Po'lat quvurlarni ishlab chiqarishdagi stress muammosi

Po'lat quvurlardagi ichki stressning asosiy sabablariharoratning notekis o'zgarishi, notekis plastik deformatsiya, vastrukturada asenkron fazali o'tishlar.Ushbu stress hodisalari ishlab chiqarish jarayonining dastlabki, o'rta va oxirgi bosqichlarida sodir bo'ladi va ularni vaqtinchalik kuchlanish (jarayon tugagandan so'ng yo'qoladi) va qoldiq stress (tayyor mahsulotda qoladigan va sifatga ta'sir qiluvchi asosiy omil) deb tasniflash mumkin. Turli ishlab chiqarish yo'llari (masalan, choksiz po'lat quvurlar va payvandlangan po'lat quvurlar) uchun stressni yaratish bosqichlarida sezilarli farqlar mavjud. Muayyan tafsilotlar quyidagilar:

Ushbu bosqichda stress asosan termal stress, asosan vaqtinchalik stressdir. Ba'zi dastlabki qoldiq stresslar xom ashyo bilan birga keyingi qayta ishlash bosqichlariga o'tkaziladi.

• Quvurlarning dastlabki qoldiq kuchlanishi: Uzluksiz quyma trubkali ignabargli va prokat quvurli ignabargli sovitish va to'g'rilash jarayonida, ichkistress borallaqachon saqlanib qolgan. Bu xom ashyo tomonidan olib kelingan qayta ishlashdan oldingi stressga- tegishli bo'lib, keyingi qayta ishlash stressiga qo'shiladi.
• Isitish jarayonida termal stress:Quvur plitalari qizdirilganda, sirt qatlami birinchi navbatda issiqlik tufayli kengayadi, yadro qatlami esa pastroq haroratga va kichikroq kengayish miqdoriga ega. Sirt qatlami siqiladi va yadro qatlami cho'ziladi. Agar isitish tezligi juda tez bo'lsa yoki o'choqdagi harorat notekis bo'lsa, termal stress keskin kuchayadi va o'ta og'ir holatlarda quvur ignalari yuzasida yorilishga olib kelishi mumkin. Bir xil isitishdan so'ng, lahzali termal stress sezilarli darajada engillashadi.

Bu stressni shakllantirishning eng muhim bosqichidir. Katta plastik deformatsiyalar va mahalliy termal aylanishlar tayyor mahsulotdagi qoldiq kuchlanishning asosiy manbalari bo'lgan katta miqdordagi deformatsiya stressi va termal stressni keltirib chiqaradi.

• Choksiz po'lat quvurlarning asosiy jarayonlari

1. Pirsing jarayoni: Nishabli prokat teshilish vaqtida trubka trubkasi rulon va musht boshi ta'sirida kuchli uch-o'lchovli-bir xil bo'lmagan plastik deformatsiyaga uchraydi. Devor qalinligi va ichki va tashqi yuzalarning deformatsiya miqdorida sezilarli farq bor, buning natijasida sezilarli deformatsiya stressi; pirsingdan keyin notekis sovutish issiqlik kuchlanishini qo'shib, kolbaning dastlabki qoldiq kuchlanishini birgalikda hosil qiladi.
2. Rolling tube / Ruxsat etilgan qisqartirish jarayoni:Uzluksiz prokat va avtomatik trubka prokatida devor qalinligi kamayadi va eksenel kengayish sodir bo'ladi. Deformatsiya devor qalinligi bo'ylab notekis taqsimlanadi; qo'zg'almas diametrli va reduksiya diametrli jarayonlarda aylana bo'ylab siqilish deformatsiyasi sodir bo'ladi va ichki va tashqi yuzalar orasidagi deformatsiyalar farqi yanada kuchayadi, bu issiq{1}}o'ralgan choksiz quvurlarda eksenel va aylana qoldiq kuchlanishning asosiy manbai hisoblanadi.

