إزالة الكربون من سطح الأنابيب الفولاذية أثناء المعالجة الحرارية وإجراءات الوقاية منها

عملية إزالة الكربون هي ظاهرة انخفاض محتوى الكربون على سطح أنبوب فولاذي أثناء المعالجة الحرارية. وتتلخص هذه العملية في تفاعل ذرات الكربون في الأنبوب الفولاذي مع جو الفرن، مثل الهيدروجين أو الأكسجين، عند درجات حرارة عالية، مما ينتج عنه غاز الميثان أو أول أكسيد الكربون.

تنتج عملية إزالة الكربون عن الانتشار المتبادل بين الذرات أثناء المعالجة الحرارية. فمن جهة، ينتشر الأكسجين داخل الفولاذ، ومن جهة أخرى، ينتشر الكربون الموجود في الفولاذ إلى الخارج. ولا تتشكل طبقة إزالة الكربون إلا عندما يتجاوز معدل إزالة الكربون معدل الأكسدة. وعندما يكون معدل الأكسدة مرتفعًا جدًا، قد لا تظهر ظاهرة إزالة الكربون بوضوح، أي أن الحديد يتأكسد مكونًا طبقة أكسيد بعد تشكل طبقة إزالة الكربون. لذلك، في بيئة ذات أكسدة ضعيفة نسبيًا، يمكن أن تتشكل طبقة إزالة كربون أعمق.

تتكون طبقة إزالة الكربون في الأنابيب الفولاذية من جزأين: طبقة إزالة الكربون الكاملة وطبقة إزالة الكربون الجزئية (الطبقة الانتقالية). تشير طبقة إزالة الكربون الجزئية إلى الانتقال من طبقة إزالة الكربون الكاملة إلى محتوى الكربون الطبيعي في الفولاذ. في حالة عدم وجود إزالة كربون شديدة، قد تُلاحظ أحيانًا طبقة إزالة الكربون الجزئية فقط دون وجود طبقة إزالة الكربون الكاملة.

يمكن تحديد عمق طبقة إزالة الكربون باستخدام طرق متنوعة، وذلك تبعًا للتغيرات في تركيبها وبنيتها وأدائها. وفي عمليات المعالجة الحرارية الفعلية، تُعدّ الطريقة المعدنية الطريقة الأكثر شيوعًا لتحديد طبقة إزالة الكربون في الفولاذ.

معالجة سطح أنابيب الصلب بالحرارة لإزالة الكربون من السطح
تتمثل التدابير المضادة لمنع إزالة الكربون بشكل رئيسي فيما يلي:
1) عند تسخين قطعة العمل، قلل درجة حرارة التسخين ووقت البقاء عند درجات الحرارة العالية قدر الإمكان؛ اختر معدل التسخين بشكل معقول لتقصير وقت التسخين الإجمالي؛
2) التحكم في جو التدفئة المناسب لجعله محايدًا أو استخدام التدفئة بالغاز الواقية؛
3) أثناء عملية الضغط الساخن، إذا توقف الإنتاج بسبب بعض العوامل الطارئة، يجب خفض درجة حرارة الفرن حتى استئناف الإنتاج. إذا طالت مدة التوقف، يجب إخراج القطعة المعدنية من الفرن أو تبريدها داخل الفرن.
4) عند إجراء التشكيل على البارد، قلل عدد مرات التلدين الوسيط وخفض درجة حرارته قدر الإمكان، أو استخدم التليين والتطبيع بدلاً من التلدين بدرجة حرارة عالية. عند إجراء التلدين الوسيط أو التليين والتطبيع، يجب أن يتم التسخين في وسط واقٍ.
5) عند التسخين في درجات حرارة عالية، يجب حماية سطح الفولاذ بأغطية وطلاءات لمنع الأكسدة وإزالة الكربون؛
6) قم بتشغيل عملية المعالجة الحرارية بشكل صحيح وقم بزيادة سماحية التشغيل لقطعة العمل بحيث يمكن إزالة طبقة إزالة الكربون بالكامل أثناء التشغيل.