Razlozi, utjecaji i prevencija raslojavanja kvadratnih cijevi

Slojevitost gredice se odnosi na pojavu gdje se slojevito{0}}odvajanje metala dešava paralelno sa smjerom valjanja unutar gredice (za bešavne četvrtaste cijevi, odgovara kružnoj cijevi; za hladno-zavarene četvrtaste cijevi odgovara čeličnoj ploči ili trakastoj gredici). Ovo je skriveni unutrašnji nedostatak. Uzroci se mogu podijeliti u dvije velike kategorije:inherentne metalurške defekte i izazvane kasnijim procesima. Na kraju se širi u makroskopsko slojevitost tokom procesa plastične deformacije.

• Agregacija ne-metalauključuje: Tokom proizvodnje čelika, nepotpuna deoksidacija i nedovoljno meko puhanje u rafiniranju, kao i formiranje kamenca ili erozija vatrostalnih materijala, mogu rezultirati visokim-tačkama-tvrdih inkluzija kao što su Al₂O₃, sulfidi i kalcijev-aluminat koji ostaje u čeliku. Ove inkluzije nemaju plastičnost i tokom valjanja se izdužuju u tanke, slabe slojeve, postajući jezgro međusloja za raslojavanje.
• Internalni defekti gredica za kontinuirano livenje: Tokom procesa kontinuiranog livenja, centralna poroznost, šupljine za skupljanje i mjehurići ispod površine mogu ostati ako nisu potpuno zavareni tokom naknadnog valjanja. Oni će biti utisnuti u slojevite praznine; u isto vrijeme, centralna segregacija ugljika i trakasta struktura mogu uzrokovati neujednačene mehaničke osobine poprečnog-presjeka, a sila vezivanja zone segregacije je mnogo niža od one u matriksu, što ga čini sklonom odvajanju pod stresom.

• Nedosljedno grijanje i nepravilna temperatura:Ako se cijev cijevi ne zagrije temeljito ili postoji velika temperaturna razlika u poprečnom-presjeku (obično poznata kao "yin-yang površina"), to će rezultirati neujednačenom plastičnošću metala, a tokom deformacije, međuslojni napon na smicanje će premašiti čvrstoću vezivanja, uzrokujući odvajanje duž slabe površine; ako je temperatura grijanja preniska, ukupna plastičnost će biti nedovoljna, a tokom bušenja/valjanja, unutrašnji defekti su skloniji da se razdvoje.
• Neusklađenost parametara probijanja/kotrljanja (bezpresan proces):  Za vrijeme kosog probijanja valjanjem, ako je brzina valjanja previsoka, a kut uvlačenja premali, cijev će biti podvrgnuta prekomjernom aksijalnom posmičnom naprezanju, uzrokujući da se unutrašnji manji defekti razdvoje i protežu duž aksijalnog smjera, formirajući sloj paralelan sa zidom cijevi; prekomjerno smanjenje-jednog prolaza i prekomjerno trošenje alata će također pogoršati neravnomjeran protok metala, pokrećući nanošenje slojeva.
• Koncentracija naprezanja kod hladnog savijanja (proces zavarivanja): Postojeći manji unutrašnji slojevi u čeliku trake će se širiti duž pravca debljine pod ponovljenim naprezanjem savijanja tokom hladnog savijanja; nerazumna distribucija prolaza formiranja i prekomjerna jednostruka-deformacija također će direktno uzrokovati smicanje slojeva u smjeru debljine.
• Unkontrolirano naknadno-hlađenje: Ako je brzina hlađenja prebrza, istovremeno će stvoriti veliki termički stres i naprezanje mikrostrukture, uzrokujući stvaranje mikropukotina u centralnoj zoni segregacije; nepravilno hlađenje gomile i prerano rasklapanje će spriječiti da se napon u potpunosti oslobodi, da bi se na kraju razvilo u makroskopsko slojevitost.

Defekt slojevitosti karakterizira njegova prikrivenost (većina je nevidljiva golim okom) i njegova ekspanzivnost. To u osnovi slabi performanse materijala cijevi i predstavlja značajne rizike za kvalitet i sigurnost upotrebe.

