Bråkjøling av galvaniserte stålrør

Galvanisert stålrørslukking er en viktig varmebehandlingsprosess for å forbedre dens mekaniske egenskaper. Nedenfor vil vi gi en detaljert forklaring av betydningen, effekter, operasjonsmetoder, kjølemiddelvalg, posisjon i produksjonsprosessen og nøkkelpunkter for presis kontroll.

Bråkjøling er en prosess der galvaniserte stålrør varmes opp til den kritiske temperaturen (over Ac3 eller Ac1) og holdes i en viss tidsperiode, og deretter raskt avkjøles i vann, olje eller andre medier. Hovedformålet med denne prosessen er å transformere den underkjølte austenitten til martensitt- eller bainittstruktur, og dermed forbedre de mekaniske egenskapene til stålrørene som hardhet, slitestyrke, styrke, elastisitet og seighet betydelig.

Etter bråkjøling og etterfulgt av herding ved forskjellige temperaturer, kan de omfattende mekaniske egenskapene til stålrøret justeres for å møte kravene til ulike bruksscenarier. For visse spesialstål kan bråkjøling også forbedre deres fysiske og kjemiske egenskaper, for eksempel å øke ferromagnetismen og forbedre korrosjonsmotstanden, etc.

Positiv innvirkning

1. Forbedre mekaniske egenskaper betydelig: Hardheten, slitestyrken, utmattelsesstyrken og andre nøkkelindikatorer for stålrøret etter bråkjøling er sterkt forbedret.
2. Få spesifikk struktur: Danner martensitt- eller bainittstruktur, legger grunnlaget for påfølgende herding for å justere egenskapene.
3. Øk levetiden: Rimelig bråkjøling kan øke levetiden til arbeidsstykket med 30-50%.
Negativ påvirkning og kontroll
1. Innvendig spenning og deformasjon: Rask avkjøling vil generere betydelig indre spenning, som kan føre til at stålrøret deformeres.
2. Sprekkrisiko: Hvis kjølehastigheten er for høy eller prosessen er feil, kan det oppstå sprekker.
3. Ustabil struktur: Etter bråkjøling oppnås en ubalansert struktur, og det er nødvendig å utføre herding for å stabilisere strukturen og eliminere spenningen.

Bråkjøling er kjerneprosessen for varmebehandling av stålrør, og den er vanligvis plassert på følgende posisjon i produksjonsprosessen:
Typisk prosess: Forberedelse av røremne → Oppvarming → Piercing og rulling → Diameterkontroll og retting → Herding → Tempering → Presisjonsinspeksjon
Nærmere bestemt:
1. Etter valsing eller forming: Etter at stålrøret når grunnstørrelsen gjennom varmvalsing eller kaldforming, gjennomgår det bråkjølingsbehandling.
2. Før herding: Etter bråkjøling må det tempereres umiddelbart for å eliminere indre stress og stabilisere strukturen.
3. Som en del av bråkjølings- og herdingsprosessen: For høy-stålrør blir ofte bråkjølings- og herdingsprosessen "avkjøling + høy-temperaturtempering tatt i bruk.
Moderne produksjonslinjer for stålrør bruker for det meste metoden for induksjonsoppvarming og kontinuerlig bråkjøling. Under oppvarmings-, bråkjølings- og herdingsprosessene beveger stålrørene seg i lengderetningen og går frem i spiralform.

