Y Mater Straen mewn Cynhyrchu Pibellau Dur

Prif achosion straen mewnol mewn pibellau dur ywnewidiadau tymheredd anwastad, dadffurfiad plastig anwastad, atrawsnewidiadau cyfnod asyncronig yn y strwythur.Mae'r ffenomenau straen hyn yn digwydd yng nghamau cynnar, canol a therfynol y broses gynhyrchu a gellir eu dosbarthu yn straen dros dro (sy'n diflannu ar ôl i'r broses gael ei chwblhau) a straen gweddilliol (sy'n parhau i fod yn y cynnyrch gorffenedig a dyma'r ffactor craidd sy'n effeithio ar ansawdd). Mae gwahaniaethau sylweddol yn y camau cynhyrchu straen ar gyfer gwahanol lwybrau cynhyrchu (fel pibellau dur di-dor a phibellau dur wedi'u weldio). Mae'r manylion penodol fel a ganlyn:

Yn ystod y cam hwn, mae'r straen yn straen thermol yn bennaf, yn bennaf straen dros dro. Bydd rhywfaint o straen gweddilliol cychwynnol yn cael ei drosglwyddo i'r camau prosesu dilynol ynghyd â'r deunyddiau crai.

• Straen gweddilliol cychwynnol biledi pibell: Yn ystod y broses oeri a sythu o biledau pibell castio parhaus a biledau pibell rholio, mewnolstraen wedieisoes wedi'i gadw. Mae hyn yn perthyn i'r straen cyn-brosesu a ddaw yn sgil y deunyddiau crai a bydd yn cael ei arosod ar y straen prosesu dilynol.
• Straen thermol yn ystod y broses wresogi:Pan fydd y biledau pibell yn cael eu gwresogi, mae'r haen wyneb yn ehangu yn gyntaf oherwydd gwres, tra bod gan yr haen graidd dymheredd is a swm ehangu llai. Mae'r haen arwyneb wedi'i gywasgu ac mae'r haen graidd wedi'i hymestyn. Os yw'r cyflymder gwresogi yn rhy gyflym neu os yw'r tymheredd yn y ffwrnais yn anwastad, bydd y straen thermol yn cynyddu'n sydyn, ac mewn achosion eithafol, gall achosi cracio ar wyneb y biledau pibell. Ar ôl gwresogi unffurf, bydd y straen thermol ar unwaith yn cael ei leddfu'n sylweddol.

Dyma'r cam mwyaf hanfodol ar gyfer cynhyrchu straen. Mae anffurfiad plastig mawr a chylchoedd thermol lleol yn cynhyrchu llawer iawn o straen anffurfio a straen thermol, sef prif ffynonellau straen gweddilliol yn y cynnyrch gorffenedig.

• Prosesau craidd pibellau dur di-dor

1. Proses dyllu: Yn ystod tyllu rholio ar oleddf, mae biled y tiwb yn mynd trwy anffurfiad plastig tri dimensiwn dwys o dan weithrediad y rholiau a'r pen dyrnu. Mae gwahaniaeth sylweddol yn swm dadffurfiad y trwch wal a'r arwynebau mewnol ac allanol, gan arwain at straen anffurfio sylweddol; bydd yr oeri anwastad ar ôl tyllu yn ychwanegu straen thermol, gan ffurfio straen gweddilliol cychwynnol y tiwb ar y cyd.
2. Tiwb rholio / proses diamedr lleihau sefydlog:Yn ystod treigl parhaus a rholio tiwb awtomatig, mae trwch y wal yn cael ei leihau ac mae'r estyniad echelinol yn digwydd. Mae'r anffurfiad wedi'i ddosbarthu'n anwastad ar hyd trwch y wal; yn y prosesau diamedr sefydlog a diamedr lleihau, mae'r anffurfiad cywasgu cylchedd yn digwydd, ac mae'r gwahaniaeth mewn anffurfiad rhwng yr arwynebau mewnol ac allanol yn cael ei chwyddo ymhellach, sef prif ffynhonnell straen gweddilliol echelinol a chylchferol mewn pibellau di-dor rholio poeth.