• Payvandlangan po'lat quvurlarning asosiy jarayoni

1. Shakllantirish jarayoni:Ip po'lat quvur blankasini hosil qilish uchun rulolar tomonidan bir necha marta egiladi. Bükme deformatsiyasi po'lat plitaning tashqi qatlamining kuchlanish ostida bo'lishiga va ichki qatlamning siqilishiga olib keladi. Sovuq plastik deformatsiyadan so'ng, qoldiq egilish qoldiq stressi qoladi. Bu shakllanishni qayta ishlash stressiga tegishli.
2. Payvandlash jarayoni:Payvand choki va issiqlik ta'sir zonasi tezda isitiladi va mahalliy darajada sovutiladi. Isitish maydonining termal kengayishi atrofdagi sovuq metall bilan cheklanadi, natijada siqilgan plastik deformatsiyaga olib keladi; sovutish vaqtida qisqarish atrofdagi asosiy metall bilan cheklanadi va nihoyat payvand choki sohasida juda yuqori qoldiq kuchlanish kuchlanishi hosil bo'ladi. Ikkala tomondagi asosiy metall muvozanatni saqlash uchun bosim ostida bo'ladi, bu payvandlangan quvurlarning eng asosiy kuchlanish manbai hisoblanadi. Payvandlash liniyasining energiyasi qanchalik katta bo'lsa va sovutish tezligi qanchalik tez bo'lsa, qoldiq stress darajasi shunchalik yuqori bo'ladi.

Ushbu bosqichda yangi qoldiq kuchlanishlar paydo bo'lishi mumkin yoki bu stresslar oldingi bosqichdagi maxsus jarayonlar orqali yo'q qilinishi mumkin.

• Sovutish jarayoni: Issiq{0}}prokatlangan va payvandlangan po‘lat quvurlar soviganda, sirt tezroq soviydi, yadro esa sekinroq soviydi. Sirt avval qisqaradi va kuchlanish ostida bo'ladi, yadro esa keyinchalik qisqaradi va siqilish ostida bo'ladi, natijada qoldiq termal stress paydo bo'ladi; sovutish tezligi qanchalik tez bo'lsa va sovutish qanchalik notekis bo'lsa, qoldiq termal stress shunchalik katta bo'ladi.
• To'g'rilash jarayoni:Sovuq tekislash trubaning egriligini qayta-qayta teskari egilish va plastik deformatsiyalar orqali tuzatadi, lekin notekis deformatsiya yangi egilish qoldiq kuchlanishini keltirib chiqaradi. Odatda, trubaning sirt qatlami siqilish kuchlanishini, pastki{1}}yuza qatlami esa tortish kuchlanishini saqlaydi; issiq tekislash (o'rashdan to'g'rilashgacha bo'lgan qoldiq issiqlikdan foydalanish) sovuq tekislashdan ancha kichikroq kuchlanishlarni keltirib chiqaradi.
• Sovuq ishlov berish bosqichlari (sovuq chizish / sovuq prokat quvurlari): Xona haroratida katta plastik deformatsiyalar ostida juda kuchli ishlov berish qattiqlashuvi va qoldiq kuchlanish hosil bo'ladi, bu sovuq{0}}chizilgan/sovuq{1}}prokatlangan po'lat quvurlar uchun qoldiq kuchlanishning mutlaq asosiy manbai bo'lib, kuchlanish darajasi issiq{2}}po'lat quvurlarnikiga qaraganda ancha yuqori.
• Kesish va quvur uchlarini qayta ishlash: Arralash, tishlash va yivlarni qayta ishlash mahalliy plastik deformatsiyaga olib keladi, natijada quvur uchida mahalliy kuchlanish kontsentratsiyasi paydo bo'ladi.
• Issiqlik bilan ishlov berish jarayoni: Jarayon to'g'ri bajarilganda, stressni yo'q qilish mumkin; agar isitish notekis bo'lsa yoki sovutish juda tez bo'lsa (masalan, söndürme), yangi termal kuchlanish va mikrostrukturaviy stress hosil bo'ladi va og'ir holatlarda po'lat quvur yorilib ketadi.

Jarayon davomida bir lahzali stress faqat jarayonning barqarorligiga ta'sir qiladi. Qoldiq stress tayyor mahsulot sifati va xizmat ko'rsatish samaradorligini belgilovchi asosiy omil bo'lib, u ikkita ta'sirga ega: salbiy ta'sir va boshqariladigan ijobiy ta'sir.

