Независимо от принятого процесса термообработки, будь то нормализация, отжиг, отпуск, закалка или другие, стальные трубы подвергаются фундаментальным процессам нагрева, выдержки и охлаждения во время термообработки, каждый из которых может привести к дефектам труб. Дефекты термообработки стальных труб в первую очередь включают неудовлетворительную микроструктуру и свойства, завышенные размеры, поверхностные трещины, царапины, сильное окисление, обезуглероживание, перегрев или пережог, а также поверхностное окисление во время термообработки защитным газом.
Неудовлетворительная микроструктура и свойства стальных труб: во время термообработки неправильные температуры нагрева, необоснованное время выдержки или чрезмерно быстрые или медленные скорости охлаждения могут привести к тому, что свойства стальных труб не будут соответствовать требованиям. Чтобы решить эту проблему, во-первых, при формулировании процесса нагрева необходимо тщательно учитывать влияние легирующих элементов в стали, температуры нагрева, а также исходную микроструктуру и размеры на аустенитное превращение стали. Во-вторых, установить температуру нагрева для термообработки стальных труб на основе диаграммы равновесия железо-углерод. В-третьих, уточнить метод термообработки, температуру нагрева, температуру отпуска и скорость охлаждения. После формулирования плана процесса его необходимо проверить посредством мелкосерийного производства перед началом массового производства.
Неудовлетворительные размеры стальных труб: После термообработки размеры стальных труб могут претерпевать значительные изменения в некоторых случаях, включая изменения внешнего диаметра, овальности и изгиба. Изменения внешнего диаметра часто происходят во время закалки, поскольку первичная микроструктура преобразуется в мартенсит и бейнит, что приводит к объемным изменениям, которые увеличивают внешний диаметр. Чтобы уменьшить это изменение, после этапа отпуска часто добавляют процесс калибровки. Изменения овальности обычно происходят на концах стальных труб, в первую очередь из-за длительного высокотемпературного нагрева тонкостенных труб большого диаметра. Чтобы предотвратить изменения овальности, крайне важно обеспечить разумную систему нагрева. Даже при разумной системе нагрева, если отношение D/S слишком велико, это может привести к «схлопыванию» трубы, что приведет к «некруглому» концу. В таких случаях обеспечение вращения стальной трубы во время нагрева может предотвратить эту проблему.
На изгиб влияют многочисленные факторы, в первую очередь неравномерный нагрев и охлаждение, особенно неравномерная скорость охлаждения по продольному или поперечному сечению во время закалки. Как правило, изогнутые стальные трубы можно выпрямить с помощью правильной машины.
Поверхностные трещины в стальных трубах: Чрезмерные термические напряжения во время термообработки могут вызвать поверхностные трещины в стальных трубах, в первую очередь из-за чрезмерно быстрых скоростей нагрева или охлаждения. Во время нагрева толстостенных стальных труб из легированной стали, если температура печи слишком высокая, быстрый нагрев трубы при входе в печь может создать значительную разницу температур между поверхностным и внутренним металлом, что приводит к термическим напряжениям. Когда эти напряжения достигают предельной прочности материала на растяжение, появляются поверхностные трещины.
Из-за природы закалки вероятность образования поверхностных трещин относительно высока во время металлографической закалки стальных труб. Наличие неметаллических включений, композиционной сегрегации и микроструктурной сегрегации в стальных трубах может увеличить вероятность образования закалочных трещин. Для смягчения трещин термообработки в стальных трубах, с одной стороны, необходимо разработать системы нагрева и охлаждения, специфичные для типа стали, выбрав подходящие закалочные среды. С другой стороны, закаленные или отожженные закаленные стальные трубы должны быть быстро обработаны для устранения внутренних напряжений.
Царапины и вмятины на поверхности стальных труб: Эти дефекты в основном возникают во время нагрева в печи или после нагрева, в закалочном оборудовании или во время транспортировки роликовым конвейером из-за столкновений или истирания между стальной трубой и контактирующими инструментами или заготовками. Для предотвращения этих дефектов, обеспечивая при этом нормальную работу нагревательного оборудования, минимизируйте относительную скорость скольжения между стальными трубами, заготовками, инструментами и роликами, уменьшая вероятность столкновений.
Подводя итог, следует отметить, что будь то нагрев заготовок перед перфорацией для горячекатаных бесшовных стальных труб, повторный нагрев черновых труб перед калибровкой (обжатием) после прокатки или промежуточный отжиг холоднокатаных (тянутых) стальных труб, неправильное проектирование и контроль параметров процесса нагрева могут привести к дефектам качества, таким как неравномерный нагрев, окисление, обезуглероживание, трещины нагрева, перегрев или пережог в заготовках (стальных трубах), что в конечном итоге влияет на качество стальных труб. Поэтому крайне важно усилить контроль качества во всех аспектах нагрева заготовок (стальных труб).