• Značajno pogoršanje mehaničkih svojstava: Raslojavanje će uzrokovati smanjenje efektivne debljine zida ležaja materijala cijevi, a vlačna čvrstoća u slojevitom području će pasti za 30% do 50%, žilavost na udar se može smanjiti na ispod 10J, a plastičnost (izduženje) i otpornost na zamor će također pasti istovremeno; rubovi slojeva su prirodne točke koncentracije naprezanja i sklone su brzom širenju pod vanjskom silom.
• Neuspjeh u izvođenju procesa: Tokom naknadne obrade hladnog savijanja, širenja, spljoštenja i savijanja, područje nanošenja slojeva će direktno pucati; ako postoji slojevitost na krajnjem žlijebu cijevi, zavarivanje će uzrokovati nepotpuno spajanje i uključivanje troske tokom zavarivanja, što direktno rezultira nekvalifikovanim zavarenim spojem.
• Neispunjavanje standardnih zahtjeva za testiranje: Prilikom provođenja ultrazvučnog testiranja (UT) u skladu sa standardima kao što je GB/T 20490, slojevi će pokazati očigledne valove defekata, koji su osnovni unutrašnji defekti za utvrđivanje neusklađenosti, koji direktno dovode do smanjenja kvaliteta proizvoda ili ukidanja.

• Rizik od loma nosivih konstrukcija: Kada se koristi u strukturalnim scenarijima kao što su građevinske rešetkaste strukture i mehanički oslonci, slojevi pod statičkim opterećenjima će se postepeno širiti, što će dovesti do loma presjeka; pod naizmjeničnim opterećenjima, brzo će izazvati zamorne pukotine, uzrokujući iznenadne lomljive lomove i rezultirati sigurnosnim nesrećama konstrukcije.
• Curenje i pucanje iz cjevovoda{0}}pritisnog ležaja: Kada se koristi za transport fluida i cjevovode pod pritiskom, širenje slojeva prema unutrašnjem zidu će uzrokovati curenje zida cijevi. U uslovima visokog{1}}pritiska, može direktno da pukne; ako se transportuje sumpor-koji sadrži vodonik ili kiseli medij, praznine u slojevima će pokrenuti vodonik-indukovano pucanje (HIC) i koroziju u pukotinama, ubrzavajući kvar materijala cijevi.
• Trajnost i pogoršanje izgleda: Nakon što korozivni medij uđe u praznine slojeva, to će uzrokovati unutrašnju skrivenu koroziju, postepeno uništavajući materijal cijevi iznutra prema van, značajno skraćujući vijek trajanja; Jaka slojevitost će također uzrokovati izbočenje površine cijevi, odstupanja u veličini i stvaranje mjehurića i ljuštenje nakon pocinčavanja ili premazivanja.

• Poboljšajte čistoću rastaljenog čelika i kvalitetu kontinuiranog lijevanja:

1. Ojačati procese LF/VD rafiniranja kako bi se osiguralo trajanje puhanja mekog argona, promovirajući flotaciju i pražnjenje inkluzija; koristite tretman kalcijumom za modificiranje tvrdih Al₂O₃ inkluzija, pretvarajući ih u sferične inkluzije niske-tačke-tačke, smanjujući izvor slojevitosti-kao što je slojevitost.
2. Koristite kalup + elektromagnetno mešanje tokom celog procesa livenja da biste smanjili centralnu segregaciju i centralnu poroznost; stalno kontrolirajte brzinu povlačenja kako biste izbjegli šljaku i mjehuriće ispod površine.

• Strogo pregledajte sirovine pri ulasku uthefabrika: Za gredice/ploče koje ulaze u fabriku, 100% ultrazvučna pred{1}}inspekcija se mora provesti da bi se otkrila unutrašnja stratifikacija, inkluzije i defekti poroznosti. Nekvalifikovane gredice se moraju direktno odbaciti; istovremeno, površinske pukotine i ožiljci moraju biti brušeni kako bi se izbjeglo širenje površinskih defekata tokom valjanja.