• Proses graidd o bibellau dur wedi'u weldio

1. Proses ffurfio:Mae'r dur stribed yn cael ei blygu sawl gwaith gan rholeri i ffurfio'r bibell yn wag. Mae'r anffurfiad plygu yn achosi i haen allanol y plât dur fod o dan densiwn a'r haen fewnol i fod dan gywasgu. Ar ôl anffurfiad plastig oer, mae straen gweddilliol plygu gweddilliol yn parhau. Mae hyn yn perthyn i'r straen prosesu ffurfio.
2. Proses weldio:Mae'r wythïen weldio a'r parth yr effeithir arno gan wres yn cael eu gwresogi a'u hoeri'n gyflym yn lleol. Mae ehangiad thermol yr ardal wresogi wedi'i gyfyngu gan y metel oer cyfagos, gan arwain at ddadffurfiad plastig cywasgol; yn ystod oeri, mae'r crebachiad yn cael ei gyfyngu gan y metel sylfaen amgylchynol, ac yn olaf mae straen tynnol gweddilliol uchel iawn yn cael ei ffurfio yn yr ardal sêm weldio. Mae'r metel sylfaen ar y ddwy ochr o dan straen cywasgol i gynnal cydbwysedd, sef y ffynhonnell straen fwyaf craidd o bibellau wedi'u weldio. Po fwyaf yw'r egni llinell weldio a'r cyflymaf yw'r cyflymder oeri, yr uchaf yw'r lefel straen gweddilliol.

Gall y cam hwn gyflwyno straen gweddilliol newydd, neu gellir dileu'r straen hwn trwy brosesau penodol yn y cam blaenorol.

• Proses oeri: Pan fydd pibellau dur poeth wedi'u rholio a'u weldio yn oeri, mae'r wyneb yn oeri'n gyflymach tra bod y craidd yn oeri'n arafach. Mae'r wyneb yn contractio'n gyntaf ac mae o dan densiwn, tra bod y craidd yn ddiweddarach yn contractio ac yn cael ei gywasgu, gan arwain at straen thermol gweddilliol; y cyflymaf yw'r gyfradd oeri a'r mwyaf anwastad yw'r oeri, y mwyaf yw'r straen thermol gweddilliol.
• Proses sythu:Mae sythu oer yn cywiro crymedd y bibell trwy blygu gwrthdro dro ar ôl tro ac anffurfiad plastig, ond bydd dadffurfiad anwastad yn cyflwyno straen gweddilliol plygu newydd. Fel arfer, mae haen wyneb y bibell yn cadw straen cywasgol, ac mae'r is-haen arwyneb yn cadw straen tynnol; mae sythu poeth (gan ddefnyddio'r gwres gweddilliol o rolio i sythu) yn cyflwyno straen sy'n llawer llai na straen sythu oer.
• Camau prosesu oer (lluniad oer / tiwbiau rholio oer): O dan anffurfiad plastig mawr ar dymheredd yr ystafell, bydd caledu prosesu cryf iawn a straen gweddilliol yn cael eu cynhyrchu, sef prif ffynhonnell straen gweddilliol absoliwt ar gyfer pibellau dur rholio oer, ac mae'r lefel straen yn llawer uwch na'r lefel o bibellau dur wedi'u rholio poeth.
• Torri a phrosesu diwedd pibell: Bydd llifio, edafu, a phrosesu rhigol yn achosi dadffurfiad plastig lleol, gan arwain at grynodiad straen lleol ar ddiwedd y bibell.
• Proses trin gwres: Pan fydd y broses yn cael ei wneud yn iawn, gellir dileu straen; os yw'r gwres yn anwastad neu os yw'r oeri yn rhy gyflym (fel diffodd), bydd straen thermol newydd a straen microstrwythurol yn cael ei gynhyrchu, ac mewn achosion difrifol, bydd y bibell ddur yn cracio.

