تُصنف معالجات التمدد الحراري لأنابيب الفولاذ غير الملحومة إلى تمدد حراري كلي، وتمدد حراري سطحي، ومعالجة حرارية كيميائية. تستخدم هذه المعالجة عادةً التمدد الحراري الكلي. تتضمن هذه المعالجات عادةً التسخين، والتثبيت، والتبريد، وكلها قد تؤدي إلى عيوب.
تشمل عيوب المعالجة الحرارية لأنابيب الفولاذ غير الملحومة بشكل أساسي البنية الدقيقة والأداء دون المستوى المطلوب، وحجم الأنابيب الكبير، والشقوق السطحية، والخدوش، والأكسدة الشديدة، وإزالة الكربون، والسخونة الزائدة، والحرق الزائد.
خصائص عملية التمدد الحراري لأنابيب الفولاذ غير الملحومة:
الخطوة الأولى هي التسخين: تتضمن الأولى التسخين تحت النقطة الحرجة Ac1 أو Ac3؛ والثانية تتضمن التسخين فوق النقطة الحرجة Ac1 أو Ac3. تعمل الخطوة الأولى بشكل أساسي على تثبيت البنية الدقيقة لأنبوب الفولاذ غير الملحوم وإزالة الإجهادات المتبقية، بينما تعمل الثانية بشكل أساسي على أوستنيت الفولاذ.
الخطوة الثانية هي التثبيت: وتهدف إلى الحفاظ على درجة حرارة التسخين بشكل موحد عبر أنبوب الفولاذ غير الملحوم لتحقيق بنية دقيقة ساخنة مناسبة.
الخطوة الثالثة هي التبريد: تُعد عملية التبريد خطوةً حاسمةً في المعالجة الحرارية لأنابيب الفولاذ غير الملحومة، حيث تُحدد بنيتها المعدنية وخصائصها الميكانيكية بعد التبريد. في الإنتاج الفعلي، تُستخدم مجموعة متنوعة من طرق التبريد لأنابيب الفولاذ غير الملحومة. من أشهر طرق التبريد المستخدمة: التبريد بالفرن، والتبريد بالهواء، والتبريد بالزيت، والتبريد بالبوليمر، والتبريد بالماء.
وبناءً على درجة حرارة التسخين ومعدل التبريد لأنابيب الفولاذ غير الملحومة، تُصنف إلى عمليات التطبيع، والتلدين، والتطبيع الحراري، والتبريد المُخمّد، وغيرها.
التطبيع: يُنقّي حبيبات الأوستينيت، ويُجنّس البنية الداخلية، ويُعدّل حالة الإجهاد المتبقية، مما يُحسّن الأداء العام لأنابيب الفولاذ غير الملحومة. يُقلّل الترابط والبلورات المختلطة المتكونة أثناء التشوه (ولكنه لا يُزيل الترابط الناتج عن الفصل والشوائب في الفولاذ)؛ ويُزيل الكربيدات الشبكية في الفولاذ فائق اليوتكتويد، مما يُسهّل التلدين الكروي. يُستخدم كمعالجة أولية قبل التبريد لأنابيب الفولاذ الهيكلي غير الملحومة متوسطة الكربون والسبائك، وذلك لتحسين حبيباتها وتحقيق بنية موحدة، مما يقلل من عيوب الأنابيب غير الملحومة الناتجة عن عملية التبريد. كما يُمكن استخدامه كمعالجة حرارية نهائية لأنابيب الفولاذ غير الملحومة منخفضة الكربون والسبائك، ليحل محل التلدين لتحسين أداء قطع الأنابيب غير الملحومة.
التلدين: تنقسم هذه العملية إلى التلدين بإعادة التبلور، والتلدين الكامل، والتلدين متساوي الحرارة، والتلدين الكروي، والتلدين لتخفيف الإجهاد المتبقي. بشكل عام، تتطلب أنابيب الفولاذ غير الملحومة عالية الكربون ومنخفضة السبائك والسبائك التلدين لتقليل الصلابة والقوة، وتحسين اللدونة، والتخلص من الإجهاد الداخلي وعدم التجانس الهيكلي، وتحسين البنية البلورية لتسهيل التشغيل الآلي والتحضير للمعالجة الحرارية النهائية للأنبوب غير الملحوم.