• Standardizirati pripremu grijanja gredice: Na osnovu tipa čelika, formulirajte precizne krivulje grijanja, kontrolirajte brzinu grijanja kako biste osigurali ravnomjeran prodor topline; planirajte unaprijed centralizirano punjenje gredica iste specifikacije i tipa čelika kako biste izbjegli neravnomjerno zagrijavanje zbog razlika u veličini.

• Precizno kontrolirajte proces grijanja: Osigurati vrijeme držanja dijela za izjednačavanje, kontrolisati temperaturnu razliku sekcije cijevi unutar dozvoljenog opsega, eliminirati "dvostrane" i nisko{0}}valjanje na niskim temperaturama; strogo kontrolirati gornju granicu temperature grijanja kako bi se izbjeglo smanjenje sile intergranularnog vezivanja zbog pregrijavanja.

• Optimizirajte parametre pirsinga i kotrljanja (beopretan proces):

1. Kontrolišite brzinu valjanja ispod kritične brzine nanošenja slojeva, na odgovarajući način povećajte ugao uvlačenja, smanjite aksijalni smični napon tokom probijanja i izbegavajte stvaranje slojeva iz mehanizma deformacije.
2. Razumno rasporedite količinu smanjenja svakog prolaza kako biste izbjegli pretjeranu deformaciju u jednom prolazu; redovno provjeravajte istrošenost valjaka, vodilica i glava, zamijenite ih na vrijeme ako istrošenost prelazi granicu i osigurajte ravnomjeran protok metala.

• Optimizirajte proces hladnog savijanja i zavarivanja (proces zavarivanja): Pročistite prolaze za formiranje, smanjite ugao deformacije jednog{0}}prolaza, smanjite napon smicanja u smjeru debljine, izbjegnite širenje unutrašnjeg slojevitosti trake; uskladite snagu-visokofrekventnog zavarivanja i količinu ekstruzije kako biste osigurali kvalitet fuzije šava, izbjegavajte slojevitost zavara.

• Standardizirajte naknadno-hlađenje i sporo hlađenje: 

1. Kontrolišite brzinu hlađenja nakon-okretanja stabilnom brzinom od 3 do 5 stepeni/s, izbjegavajte stvaranje krhkog bainita u jezgri debelih-oblica i smanjite organizacijski stres.
2. Implementirajte slaganje s konstantnom-temperaturom i sporo hlađenje: za debljine manje od ili jednake 50 mm, sporo hlađenje bi trebalo biti veće ili jednako 12 sati; za debljine > 50 mm, sporo hlađenje treba da bude veće ili jednako 24 sata.Početna temperatura dimnjaka treba da bude veća ili jednaka 500 stepeni. Nemojte dozvoliti rano rasklapanje; za ploče slične dužine i širine, složite ih zajedno, i ako je potrebno, omotajte ih azbestnom tkaninom za izolaciju kako biste spriječili prebrzo hlađenje rubova. 

• Potpuna pokrivenost ne-testiranja gotovih proizvoda bez razaranja: U skladu sa standardom GB/T 20490 za provođenje automatskog ultrazvučnog testiranja, pokrivajući cijeli zid cijevi na 100%, precizno locirajući defekte slojevitosti; dodajte ručnu ponovnu{2}}inspekciju na kraju cijevi kako biste izbjegli oslobađanje neispravnih proizvoda.
• Toplinska obrada i provjera performansi: Čelik visokog{0}}kvaliteta, kvadratne i pravokutne cijevi debelih-cijev se podvrgavaju normalizaciji + kaljenju kako bi se eliminisalo zaostalo naprezanje, homogenizirala struktura i poboljšala segregacija za žilavost; Ispitivanja procesa spljoštenja pod pritiskom, ekspanzije i hladnog savijanja uzorka kako bi se potvrdilo da nema pucanja slojeva pod opterećenjem obrade.
• Sljedivost kvarova i poboljšanje{0}}zatvorene petlje: Kada se otkrije defekt slojevitosti, obrnuti trag parametara procesa proizvodnje čelika, livenja i valjanja na osnovu oblika i distribucije defekta, identifikovati uzrok i brzo prilagoditi proces; manja slojevitost može dovesti do uklanjanja neispravnog dijela i degradacije za upotrebu, dok ozbiljno nanošenje slojeva rezultira time da se cijeli odjeljak odlaže.