• O'lcham va shaklning beqarorligi:Qoldiq stress ichki o'z-o'zini muvozanatlash-kuchdir. Kesish, tishlash, bükme va hokazo kabi keyingi ishlov berish bosqichlari stress muvozanatini buzganda, kuchlanishning chiqishi po'lat quvurning egilishiga, elliptiklik chegarasidan oshib ketishiga, diametrining kengayishiga yoki qisqarishiga olib keladi va o'lchov aniqligiga ta'sir qiladi; uzoq muddatli saqlashda stressning sekin chiqishi- ham deformatsiyaning buzilishiga olib kelishi mumkin.
• Past bosim-ko‘tarilish va charchoq unumdorligi: Qoldiq kuchlanish kuchlanishi ish bosimi va oʻzgaruvchan yuklar natijasida hosil boʻlgan ish kuchlanishiga qoʻshiladi, bu esa poʻlat quvurning loyiha qiymatidan koʻproq kuchga ega boʻlishiga olib keladi va shu bilan uning bosimini-koʻtarish qobiliyatini pasaytiradi; suyuqlik bosimining o'zgarishi va tebranishlari kabi o'zgaruvchan yuklar ostida qoldiq kuchlanish stressi yorilish boshlanishini tezlashtiradi va charchoq muddatini sezilarli darajada kamaytiradi va og'ir holatlarda quvur yorilishi yoki sinishiga olib keladi.
• Stressli korroziyaning yorilishiga olib keling: Oltingugurt, xlorid ionlari va boshqalarni o'z ichiga olgan korroziv muhitda (neft va gazni tashish, kimyoviy quvurlar kabi) qoldiq kuchlanish kuchlanishi korroziya bilan o'zaro ta'sir qiladi, bu esa neft va gazni tashish quvurlari va qayta ishlash va kimyoviy quvurlarning asosiy buzilish shakllaridan biri bo'lgan stressli korroziya yorilishi (SCC) ni keltirib chiqaradi.
• Keyingi ishlov berish samaradorligining pasayishi: Katta qoldiq stressga ega bo'lgan po'lat quvurlar uchun, bükme, kengayish va qisqarish kabi ikkilamchi qayta ishlash bosqichlarida ular yorilish va haddan tashqari reboundga moyil bo'lib, ishlov berish malaka darajasining sezilarli darajada pasayishiga olib keladi.

Barcha qoldiq stresslar zararli emas: sirt qoldiq siqish kuchlanishi ba'zi tashqi kuchlanish yuklariga qarshi turishi mumkin, bu po'lat quvurning charchoq kuchini va kuchlanish korroziyaga chidamliligini oshiradi. Sanoatda boshqariladigan sirt siqish kuchlanishi po'lat quvurning xizmat ko'rsatish samaradorligini optimallashtirish uchun otishma va gidrostatik sinov kabi jarayonlar orqali faol ravishda kiritiladi.

Stressga kelsak, u ikki turdagi yondashuvga bo'linadi: "Allaqachon hosil bo'lgan qoldiq stressni yo'q qilish/nazorat qilish" va "Manbada stress paydo bo'lishini kamaytirish".

• Issiqlik bilan ishlov berish usuli (eng asosiy, eng yuqori yo'q qilish darajasi)

​​​​​​​

Eng koʻp qoʻllaniladigan usul stressni bartaraf etish{0}}tavlanishdir: poʻlat quvurni qayta kristallanish haroratidan pastga qizdiring (uglerodli poʻlat uchun, odatda, 550{6}}650 daraja, qotishma poʻlat uchun, materialga qarab sozlang), bir muddat ushlab turing va keyin sekin soviydi. Mikroplastmassa oqimi va atom diffuziyasi orqali ichki stress chiqariladi, yo'q qilish darajasi 70% dan 90% gacha, materialning mustahkamligini sezilarli darajada kamaytirmaydi. Bu sovuq tortilgan quvurlar, payvandlangan quvurlar va yuqori bosimli-qozon quvurlari uchun standart jarayondir.