Mae'r straen ar unwaith yn ystod y broses yn effeithio ar sefydlogrwydd y broses yn unig. Straen gweddilliol yw'r ffactor craidd sy'n pennu ansawdd a pherfformiad gwasanaeth y cynnyrch gorffenedig, ac mae ganddo ddwy effaith: effeithiau negyddol ac effeithiau cadarnhaol y gellir eu rheoli.

• Ansefydlogrwydd dimensiwn a siâp:Mae straen gweddilliol yn-rym cydbwyso mewnol. Pan fydd camau prosesu dilynol megis torri, edafu, plygu, ac ati yn amharu ar y cydbwysedd straen, bydd y rhyddhad straen yn achosi i'r bibell ddur blygu, yn fwy na'r terfyn eliptig, ehangu neu gontractio mewn diamedr, ac yn effeithio ar y cywirdeb dimensiwn; gall rhyddhau straen araf yn ystod-storio tymor hir hefyd arwain at fethiant anffurfio.
• Llai o bwysau-perfformiad dwyn a blinder: Bydd straen tynnol gweddilliol yn cael ei arosod gyda'r straen gweithio a gynhyrchir gan bwysau gweithio a llwythi eiledol, gan achosi i'r bibell ddur ddwyn mwy o rym na gwerth y dyluniad, a thrwy hynny leihau ei allu pwysau; o dan lwythi bob yn ail megis amrywiadau pwysau hylif a dirgryniadau, bydd straen tynnol gweddilliol yn cyflymu cychwyn crac ac yn lleihau bywyd blinder yn sylweddol, ac mewn achosion difrifol, yn achosi rhwyg neu doriad pibell.
• Cymell cracio cyrydiad straen: Mewn cyfryngau cyrydol sy'n cynnwys sylffwr, ïonau clorid, ac ati (fel cludo olew a nwy, piblinellau cemegol), bydd straen tynnol gweddilliol yn rhyngweithio â cyrydiad, gan achosi cracio cyrydiad straen (SCC), sef un o'r ffurfiau methiant craidd o bibellau cludo olew a nwy a phibellau mireinio a chemegol.
• Diraddio perfformiad prosesu dilynol: Ar gyfer pibellau dur â straen gweddilliol mawr, yn ystod camau prosesu eilaidd megis plygu, ehangu, a chontractio, maent yn dueddol o gracio ac adlamu gormodol, gan arwain at ostyngiad sylweddol yn y gyfradd cymhwyster prosesu.

Nid yw pob straen gweddilliol yn niweidiol: Gall y straen cywasgol gweddilliol arwyneb wrthweithio rhai llwythi tynnol allanol, gan wella cryfder blinder a gwrthiant cyrydiad straen y bibell ddur. Mewn diwydiant, mae straen cywasgol arwyneb rheoledig yn cael ei gyflwyno'n weithredol trwy brosesau fel peening ergyd a phrofion hydrostatig i wneud y gorau o berfformiad gwasanaeth y bibell ddur.

O ran straen, fe'i rhennir yn ddau fath o ddull: "Dileu / rheoli'r straen gweddilliol sydd eisoes wedi'i gynhyrchu" a "Lleihau'r straen a gynhyrchir yn y ffynhonnell".

• Dull triniaeth wres (y rhan fwyaf o graidd, y gyfradd ddileu uchaf)

​​​​​​​

Y dull a ddefnyddir amlaf yw lleddfu straen - anelio: gwreswch y bibell ddur o dan y tymheredd ail-grisialu (ar gyfer dur carbon, yn gyffredinol 550-650 gradd, ar gyfer dur aloi, addaswch yn ôl y deunydd), daliwch am ychydig, ac yna oeri'n araf. Trwy lif micro-plastig a thrylediad atomig, mae straen mewnol yn cael ei ryddhau, gyda chyfradd dileu o 70% i 90%, tra nad yw'n lleihau cryfder y deunydd yn sylweddol. Mae'n broses safonol ar gyfer pibellau wedi'u tynnu'n oer, pibellau wedi'u weldio, a phibellau boeler pwysedd uchel.

