Análise das causas das fissuras transversais na parede interna de tubos de aço sem costura estirados a frio

Análise das causas das fissuras transversais na parede interna de tubos de aço sem costura estirados a frio O tubo de aço sem costura 20 # é o grau do material especificado em "tubos de aço sem costura para caldeiras de baixa e média pressão". É um tubo de aço sem costura de aço estrutural de carbono de alta qualidade adequado para fabricar várias caldeiras de baixa pressão e média pressão. É um material comum e de grande volume tubo de aço. Quando um fabricante do equipamento da caldeira fabricava um encabeçamento do reheater de baixa temperatura, encontrou-se que havia defeitos transversais sérios da rachadura na superfície interna de dúzias de junções da tubulação. O material da junta do tubo era aço 20 com especificação de Φ 57mm × 5mm. Nós inspecionamos o tubo de aço rachado e realizamos uma série de testes para reproduzir o defeito e descobrir a causa da rachadura transversal. Análise do recurso 1. Crack Morfologia de rachaduras: Pode-se observar que existem muitas rachaduras transversais distribuídas ao longo da direção longitudinal do tubo de aço. As rachaduras estão dispostas ordenadamente. Cada rachadura tem uma característica ondulada, com uma ligeira deflexão na direção longitudinal e sem arranhões longitudinais. Há um certo ângulo de deflexão entre a rachadura e a superfície do tubo de aço e uma certa largura. Há óxidos e a descarbonetação na borda da fissura. O fundo é contundente e não há sinal de expansão. A estrutura da matriz é perlite de ferrite normal, que é distribuída em uma banda e tem um tamanho de grão de 8. A causa da rachadura está relacionada ao atrito entre a parede interna do tubo de aço e o molde interno durante a produção do tubo de aço. De acordo com as características morfológicas macroscópicas e microscópicas da fissura, pode-se inferir que a fissura foi gerada antes do tratamento térmico final do tubo de aço. O aço tubo usa um Φ 90mm tubo redondo tarugo. Os principais processos de formação que sofre são perfuração a quente, laminação a quente e redução de diâmetro e dois desenhos a frio. O processo específico é que o boleto de tubo redondo Φ 90mm é enrolado em um tubo bruto Φ 93mm × 5,8mm e depois laminado a quente e reduzido para Φ 72mm × 6,2mm. Após decapagem e lubrificação, o primeiro desenho a frio é realizado. A especificação após o desenho frio é Φ 65mm × 5.5mm. Após o recozimento intermediário, decapagem e lubrificação, o segundo desenho a frio é realizado. A especificação após o desenho frio é Φ 57mm × 5mm. De acordo com a análise do processo de produção, os fatores que afetam o atrito entre a parede interna do tubo de aço e a matriz interna são principalmente a qualidade da lubrificação e também estão relacionados à plasticidade do tubo de aço. Se a plasticidade do tubo de aço é pobre, a possibilidade de trincas de desenho aumentará muito, e baixa plasticidade está relacionada ao tratamento térmico de recozimento de alívio de estresse intermediário. Com base nisso, infere-se que as fissuras podem ser geradas no processo de estiramento a frio. Além disso, porque as rachaduras não estão abertas em grande medida e não há sinal óbvio de expansão, isso significa que as rachaduras não experimentaram a influência da deformação de desenho secundário depois de serem formadas, Assim, infere-se ainda que o momento mais provável para as fissuras serem geradas deve ser o segundo processo de estiramento a frio. Os fatores influenciadores mais prováveis são a lubrificação deficiente e/ou o recozimento deficiente do relevo do esforço. Para determinar a causa das fissuras, testes de reprodução de fissuras foram realizados em cooperação com fabricantes de tubos de aço. Com base na análise acima, os seguintes testes foram realizados: Sob a condição de que os processos de redução de diâmetro de perfuração e laminação a quente permaneçam inalterados, as condições de tratamento térmico de lubrificação e/ou alívio de tensão são alteradas e os tubos de aço tremulados são inspecionados para tentar reproduzir os mesmos defeitos. Plano 2. Test Nove planos de teste são propostos alterando os parâmetros do processo de lubrificação e recozimento. Entre eles, a exigência normal do tempo da fosfatação e da lubrificação é 40min, a exigência intermediária normal da temperatura do recozimento do relevo do esforço é 830 ℃, e a exigência normal do tempo da isolação é 20min. O processo do teste usa uma unidade do desenho 30t frio e uma fornalha do tratamento térmico do fundo do rolo. 3. Resultados do teste Através da inspeção dos tubos de aço produzidos pelos 9 esquemas acima, verificou-se que, exceto para os esquemas 3, 4, 5 e 6, todos os outros esquemas tinham trincas transversais ou tremedeiras em graus variados. Entre eles, o esquema 1 tinha um degrau anular; os esquemas 2 e 8 apresentavam fissuras transversais e a morfologia da fissura era muito semelhante à encontrada na produção; os esquemas 7 e 9 apresentavam fissuras transversais, mas não foram encontradas fissuras transversais. 