Årsakene, virkningene og forebyggingen av lagdelingen av firkantede rørplater

Lagdeling av emnet refererer til fenomenet der lag-lignende metallseparasjon skjer parallelt med rulleretningen inne i emnet (for sømløse firkantede rør tilsvarer det det sirkulære røret; for kaldt-formede og sveisede firkantrør tilsvarer det stålplaten eller båndemnet). Dette er en skjult intern defekt. Årsakene kan deles inn i to hovedkategorier:iboende metallurgiske defekter og indusert av påfølgende prosesser. Til slutt utvides det til makroskopisk lagdeling under plastisk deformasjonsprosessen.

• Aggregering av ikke-metalliskinkluderinger: Under stålfremstilling kan ufullstendig deoksidering og utilstrekkelig myk blåsing i raffinering, samt avleiring eller erosjon av ildfaste materialer, føre til høye-smeltepunkt-harde inneslutninger som Al₂O₃, sulfider og kalsium-aluminat som blir igjen i det smeltede stålet. Disse inneslutningene har ingen plastisitet og blir under rulling forlenget til tynne, svake lag, og blir kjernen i grensesnittet for delaminering.
• Internale defekter ved støpeblokker: Under den kontinuerlige støpeprosessen kan sentral porøsitet, krympehulrom og undergrunnsbobler forbli hvis de ikke er fullstendig sveiset under påfølgende valsing. De vil bli presset inn i lagdelte hull; samtidig kan sentral karbonsegregering og båndstruktur forårsake ujevne mekaniske egenskaper i tverrsnittet, og bindingskraften til segregeringssonen er mye lavere enn matrisen, noe som gjør den utsatt for separasjon under stress.

• Inkonsekvent oppvarming og feil temperatur:Hvis røret ikke varmes opp grundig eller det er en stor temperaturforskjell over tverrsnittet (ofte kjent som "yin-yang-overflate"), vil det resultere i ujevn metallplastisitet, og under deformasjon vil skjærspenningen mellom laget overstige bindingsstyrken, noe som forårsaker separasjon langs den svake overflaten; hvis oppvarmingstemperaturen er for lav, vil den totale plastisiteten være utilstrekkelig, og under piercing/rulling er indre defekter mer utsatt for å bli trukket fra hverandre.
• Misforhold mellom piercing/rullingsparametere (sømløs prosess):  Under skrå rullegjennomboring, hvis rullehastigheten er for høy og matingsvinkelen er for liten, vil røret bli utsatt for overdreven aksial skjærspenning, noe som fører til at indre mindre defekter trekkes fra hverandre og strekker seg langs den aksiale retningen, og danner et lag parallelt med rørveggen; overdreven enkelt-reduksjon og overdreven verktøyslitasje vil også forverre den ujevne metallflyten, og utløse lagdeling.
• Spenningskonsentrasjon ved kaldbøying (sveiseprosess): Den eksisterende mindre indre lagdelingen i båndstålet vil ekspandere langs tykkelsesretningen under den gjentatte bøyespenningen under kaldbøyeforming; urimelig fordeling av formingspassasjer og overdreven enkelt{0}}passdeformasjon vil også direkte forårsake skjærelag i tykkelsesretningen.
• Unkontrollert post-rullende kjøling: Hvis kjølehastigheten er for høy, vil den samtidig generere store termiske spenninger og mikrostrukturspenninger, noe som forårsaker at det dannes mikrosprekker i den sentrale segregeringssonen; feil kjøling av stabelen og for tidlig avstabling vil forhindre at spenningen blir fullstendig utløst, og til slutt utvikler seg til makroskopisk lagdeling.

Lagdefekten kjennetegnes ved at den er skjult (det meste av den er usynlig for det blotte øye) og dens ekspansivitet. Det svekker fundamentalt ytelsen til rørmaterialet og utgjør betydelige risikoer for kvalitet og brukssikkerhet.

• Betydelig forringelse av mekaniske egenskaper: Lagdeling vil føre til at den effektive lagerveggtykkelsen til rørmaterialet reduseres, og strekkfastheten i det lagdelte området vil falle med 30 % til 50 %, slagfastheten kan reduseres til under 10J, og plastisiteten (forlengelsen) og utmattelsesmotstanden vil også avta samtidig; kantene på lagdelingen er naturlige spenningskonsentrasjonspunkter, og de er utsatt for rask ekspansjon under ytre kraft.
• Feil i prosessytelse: Under påfølgende kaldbøying, ekspansjon, utflating og bøyebehandling vil lagdelingsområdet sprekke direkte; hvis det er lagdeling ved rørendesporet, vil sveising føre til ufullstendig sammensmelting og slagg-inkludering under sveising, noe som direkte resulterer i en ukvalifisert sveiseskjøt.
• Unnlatelse av å oppfylle standard testkrav: Når du utfører ultralydtesting (UT) i henhold til standarder som GB/T 20490, vil lagdelingen vise åpenbare defektbølger, som er de viktigste interne defektene for å bestemme avvik, som direkte fører til produktnedgradering eller skroting.

