Tänu oma ainulaadsele geomeetrialeU-kujulised roostevabast terasest torud(tavaliselt austeniitsed sordid, nagu 304, 316, 321, 347H, 310S jne) seisavad kuumtöötlemisel silmitsi keerukamate väljakutsetega kui sirged torud,-nagu ebaühtlane pingejaotus ja kalduvus tera kasvuks painutatud sektsioonides. Nõuetekohane kuumtöötlus on nende mõõtmete stabiilsuse, korrosioonikindluse ja mehaaniliste omaduste tagamiseks ülioluline. Austeniitsete roostevabade teraste standardsed kuumtöötlusprotsessid hõlmavad lahuse töötlemist, pinge leevendamist, stabiliseerimistöötlust ja sigma (σ) faasi kõrvaldamiseks mõeldud kuumtöötlust.
Roostevabast terasest sirge toru kuumtöötlusprotsess
1. Millised on austeniitse roostevaba terase kuumtöötlusmeetodid?
I. Lahuse ravi
Lahustöötlus on kuumtöötlusprotsess, mille käigus roostevabast terasest komponendid kuumutatakse lahuse temperatuurini (1050–1100 kraadi). See võimaldab kõikidel karbiididel-ja ka külmtöötlemisel tekkinud martensiidil-täielikult lahustuda ja muutuda austeniidiks. Seejärel jahutatakse materjal kiiresti, et säilitada see ühefaasiline kõrgtemperatuurne-mikrostruktuur toatemperatuuril. See kuumtöötlemine annab pehmeima oleku ja kõrgeima elastsusega.
II. Stressi leevendav ravi
Külmtöötlemisel tekkivaid sisepingeid saab kõrvaldada madalal{0}}temperatuuril lõõmutamise teel (275–450 kraadi 0,5–2 tunni jooksul). Pärast seda töötlemist paranevad mehaanilised omadused; pikenemine jääb aga muutumatuks.
III. Stabiliseeriv ravi
Teradevahelise korrosiooni vältimiseks lisatakse austeniitsetele terastele väikeses koguses titaani või nioobiumi, millele järgneb protsess, mida nimetatakse stabiliseerimistöötluseks. See töötlemine hõlmab materjali kuumutamist 900 kraadini, mis põhjustab enamiku kroomkarbiidide lahustumise. Seejärel ühineb lahustunud süsinik titaani või nioobiumiga, moodustades TiC- või NbC-ühendeid, mis on stabiilsemad kui kroomkarbiidid, -hoides sellega ära kroomkarbiidide sadenemise terade piiridel. See töötlemine ei mõjuta oluliselt mehaanilisi omadusi.
IV. Kuumtöötlus σ-faasi kõrvaldamiseks
Ebapiisava niklisisaldusega kõrge-kroomausteniitsete teraste puhul võib kuumtöötlemine viia σ-faasi moodustumiseni, mille tulemuseks on terase löögitugevuse (ak väärtus) vähenemine. Selle teraseklassi puhul on σ-faasi moodustumise temperatuurivahemik ligikaudu 500–970 kraadi. Vältides seda moodustumise temperatuurivahemikku ja kuumutades materjali veelgi kõrgemale temperatuurile, saab σ-faasi muuta kõrgetemperatuurseks-ferriidifaasiks, taastades seeläbi materjali sitkuse.
2. Millised on külmvormitud U-kujuliste terastorude soovitatavad kuumtöötlused?
U--kujuliste austeniitsetest roostevabast terasest torude puhul on kuumtöötlemisel peamiselt järgmised eesmärgid:
Stressi leevendamine: kõrvaldada sisemised jääkpinged, mis tekivad külmade ja kuumade tööprotsesside ajal -nagu painutamine, keevitamine ja sirgendamine-, vältides sellega pingekorrosioonipragusid ja suurendades mõõtmete stabiilsust.
Korrosioonikindluse optimeerimine: Lahustöötluse abil lahustada karbiidid, mis võivad olla tera piiridel sadestunud, taastades seeläbi materjali optimaalse korrosioonikindluse, eriti selle vastupidavuse teradevahelisele korrosioonile.
Plastilisuse pehmendamine ja suurendamine: mikrostruktuuri-, mis võis olla külmtöötlemise tõttu kõvenenud- taastamiseks pehmendatud olekusse; selle tulemuseks on ühtlane ühefaasiline austeniitstruktuur, parandatakse materjali plastilisust ja tugevust ning hõlbustatakse edasist töötlemist või pealekandmist.
Sõltuvalt kuumtöötlemise konkreetsetest eesmärkidest läbivad U{0}}torud peamiselt kaks järgmist protsessi:
I. Lahuse töötlemine (täielik lõõmutamine)
See on kõige põhjalikum kuumtöötlusviis ja seda kasutatakse olukordades, mis nõuavad maksimaalset korrosioonikindlust ja optimaalset elastsust.