4. Análise e discussão Através de uma série de testes, foi totalmente verificado que a lubrificação e o recozimento intermediário durante o processo de trefilação a frio de tubos de aço têm um impacto vital na qualidade dos tubos de aço acabados. Em especial, os regimes 2 e 8 reproduziam os mesmos defeitos na parede interior do tubo de aço encontrados na produção acima referida. Esquema 1 é realizar o primeiro desenho a frio no tubo-mãe laminado a quente de diâmetro reduzido sem realizar o processo de fosfatação e lubrificação. Devido à falta de lubrificação, a carga necessária durante o processo de trefilação a frio atingiu a carga máxima da máquina de trefilação a frio. O processo do desenho frio é muito laborioso. A agitação do tubo de aço e o atrito com o molde causam etapas óbvias na parede interna do tubo, indicando que quando a plasticidade do tubo-mãe é boa, embora o desenho não lubrificado tenha um efeito adverso, não é fácil causar rachaduras transversais. No esquema 2, o tubo de aço com baixa fosfatação e lubrificação é continuamente estirado a frio sem recozimento intermediário, resultando em rachaduras transversais semelhantes. No entanto, no Esquema 3, não foram encontrados defeitos no estiramento contínuo a frio do tubo de aço com boa fosfatação e lubrificação sem recozimento intermediário de alívio de tensão, o que indica preliminarmente que a má lubrificação é a principal causa de rachaduras transversais. Esquemas 4 a 6 são mudar o processo de tratamento térmico, garantindo boa lubrificação, e nenhum defeito de desenho ocorreu como resultado, indicando que o recozimento de alívio de tensão intermediário não é o fator dominante que leva à ocorrência de rachaduras transversais. Os esquemas 7 a 9 mudam o processo do tratamento térmico ao encurtar o tempo da fosfatação e da lubrificação pela metade. Como resultado, os tubos de aço dos Esquemas 7 e 9 têm linhas de vibração e o Esquema 8 produz rachaduras transversais semelhantes. A análise comparativa acima mostra que as rachaduras transversais ocorrerão em ambos os casos de lubrificação pobre nenhum recozimento intermediário e lubrificação pobre baixa temperatura de recozimento intermediário. Nos casos de má lubrificação bom recozimento intermediário, boa lubrificação sem recozimento intermediário e boa lubrificação baixa temperatura de recozimento intermediário, embora ocorram defeitos na linha de agitação, rachaduras transversais não ocorrerão na parede interna do tubo de aço. A lubrificação deficiente é a causa principal de rachaduras transversais, e o recozimento intermediário pobre do relevo de esforço é a causa auxiliar. Como a tensão de desenho do tubo de aço é proporcional à força de atrito, a lubrificação deficiente levará a um aumento na força de desenho e a uma diminuição na taxa de desenho. A velocidade é baixa quando o tubo de aço é desenhado. Se a velocidade for inferior a um determinado valor, ou seja, atingir o ponto de bifurcação, o mandril produzirá vibração auto-excitada, resultando em linhas de agitação. No caso de lubrificação insuficiente, o atrito axial entre o metal da superfície (especialmente a superfície interna) e a matriz durante o desenho é bastante aumentado, resultando no endurecimento do trabalho. Se a temperatura subsequente do tratamento térmico do recozimento do relevo do esforço da tubulação de aço é insuficiente (tal como aproximadamente 630 ℃ ajustado no teste) ou nenhum recozimento, é fácil causar rachaduras de superfície. De acordo com cálculos teóricos (a menor temperatura de recristalização ≈ 0.4 × 1350 ℃), a temperatura de recristalização do aço 20 # é de 610 ℃. Se a temperatura de recozimento estiver próxima da temperatura de recristalização, o tubo de aço não recristaliza totalmente e o endurecimento do trabalho não é eliminado, resultando em baixa plasticidade do material, o fluxo de metal é bloqueado durante o atrito e as camadas interna e externa do metal são severamente deformadas de forma desigual, gerando assim uma grande tensão adicional axial. Como resultado, a tensão axial do metal da superfície interna do tubo de aço excede seu limite, gerando rachaduras. 5. Conclusão A geração de rachaduras transversais na parede interna de um tubo de aço sem costura 20 # é causada pelo efeito combinado de lubrificação pobre durante o desenho e tratamento térmico de recozimento de alívio de tensão intermediário insuficiente (ou sem recozimento). Entre eles, a lubrificação deficiente é a causa principal, e o recozimento intermediário pobre do relevo do esforço (ou nenhum recozimento) é a causa auxiliar. Para evitar defeitos semelhantes, os fabricantes devem exigir que os operadores da oficina sigam rigorosamente os regulamentos técnicos relevantes do processo de lubrificação e tratamento térmico na produção. Além disso, uma vez que o forno de recozimento contínuo com fundo de rolo é um forno de recozimento contínuo, embora seja conveniente e rápido carregar e descarregar, é difícil controlar a temperatura e a velocidade de materiais de diferentes especificações e tamanhos no forno. Se não for estritamente implementado de acordo com os regulamentos, é fácil causar temperatura de recozimento desigual ou um tempo muito curto, resultando em recristalização insuficiente, levando a defeitos na produção subsequente. Portanto, os fabricantes que usam fornos de recozimento contínuo de fundo de rolo para tratamento térmico devem controlar os vários requisitos e operações reais de tratamento térmico. Tempo do post: Jun-14-2024