• Strukturelle lagerbruddrisiko: Når det brukes i strukturelle scenarier som å bygge gridstrukturer og mekaniske støtter, vil lagdeling under statiske belastninger gradvis utvide seg, noe som fører til seksjonsbrudd; under vekslende belastninger vil det raskt indusere utmattelsessprekker, forårsake plutselige sprøbrudd og resultere i strukturelle sikkerhetsulykker.
• Trykkbærende-rørledning lekkasje og sprengning: Når det brukes til væsketransport og trykkrørledninger, vil ekspansjonen av lagdeling mot innerveggen forårsake rørvegglekkasje. Under høye-trykksforhold kan den sprekke direkte; hvis man transporterer svovel-holdig hydrogen eller sure medier, vil lagdelingsgapene utløse hydrogen-indusert sprekkdannelse (HIC) og sprekkkorrosjon, og akselerere svikt i rørmaterialet.
• Holdbarhet og forringelse av utseende: Etter at det korrosive mediet kommer inn i lagdelingsspaltene, vil det forårsake intern skjult korrosjon, gradvis ødelegge rørmaterialet fra innsiden og ut, og forkorte levetiden betydelig; kraftig lagdeling vil også føre til at røroverflaten buler, størrelsesavvik og bobledannelse og avskalling etter galvanisering eller belegg.

• Forbedre renheten til smeltet stål og kvaliteten på kontinuerlig støping:

1. Styrke LF/VD-raffineringsprosesser for å sikre varigheten av myk argonblåsing, fremme flotasjon og utslipp av inneslutninger; bruke kalsiumbehandling for å modifisere harde Al₂O₃-inneslutninger, konvertere dem til sfæriske lav-smeltepunkt-inneslutninger, redusere kilden til ark-som stratifisering.
2. Bruk en form + ende elektromagnetisk omrøring gjennom den kontinuerlige støpeprosessen for å redusere sentral segregering og sentral porøsitet; kontroller trekkhastigheten jevnt for å unngå rulleslagg og undergrunnsbobler.

• Inspiser råvarene strengt ved innreise tildefabrikk: For emner/plater som kommer inn på fabrikken, må det utføres 100 % ultralyd for-inspeksjon for å oppdage intern lagdeling, inneslutninger og porøsitetsdefekter. Ukvalifiserte billets må avvises direkte; samtidig må overflatesprekker og arr slipes ned for å unngå forlengelse av overflatedefekter under rulling.

• Standardiser klargjøring av billettoppvarming: Basert på ståltypen, formuler nøyaktige varmekurver, kontroller oppvarmingshastigheten for å sikre jevn varmepenetrering; planlegg sentralisert lasting av emner av samme spesifikasjon og ståltype på forhånd for å unngå ujevn oppvarming på grunn av størrelsesforskjeller.

• Kontroller oppvarmingsprosessen nøyaktig: Sørg for holdetiden til utjevningsseksjonen, kontroller temperaturforskjellen til rørseksjonen innenfor det tillatte området, eliminer "dobbeltflater" og lav-temperaturrulling; kontroller den øvre grensen for oppvarmingstemperaturen strengt for å unngå reduksjon i intergranulær bindekraft på grunn av overoppheting.

• Optimaliser piercing- og rulleparametrene (sømløs prosess):

1. Kontroller rullehastigheten under den kritiske lagdelingshastigheten, øk matingsvinkelen på passende måte, reduser den aksiale skjærspenningen under piercing, og unngå generering av lagdeling fra deformasjonsmekanismen.
2. Fordel reduksjonsmengden for hver passasje rimelig for å unngå overdreven deformasjon i en enkelt omgang; kontroller regelmessig slitasjen på ruller, styreplater og hoder, skift dem ut i tide hvis slitasjen overskrider grensen, og sørg for jevn metallflyt.

• Optimaliser kaldbøyings- og sveiseprosessen (sveiseprosess): Avgrens formingspassasjene, reduser enkelt-deformasjonsvinkelen, reduser skjærspenningen i tykkelsesretningen, unngå utvidelse av innvendig lagdeling av stripen; samsvarer med høy-sveisekraften og ekstruderingsmengden for å sikre sammensmeltingskvaliteten, unngå lagdeling av sveisen.

• Standardiser etter-rullende kjøling og langsom kjøling: 

1. Kontroller post--avkjølingshastigheten med en stabil hastighet på 3 til 5 grader/s, unngå dannelse av sprø bainitt i kjernen av tykke-vegger, og reduser organisasjonsbelastningen.
2. Implementer konstant-temperaturstabling og langsom kjøling: for tykkelser mindre enn eller lik 50 mm, bør langsom kjøling være større enn eller lik 12 timer; for tykkelser > 50 mm bør langsom avkjøling være større enn eller lik 24 timer.Starttemperaturen til stabelen bør være større enn eller lik 500 grader. Ikke tillat tidlig utstabling; for plater med tilsvarende lengde og bredde, stable dem sammen, og pakk dem om nødvendig med asbestduk for isolasjon for å hindre at kantene avkjøles for raskt. 

• Full dekning av ikke-destruktiv testing av ferdige produkter: Overhold GB/T 20490-standarden for å utføre automatisk ultralydtesting, dekker hele rørveggen med 100 %, nøyaktig lokalisering av lagdefekter; legg til manuell ny-inspeksjon på enden av røret for å unngå at defekte produkter frigis.
• Varmebehandling og ytelsesverifisering: Høy-kvalitetsstål, tykke-veggede firkantede og rektangulære rør gjennomgår normalisering + herdingsbehandling for å eliminere restspenning, homogenisere strukturen og forbedre segregering for seighet; prøvetrykkutflating, ekspansjon og kaldbøyningsprosesstester for å verifisere at det ikke oppstår sprekkdannelser i lag under behandlingsbelastninger.
• Defektsporbarhet og forbedret-lukket sløyfe: Når en lagdefekt oppdages, omvendt sporing av stålfremstillings-, støpe- og valseprosessparametere basert på defektens form og distribusjon, identifiser årsaken og juster prosessen umiddelbart; mindre lagdeling kan få den defekte delen fjernet og nedgradert for bruk, mens alvorlig lagdeling resulterer i at hele delen skrotes.