Mae'r broses normaleiddio + tymeru yn dileu straen gweddilliol ar yr un pryd wrth addasu'r strwythur a gwneud y gorau o briodweddau mecanyddol, a ddefnyddir yn bennaf ar gyfer triniaeth wres derfynol pibellau dur di-dor.

• Dull rheoleiddio mecanyddol

1. Prawf hydrostatig: cymhwyso pwysedd dŵr gorbwysedd i achosi dadffurfiad micro-blastig y wal bibell, rhyddhau straen gweddilliol ac ailddosbarthu'r straen, gan ffurfio straen cywasgol buddiol ar yr haen wyneb, sydd â swyddogaethau deuol arolygu ansawdd a rheoleiddio straen, ac mae'n broses angenrheidiol ar gyfer pwysau - sy'n dwyn pibellau dur.
2. Triniaeth ffrwydro saethu/peening: mae taflegrau cyflymder uchel yn effeithio ar wyneb y bibell ddur, gan achosi dadffurfiad plastig yn yr haen arwyneb, gan gyflwyno straen cywasgu gweddilliol arwyneb y gellir ei reoli, gwrthweithio straen tynnol niweidiol, ac ar yr un pryd gwella cryfder blinder a gwrthiant cyrydiad. Fe'i defnyddir yn gyffredin ar gyfer cyn-driniaeth cyn gwrth-cyrydiad.
3. Heneiddio dirgryniad: defnyddio cyseiniant i wneud diffygion microsgopig yn y slip pibell ddur, rhyddhau straen gweddilliol, sy'n addas ar gyfer pibellau dur maint mawr a diamedr mawr, gyda defnydd isel o ynni a chylch byr, ond mae'r gyfradd dileu straen yn is na thriniaeth wres.

• Heneiddio naturiol: storio yn yr awyr agored i ganiatáu i straen ryddhau'n araf ac yn naturiol, gyda chylch hir ac effaith gyfyngedig, dim ond yn cael ei ddefnyddio fel dull ategol.

• Optimeiddio technegau prosesu gwres: Rheoli cyflymder gwresogi y biled tiwb i sicrhau tymheredd ffwrnais unffurf; mabwysiadu oeri rheoledig ar ôl rholio poeth i osgoi oeri cyflym ac oeri anwastad, a thrwy hynny leihau straen thermol.
• Optimeiddio technegau dadffurfiad plastig: Gwella dyluniad tyllu, rholio tiwb, a ffurfweddau marw gostyngiad cyson i sicrhau anffurfiad unffurf ar hyd cyfeiriad trwch wal a hyd; dosbarthu'r swm anffurfiad ym mhob tocyn yn rhesymol er mwyn osgoi anffurfiad gormodol mewn un tocyn.
• Optimeiddio proses weldio (pibellau wedi'u weldio): Rheoli'r mewnbwn gwres weldio, mabwysiadu prosesau cynhesu ac ôl-gynhesu i leihau'r gyfradd oeri, a lleihau'r graddiant tymheredd yn y wythïen weldio; defnyddio weldio cymesurol a weldio aml-pas i wrthweithio rhywfaint o anffurfiad a straen.
• Optimization techneg prosesu oer: Dosbarthwch y swm anffurfiad mewn lluniadu oer / rholio oer yn rhesymol, trefnwch anelio canolradd i ddileu caledu gwaith a straen wrth brosesu, ac yna bwrw ymlaen â phrosesu oer dilynol.
• Sythu broses optimeiddio: Blaenoriaethu defnyddio sythu poeth yn lle sythu oer, gwneud y gorau o'r swm lleihau sythu a phatrwm rholio, lleihau'r straen a gyflwynir gan sythu; defnyddio llifio manwl gywir yn lle cneifio i leihau'r crynodiad straen ar bennau'r bibell.