργάστηκε εκ νέου με την πλήρη σειρά τεσσάρων σταδίων και η τεκμηρίωση της διαδικασίας του προμηθευτή αναθεωρήθηκε για να καταγράφονται οι χρόνοι αναμονής και το κενό μεταξύ αναθέρμανσης και σκλήρυνσης για κάθε παρτίδα στο μέλλον, όχι μόνο για τις τελικές διαστάσεις.

Η επεξεργασία με κρύο είναι μια διαδικασία, όχι μια γραμμή προδιαγραφών, και ένα πιστοποιητικό μύλου που αναφέρει μόνο την τελική σκληρότητα ή τις τελικές διαστάσεις δεν θα σας πει εάν τηρήθηκε πράγματι η σειρά. Πριν παραγγείλετε σωλήνα ή σωλήνα χωρίς συγκόλληση όπου η κρύα επεξεργασία έχει σημασία για την εφαρμογή σας, αξίζει να ζητήσετε:

1. Επιβεβαίωση ότι ο βαθμός χρειάζεται πραγματικά ψυχρή επεξεργασία.Δεν επωφελείται κάθε κατηγορίας χαλύβδινων σωλήνων χωρίς συγκόλληση από αυτή τη διαδικασία - έχει σημασία για χάλυβες κραμάτων, ρουλεμάν και εργαλείων με χαμηλό σημείο Mf, όχι για δομικούς σωλήνες από απλό άνθρακα ή σωλήνες γραμμής που δεν σκληρύνονται ποτέ-.
2. Τεκμηριωμένοι χρόνοι διατήρησης και θερμοκρασίες για κάθε στάδιο, όχι απλώς μια σημείωση ότι έγινε «κρυογονική θεραπεία». Ρωτήστε συγκεκριμένα εάν η διαδικασία χρησιμοποίησε τη διαβαθμισμένη προσέγγιση -60 degC / -120 degC ή ένα απλό άμεσο κρύο εμποτισμό.
3. Το κενό μεταξύ της αναθέρμανσης-του ζεστού νερού και της σκληρύνσεως.Ένας προμηθευτής που δεν μπορεί να δηλώσει αυτό το κενό ή που μετριάζει σε ένα καθυστερημένο πρόγραμμα παρτίδων και όχι αμέσως μετά την αναθέρμανση, διατρέχει μεγαλύτερο κίνδυνο ρωγμών από ό,τι δείχνει το πιστοποιητικό.
4. Διατηρούνται δεδομένα δοκιμής ωστενίτη ή μικροδομής όπου η εφαρμογή είναι ευαίσθητη σε αυτό- ένα υπολειπόμενο επίπεδο στα χαμηλά μονοψήφια είναι αναμενόμενο και γενικά ωφέλιμο. Ένα πολύ υψηλότερο επίπεδο υπολειμμάτων υποδηλώνει ότι τα στάδια της ψυχρής θεραπείας συντομεύτηκαν ή παραλείφθηκαν.
5. Εάν το στάδιο βρασμού-προ-βρασμού νερού αποτελεί μέρος της τυπικής διαδικασίας του προμηθευτή, καθώς είναι ένα από τα πιο εύκολα βήματα για αθόρυβη πτώση χωρίς να εμφανίζεται σε μια τελική έκθεση επιθεώρησης.
6. Ιχνηλασιμότητα παρτίδας, έτσι ώστε εάν ένα πρόβλημα διαστάσεων ή ρωγμών εμφανιστεί αργότερα, μπορεί να εντοπιστεί στον συγκεκριμένο κύκλο επεξεργασίας αντί να αντιμετωπίζεται ως γενικό ελάττωμα υλικού.

Ένας προμηθευτής που μπορεί να απαντήσει και στα έξι αυτά χωρίς δισταγμό, περιγράφει μια ελεγχόμενη διαδικασία. Κάποιος που μπορεί να υποδείξει μόνο έναν τελικό αριθμό σκληρότητας περιγράφει ένα αποτέλεσμα, όχι μια διαδικασία - και για σωλήνα χωρίς ραφή με επεξεργασία ψυχρής-το αποτέλεσμα την πρώτη ημέρα δεν σας λέει τι πρόκειται να κάνει το εξάρτημα έξι μήνες από τη λειτουργία του.

Επικοινωνήστε τώρα