Nøyaktig temperaturkontroll
• Oppvarmingstemperatur: For hypoeutectoid stål, varm det til over Ac3 med 30-50 grader; for hypereutektoid stål, varm det opp til over Ac1 med 30-50 grader. I den faktiske produksjonen må justeringer gjøres i henhold til ståltypen og formen på arbeidsstykket. For komplekse arbeidsstykker bør den nedre grensetemperaturen brukes for å forhindre sprekkdannelse under bråkjøling.
• Temperaturkontrollteknologi: Ved å bruke høy-oppvarmingsutstyr (motstandsovner, induksjonsvarmeovner) i forbindelse med PID-kontrollalgoritmer, kan temperaturkontrollnøyaktigheten nå ±1 grad. Flere termoelementer er installert inne i ovnen, noe som muliggjør sone-basert temperaturkontroll for å sikre jevn temperatur, med temperaturforskjellen kontrollert innenfor ±3 grader.
• Oppvarmingshastighet: For komplekse-formede og store-arbeidsstykker, kontrolleres oppvarmingshastigheten til 5-10 grader/min. For enklere arbeidsstykker kan den økes til 10-15 grader /min.
2. Kontroll av kjøleprosessen
• Optimalisering av kjølemetode: Galvaniserte stålrør anbefales å gjennomgå rotasjonskjøling kombinert med synkron kjøling både innvendig og utvendig.
• Innvendig kjøling: Vann sprayes inn i røret gjennom dysen, med en strømningshastighet på ikke mindre enn 10 m/s.
• Ekstern kjøling: Bruk spray- eller nedkjølingstanker, og installer røredyser i tankene for å sikre at mediet flyter.
• Kjøleparametere: For tynne-veggede stålrør (med en veggtykkelse på mindre enn eller lik 6 mm), må kjølehastigheten innenfor temperaturområdet 650 - 400 grader være større enn eller lik 100 grader /s. For materialer som er utsatt for sprekker (som 42CrMo), kan tiltak som å redusere bråkjølingstemperaturen, redusere vannstrømningshastigheten og kontrollere utløpsvanntemperaturen (120 - 160 grad ) tas i bruk.
• Kjølemediumbehandling: Temperaturen på saltvannsløsningen bør være mindre enn eller lik 60 grader for å forhindre korrosjon; Konsentrasjonen og temperaturen til polymerkjølemidlet må kontrolleres strengt.
3. Omfattende kontroll av prosessparametere
• Isolasjonstid: Beregnet basert på den effektive tykkelsen til arbeidsstykket, er formelen τ=kD (der D er den effektive tykkelsen og k er belastningskorreksjonskoeffisienten). Når belastningstettheten overstiger 60 %, øker koeffisienten med 0.3 - 0.5.
• Temperingsprosess: Etter bråkjøling må temperering utføres umiddelbart. Temperaturen for lav-temperaturtempering er 150-250 grader, og tiden beregnes basert på veggtykkelsen (1-2 minutter per millimeter). For eksempel, for et 4 mm tykt stålrør, vil herding i 4-8 minutter opprettholde hardheten på HRC35-45 og øke seigheten med 20-30%.
• Deformasjonskontroll: Ved å optimalisere bråkjølingsprosessen for å redusere spenningskonsentrasjonen, for eksempel å utnytte restvarme for selvherding.-
4. Kvalitetsinspeksjon og prosessvalidering
• Inspeksjon av struktur: Strukturen etter bråkjøling bør være martensitt eller bainitt, uten vesentlig rest av austenitt.
• Ytelsestest: Sjekk om indikatorene som hardhet, styrke og seighet oppfyller kravene.
• Defektforebygging: Forbedre ultralydtesting og overflatekvalitetsinspeksjon for å forhindre defekter som slukking av sprekker og deformasjoner.
5. Differensierte bearbeidingsmetoder for ulike typer stål
• Lavt-karbonstål/middels-karbonstål: Bruk fortrinnsvis vann-baserte herdemidler og fokuser på å kontrollere jevnheten i kjølingen.
• Høy-karbonstål/legert stål: Bruk sakte-avkjølende hurtigkjølende olje eller vann-basert herdevæske for å balansere hardheten som oppnås med risikoen for sprekkdannelse.
• Høy-stålrør i petroleumsindustrien: De bruker for det meste middels- karbonlegert konstruksjonsstål med lavere karboninnhold. Veggtykkelsen er jevn og vannslukking kan prioriteres.

Den nøyaktige kontrollen av bråkjøling av galvaniserte stålrør krever styring gjennom hele prosessen, inkludert temperaturkontroll, kjølemetoder, mediumvalg, prosessparametertilpasning og kvalitetskontroll. Kjerneprinsippet er å sikre at kjølekapasiteten holder standarden og at kjølingen er jevn. Gjennom omfattende tiltak som rotasjonskjøling, synkron kjøling innvendig og utvendig, presis temperaturkontroll og rettidig herding, kan hardheten og styrken til stålrørene forbedres samtidig som risikoen for deformasjon og sprekkdannelse minimeres.