A. Eesmärk: Sadestunud faaside -nagu karbiidid ja sigma (σ) faasid-austeniitses maatriksis täielikult lahustada, saavutades seeläbi ühtse ühefaasilise-mikrostruktuuri ja kõrvaldades põhjalikult kõik töötlemisest-indutseeritud pinged.
B. Protsessi voog:
- Kuumutamine: soojendage U{0}}toru kiiresti temperatuurivahemikus 1050–1150 kraadi. Konkreetse temperatuuri valikul tuleb arvesse võtta terase klassi (nt molübdeen{6}}kandvad terased nõuavad kõrgemat temperatuuri) ja vajadust vältida teravilja liigset jämedust.
- Leotamine: leotamisaeg arvutatakse seina paksuse põhjal, tavaliselt vahemikus 1 kuni 1,5 minutit millimeetri kohta. Näiteks 4,5 mm seinapaksusega U-toru leotamisaeg on ligikaudu 5–7 minutit. Oluline on tagada, et kõik U{8}}toru,-eriti painutatud osad{10}} saavutaksid ühtlaselt soovitud temperatuuri.
- Jahutus: kiire jahutamine on kriitiline samm. Torusid tuleb kiiresti jahutada vees (või õhukese seinaga torude puhul pihustusjahutada), et pärssida karbiidide sadestumist sensibiliseerimistemperatuuri vahemikus (850 kuni 400 kraadi). U-torude jaoks peavad spetsiaalsed kinnitusdetailid või spetsiifilised veevoolu mustrid olema konstrueeritud nii, et nii sisemine kui ka välimine raadius jahtuks ühtlaselt ja kiiresti, vältides sellega ebaühtlase jahutuse tekitamist uute jääkpingete tekkeks.
II. Pinge-Lõmutamine (madalal-temperatuuril lõõmutamine)
Seda protsessi kasutatakse siis, kui esmane eesmärk on jääkpinge kõrvaldamine ja kui teradevahelise korrosioonikindluse nõuded ei ole eriti ranged.
A. Eesmärk: Jääkpingete osaliseks leevendamiseks, suurendades seeläbi mõõtmete stabiilsust ja vastupidavust pingekorrosioonipragudele, vältides samal ajal materjali liigset pehmenemist või olulise deformatsiooni esilekutsumist.
B. Protsessi voog:
- Küte: soojendage torusid suhteliselt madala temperatuurivahemiku 275-450 kraadini.
- Leotamine: hoidke temperatuuri (leotamist) 0,5 kuni 2 tundi.
- Jahutamine: jahutage aeglaselt, tavaliselt ahju või õhkjahutusega. Sellel protsessil on minimaalne mõju U-torude mõõtmete terviklikkusele (deformatsioonile).
3. Millised on U-toru kuumtöötluse peamised ettevaatusabinõud?
U--kujuliste austeniitsetest roostevabast terasest torude puhul on lahustöötlus eelistatud protsess, et tagada terviklik jõudlus-eriti korrosioonikindlus; kriitiline element seisneb aga kiire ja ühtlase jahutamise saavutamises, et vältida karbiidi sadenemist. Vastupidi, pingevaba lõõmutamine on kompromisslahendus,-mida kasutatakse konkreetsete nõuete korral-, mis toob kaasa väiksema deformatsiooni ja väiksema energiatarbimise. Tootmispraktikas peab kuumtöötlemisprotsess olema teaduslikult sõnastatud ja rangelt kontrollitud, võttes aluseks U-kujuliste torude konkreetse materjali kvaliteedi, mõõtmete, töötlemisajaloo ja kavandatud teeninduskeskkonna.
I. Ühtlane küte: U{0}}kujulise toru painutatud osa võib ahju sees kuumeneda ebaühtlaselt; seetõttu on ühtlase temperatuurivälja tagamiseks vajalik õige paigutus või tsirkuleerivate ventilaatorite kasutamine.
II. Deformatsiooni ennetamine: Kõrgematel temperatuuridel on U{0}}kujulised torud vastuvõtlikud deformatsioonile oma kaalu mõjul. Nende õiges asendis hoidmiseks tuleks kasutada spetsiaalseid tugesid või kinnitusvahendeid.
III. Kiire ja ühtlane jahutus: see on U-kujuliste torude lahustöötluse suurim väljakutse. Ideaalne jahutusmeetod seisneb selles, et jahutusaine (vesi) voolab kiiresti ja ühtlaselt läbi nii toru sise- kui ka välispinna. Praktikas saab seda saavutada survestatud vee süstimisega ühest otsast, lastes samal ajal teisest otsast väljuda; see tehnika tagab, et painutatud sektsioonis ei teki "seiskuvaid tsoone" ega aurukilesid, hõlbustades seeläbi kogu toru kiiret jahutamist.
IV. Protsessi parameetrite salvestamine: andmed iga kuumtöötlemistsükli kohta -sh kuumutamiskiirus, tipptemperatuur, hoidmisaeg ja jahutusmeetod-tuleb jälgitavuse ja kvaliteedikontrolli hõlbustamiseks rangelt registreerida.