Normalizatsiya + temperleme jarayoni strukturani sozlash va mexanik xususiyatlarni optimallashtirish bilan bir vaqtda qoldiq stressni yo'q qiladi, asosan choksiz po'lat quvurlarni yakuniy issiqlik bilan ishlov berish uchun ishlatiladi.

• Mexanik tartibga solish usuli

1. Gidrostatik sinov: quvur devorining mikro plastik deformatsiyasiga olib kelishi uchun ortiqcha bosimli suv bosimini qo'llang, qoldiq kuchlanishni chiqarib tashlang va kuchlanishni qayta taqsimlang, sirt qatlamida foydali bosim kuchlanishini hosil qiling, sifatni tekshirish va kuchlanishni tartibga solishning ikki tomonlama funktsiyalariga ega bo'lib, bosimni-ko'taruvchi po'lat quvurlar uchun zarur jarayondir.
2. Otishma/pishlash bilan ishlov berish: yuqori-tezlikdagi snaryadlar poʻlat quvur yuzasiga taʼsir etib, sirt qatlamining plastik deformatsiyasiga olib keladi, boshqariladigan sirt qoldiq siqish kuchlanishini keltirib chiqaradi, zararli kuchlanish kuchlanishiga qarshi turadi va bir vaqtning oʻzida charchoq va korroziyaga chidamliligini oshiradi. Odatda korroziyaga qarshi-oldindan ishlov berish uchun ishlatiladi.
3. Vibratsiyali qarish: po'lat quvur sirpanishida mikroskopik nuqsonlarni hosil qilish uchun rezonansdan foydalaning, katta{0}}diametrli va katta-o'lchamdagi po'lat quvurlarga mos keladigan, kam energiya sarfi va qisqa davrga ega bo'lgan qoldiq kuchlanishni chiqaring, lekin kuchlanishni yo'q qilish darajasi issiqlik bilan ishlov berishdan past.

• Tabiiy qarish: stressni asta-sekin va tabiiy ravishda, uzoq tsikl va cheklangan ta'sir bilan chiqarib yuborish uchun ochiq havoda saqlang, faqat yordamchi usul sifatida ishlatiladi.

• Issiqlik bilan ishlov berish texnikasini optimallashtirish: Bir xil o'choq haroratini ta'minlash uchun quvur ignabargli isitish tezligini nazorat qilish; tez sovutish va notekis sovutishning oldini olish uchun issiq haddelemedan keyin boshqariladigan sovutishni qabul qiling va shu bilan termal stressni kamaytiradi.
• Plastik deformatsiya texnikasini optimallashtirish: Devor qalinligi va uzunlik yo'nalishi bo'yicha bir xil deformatsiyani ta'minlash uchun pirsing, trubkali prokat va doimiy reduktsiyali matritsa konfiguratsiyasi dizaynini takomillashtirish; bitta o'tishda ortiqcha deformatsiyani oldini olish uchun har bir o'tishda deformatsiya miqdorini oqilona taqsimlang.
• Payvandlash jarayonini optimallashtirish (payvandlangan quvurlar): Payvandlash issiqlik kiritishini nazorat qilish, sovutish tezligini kamaytirish va payvand chokidagi harorat gradientini kamaytirish uchun oldindan isitish va keyingi isitish jarayonlarini qo'llash; deformatsiya va zo‘riqishlarga qarshi turish uchun simmetrik payvandlash va ko‘p{0}}payvandlash usullaridan foydalaning.
• Sovuq ishlov berish texnikasini optimallashtirish: Sovuq chizish/sovuq haddelemeda deformatsiya miqdorini oqilona taqsimlang, ishlov berish jarayonida ishning qattiqlashishi va stressni bartaraf etish uchun oraliq tavlanishni rejalashtiring va keyin sovuq ishlov berishni davom eting.
• To'g'rilash jarayonini optimallashtirish: Sovuq tekislash o'rniga issiq tekislashdan foydalanishga ustunlik bering, tekislashni kamaytirish miqdori va rulon naqshini optimallashtirish, tekislash orqali kiritilgan stressni kamaytirish; quvur uchlarida stress kontsentratsiyasini kamaytirish uchun kesish o'rniga nozik arralashdan foydalaning.