يُقسّم التطبيع عمومًا إلى تطبيع منخفض الحرارة (150-250 درجة مئوية)، وتطبيع متوسط الحرارة (350-500 درجة مئوية)، وتطبيع عالي الحرارة (500-650 درجة مئوية). يُحسّن هذا التطبيع لدونة ومتانة الأنابيب غير الملحومة، ويمنحها خصائص ميكانيكية ممتازة، ويُقلل أو يُزيل الإجهاد المتبقي الناتج عن الإخماد، ويُثبّت أبعاد الأنبوب، مما يضمن عدم تغيّره أثناء الاستخدام. يُجرى التطبيع عادةً باستخدام التبريد الهوائي. ولمنع تجدد الإجهاد الداخلي في الأنبوب غير الملحوم، يُنصح بالتبريد البطيء. بالنسبة للأنابيب غير الملحومة المعرضة لهشاشة التطبيع عالي الحرارة، يجب استخدام التبريد السريع، مثل التبريد بالزيت، بعد التطبيع.
التبريد: عملية تسخين مادة معدنية إلى 30-50 درجة مئوية فوق خط الأوستينيت Ac3، مع تثبيتها لفترة من الوقت، ثم تبريد الأنبوب الفولاذي غير الملحوم بسرعة لإنتاج مارتنسيت أو بينيت. يُولّد إخماد أنابيب الفولاذ غير الملحومة إجهادات حرارية وهيكلية، والتي يُمكن عادةً التخلص منها وتحسينها من خلال المعالجة الحرارية. ويُحسّن الجمع بين الإخماد والمعالجة الحرارية (المعالجة الحرارية) الأداء العام للفولاذ بشكل ملحوظ.
وتشمل العمليات الأخرى المعالجة بالمحلول والمعالجة الحرارية بغازات الحماية.
عيوب المعالجة الحرارية والوقاية منها
البنية الدقيقة غير المرضية وخصائص أنابيب الفولاذ غير الملحومة: بعد عملية الأوستنيت، يمكن أن تُنتج أنابيب الفولاذ غير الملحومة بيرليت، أو بينيت، أو مارتنسيت، وذلك حسب محتواها من الكربون ومعدل التبريد. قد يؤدي عدم التحكم الجيد في عملية التمدد الحراري إلى تكوين بنية فيدمانشتاتن، وهي نوع من الهياكل شديدة الحرارة. يؤثر هذا سلبًا على الأداء العام لأنابيب الفولاذ غير الملحومة (التي تتميز بمتانة عالية في درجات الحرارة العالية)، مما يقلل من متانتها في درجة حرارة الغرفة ويزيد من هشاشتها. يمكن التخلص من هياكل فيدمانشتاتن الأخف وزنًا عن طريق التطبيع عند درجة حرارة مناسبة، بينما يمكن التخلص من هياكل فيدمانشتاتن الأثقل وزنًا عن طريق التطبيع الثانوي. تكون درجة حرارة التطبيع الأولى أعلى، بينما تكون درجة حرارة التطبيع الثانية أقل. يساعد هذا أيضًا على تحسين حجم الحبيبات.
يُعد منحنى التحويل إلى حرث (TTT) ومنحنى تحويل التبريد المستمر (CCT) معيارين مهمين لتحديد معدل التبريد أثناء المعالجة الحرارية. أنابيب فولاذية غير ملحومة (غير مؤهلة)
بعد المعالجة الحرارية، قد تشهد أنابيب الفولاذ غير الملحومة، في بعض الحالات، تغيرات كبيرة في أبعادها، مما يؤدي إلى اختلافات غير مقبولة في القطر الخارجي، والشكل البيضاوي، والانحناء. يحدث هذا عادةً أثناء عملية التبريد. غالبًا ما تتبع عملية التطبيع خطوة تحديد الحجم. تحدث تغيرات الشكل البيضاوي في أنابيب الفولاذ غير الملحومة عادةً عند أطرافها، ويعود ذلك أساسًا إلى "احتراق" أطرافها أثناء التسخين المطول للأنابيب الفولاذية غير الملحومة ذات الأقطار الكبيرة والجدران الرقيقة.
بشكل عام، يمكن تصحيح الانحناءات في أنابيب الفولاذ غير الملحومة باستخدام آلات التقويم. قد تُصعّب الانحناءات الكبيرة نقل الأنابيب، كما تُولّد عملية التقويم إجهادات تقويم كبيرة. هذا يُمكن أن يُقلل بشكل كبير من مقاومة أنابيب الفولاذ غير الملحومة للانهيار والتآكل. والأسوأ من ذلك، أن أنبوب الفولاذ غير الملحوم قد يتشقق أو ينكسر أثناء عملية التقويم.
English
Español
بالعربية
تلفون .:
واتساب:
البريد الإلكتروني:
