1. Defectos de calidad de los tochos de tubos y su prevención.
Las palanquillas para tubos utilizadas para producir tubos de acero sin costura pueden ser palanquillas para tubos redondos de colada continua, palanquillas para tubos redondos laminados (forjados), palanquillas para tubos huecos redondos de colada centrífuga o lingotes de acero. En el proceso de producción, las palanquillas para tubos redondos de colada continua se utilizan principalmente por su bajo coste y buena calidad superficial.
1. 1 Defectos de apariencia, forma y calidad de la superficie de los tochos de tubo.
1. 1. 1 Defectos de forma de apariencia: Para las palanquillas de tubos redondos, los defectos de forma de apariencia de las palanquillas de tubos incluyen principalmente el diámetro y la ovalidad de las palanquillas de tubos, la tolerancia del bisel de corte de la cara final, etc. Para los lingotes de acero, los defectos de forma de apariencia de las palanquillas de tubos incluyen principalmente la forma incorrecta del lingote de acero debido al desgaste del molde de lingote de acero, etc.
Diámetro y ovalidad de tubos redondos fuera de tolerancia: En la práctica, se cree que, al perforar un tubo, la tasa de reducción de presión antes del cabezal de perforación es proporcional al pliegue interno del tubo perforado. Cuanto mayor sea la tasa de reducción de presión del cabezal, mayor será la probabilidad de que la cavidad del orificio se forme prematuramente y el tubo sea propenso a agrietarse en su superficie interna. En producción normal, los parámetros del tipo de orificio de la máquina perforadora se determinan en función del diámetro nominal del tubo, su diámetro exterior y su espesor de pared. Al ajustar el tipo de orificio, si el diámetro exterior del tubo supera la tolerancia positiva, la tasa de reducción de presión antes del cabezal aumenta y el tubo perforado produce un pliegue interno; si supera la tolerancia negativa, la tasa de reducción de presión antes del cabezal disminuye y el primer punto de mordida del tubo se desplaza hacia la garganta, lo que dificulta la perforación. Ovalidad fuera de tolerancia: Cuando la ovalidad del tubo es desigual, este girará de forma inestable tras entrar en la zona de deformación de perforación y el rodillo rayará la superficie del tubo, lo que provocará defectos superficiales en el tubo bruto. El bisel de la cara final del tocho de tubo redondo está fuera de tolerancia: el espesor de la pared del extremo frontal del tubo rugoso de perforación del tocho de tubo es desigual. La razón principal es que cuando el tocho de tubo no tiene un orificio de centrado, el tapón toca la cara final del tocho de tubo durante el proceso de perforación. Debido al gran bisel en la cara final del tocho de tubo, la punta del tapón no es fácil de centrar en el centro del tocho de tubo, lo que resulta en un espesor de pared desigual en la cara final del tubo rugoso.
1. 1. 2 Defectos de calidad superficial (palanquilla de tubo redondo de colada continua): grietas en la superficie de la palanquilla de tubo: grietas longitudinales, grietas transversales, grietas de malla Causas de las grietas longitudinales:
A. El flujo desviado causado por la desalineación de la boquilla y el cristalizador erosiona la capa solidificada del tocho del tubo. B. La escoria protectora tiene una propiedad de fusión deficiente, y la capa de escoria líquida es demasiado gruesa o demasiado delgada, lo que resulta en un espesor desigual de la película de escoria, lo que hace que la capa solidificada local del tocho del tubo sea demasiado delgada. C. Fluctuación del nivel del líquido de cristalización (cuando la fluctuación del nivel del líquido es ﹥ ± 10 mm, la tasa de aparición de grietas es de aproximadamente el 30 %). D. Contenido de P y S en el acero. (P ﹥ 0,017 %, S ﹥ 0,027 %, las grietas longitudinales tienden a aumentar). E. Cuando el C en el acero es del 0,12 % al 0,17 %, las grietas longitudinales tienden a aumentar.
Medidas preventivas: A. Asegúrese de que la boquilla y el cristalizador estén alineados; B. La fluctuación del nivel del líquido de cristalización debe ser estable; C. Utilice un cono de cristalización adecuado; D. Seleccione escoria protectora con excelente rendimiento; E. Utilice un cristalizador de tapa caliente.
Causas de las grietas transversales: A. Las marcas de vibración demasiado profundas son la principal causa de las grietas transversales; B. El aumento del contenido de niobio y aluminio en el acero es la causa inductora. C. El tocho del tubo se endereza a una temperatura de 900-700 °C. D. La intensidad del enfriamiento secundario es demasiado alta.
Medidas preventivas:
A. El cristalizador utiliza alta frecuencia y baja amplitud para reducir la profundidad de las marcas de vibración en la superficie del arco interior del lingote. B. La zona de enfriamiento secundario utiliza un sistema de enfriamiento débil y estable para garantizar que la temperatura superficial supere los 900 grados durante el enderezamiento. C. Mantiene estable la superficie del líquido de cristalización. D. Utiliza escoria protectora con buena lubricación y baja viscosidad.
Causas de las grietas en la red superficial: A. El lingote de alta temperatura absorbe el cobre del cristalizador, y el cobre se vuelve líquido y luego se filtra a lo largo del límite de grano de austenita; B. Los elementos residuales en el acero (como cobre, estaño, etc.) permanecen en la superficie del tubo y se filtran a lo largo del límite de grano;
Medidas preventivas: A. Cromado de la superficie del cristalizador para aumentar la dureza superficial; B. Utilizar un volumen adecuado de agua de refrigeración secundaria; C. Controlar los elementos residuales en el acero. D. Controlar el valor de Mn/S para garantizar que Mn/S ﹥ 40. Generalmente, se considera que cuando la profundidad de la grieta superficial del tubo no supera los 0,5 mm, la grieta se oxida durante el proceso de calentamiento y no causa grietas superficiales en la tubería de acero. Dado que las grietas en la superficie del tocho del tubo se oxidan gravemente durante el proceso de calentamiento, suelen ir acompañadas de partículas de oxidación y descarburación después del laminado.
Cicatrices en el tocho del tubo y piel gruesa:
Causas: La temperatura del acero fundido es demasiado baja, el acero fundido es demasiado viscoso, la boquilla está bloqueada, el flujo de inyección se desvía, etc. El plegado externo del tubo de acero causado por las cicatrices superficiales y la piel gruesa del tocho es diferente de los defectos de cicatrices y plegado externo del tubo rugoso producidos durante el laminado. Presenta características de oxidación muy evidentes, acompañadas de partículas de oxidación y descarburación severa, y presencia de óxido ferroso en el defecto.
Poros en la palanquilla: Generalmente, se forman pequeños poros en la superficie de la palanquilla debido a la ruptura de burbujas subcutáneas durante la colada del acero fundido. Tras el laminado de la palanquilla, se forma una pequeña película en la superficie del tubo de acero.
Ranuras y hoyos en los tochos de los tubos:
Causas de picaduras y ranuras en el tocho del tubo: Por un lado, pueden generarse durante el proceso de cristalización de la pieza fundida, debido a la gran conicidad del cristalizador o al enfriamiento desigual de la zona de enfriamiento secundario; por otro lado, pueden deberse a daños mecánicos o arañazos en la superficie del tocho del tubo cuando este no se ha enfriado completamente. Tras la perforación, se forman pliegues o cicatrices (picaduras) y grandes pliegues externos (ranuras) en la superficie del tubo rugoso.
"Orejas" en la palanquilla de tubo: principalmente porque el espacio entre los rodillos (el rodillo enderezador de la máquina de colada continua y el rodillo de laminación) no está cerrado. Al enderezar o laminar la palanquilla de tubo, el rodillo enderezador o el rodillo de laminación se presionan demasiado o el espacio entre los rodillos es demasiado pequeño. Esto provoca que entre demasiado metal ancho en el espacio entre los rodillos. Después de la perforación, se genera un pliegue externo en espiral en la superficie del tubo rugoso. Independientemente del tipo de defecto superficial de la palanquilla de tubo, es posible que se formen defectos en la superficie del tubo de acero durante el proceso de laminación. En casos graves, el tubo de acero laminado se desecha. Por lo tanto, es necesario reforzar el control de la calidad superficial de la palanquilla de tubo y la eliminación de defectos superficiales. Solo las palanquillas de tubo que cumplen con los requisitos estándar pueden utilizarse en la producción de laminación de tubos.
1.2 Defectos organizativos de baja potencia de los tochos de tubos:
Burbujas subcutáneas visibles en palanquillas de tubos: Su formación se debe a la desoxidación insuficiente del acero fundido y al contenido de gases (especialmente hidrógeno) en el acero fundido, lo cual también es un factor importante en la formación de burbujas subcutáneas en palanquillas de tubos. Este defecto forma una película (sin líneas) en la superficie exterior del tubo de acero tras la perforación o el laminado, con una forma similar a la de una uña. En casos graves, cubre la superficie exterior del tubo de acero. Este tipo de defecto es pequeño y superficial, y puede eliminarse mediante rectificado.
Grietas subsuperficiales en palanquillas de tubo: La principal causa de su formación es la variación repetida de la temperatura de la capa superficial de la palanquilla de tubo redondo de colada continua, que se forma tras múltiples cambios de fase. Generalmente, no se generan defectos y, de existir, se trata de un ligero pliegue externo.
Grietas centrales y medias en palanquillas de tubos: Estas grietas en las palanquillas de tubos redondos de colada continua son las principales causas del plegado interno de los tubos de acero sin costura. Las causas de las grietas son muy complejas e involucran los efectos de la transferencia de calor de solidificación, la penetración y la tensión de la palanquilla. Sin embargo, en general, están controladas por el proceso de solidificación de la palanquilla en la zona de enfriamiento secundario.
Agujeros sueltos y por contracción en palanquillas de tubo: Debido principalmente al efecto de grano avanzado de la palanquilla durante el proceso de solidificación, el movimiento del metal líquido se basa en la contracción causada por el enfriamiento en la dirección de solidificación. Si la palanquilla de tubo redondo de colada continua presenta agujeros sueltos y por contracción, esto no afectará significativamente la calidad del tubo rugoso después del laminado oblicuo y la perforación.
1.3 Defectos de microestructura del tocho del tubo: microscopio electrónico o de gran aumento
Cuando la composición y la estructura del tocho de tubo son desiguales y se produce una segregación severa, el tubo de acero, tras el laminado, presenta una estructura bandeada pronunciada, lo que afecta sus propiedades mecánicas y anticorrosivas, impidiendo que su rendimiento cumpla con los requisitos. Un exceso de inclusiones en el tocho de tubo no solo afecta su rendimiento, sino que también puede causar grietas durante el proceso de producción.
Factores: elementos nocivos en el acero, composición y segregación del tocho de tubo e inclusiones no metálicas en el tocho de tubo.
2. Defectos de calentamiento en la palanquilla de tubo: En la producción de tubos de acero sin costura laminados en caliente, generalmente se requieren dos calentamientos desde la palanquilla hasta el tubo de acero terminado: el calentamiento antes de la perforación y el recalentamiento del tubo en bruto después del laminado, antes del dimensionado. En la producción de tubos de acero laminados en frío, se requiere un recocido intermedio para eliminar la tensión residual del tubo de acero. Si bien el propósito de cada calentamiento es diferente y el horno de calentamiento puede ser diferente, si los parámetros del proceso y el control de calentamiento de cada uno son inadecuados, la palanquilla de tubo (tubo de acero) presentará defectos de calentamiento y afectará la calidad del tubo de acero. El propósito del calentamiento de la palanquilla de tubo antes de la perforación es mejorar la plasticidad del acero, reducir la resistencia a la deformación y proporcionar una buena estructura metalográfica al tubo laminado. Los hornos de calentamiento utilizados son anulares, de vigas móviles, de fondo inclinado y de fondo de carro. El propósito del recalentamiento del tubo rugoso antes del dimensionado es aumentar e igualar su temperatura, mejorar su plasticidad, controlar la estructura metalográfica y garantizar las propiedades mecánicas del tubo de acero. Los hornos de calentamiento incluyen principalmente hornos de vigas móviles, hornos de fondo de rodillos continuos, hornos de fondo inclinado y hornos de inducción eléctrica. El propósito del tratamiento térmico de recocido de tubos de acero durante el laminado en frío es eliminar el fenómeno de endurecimiento por acritud causado por el procesamiento en frío del tubo de acero, reducir la resistencia a la deformación del acero y crear las condiciones para el procesamiento continuo del tubo de acero. Los hornos de calentamiento utilizados para el tratamiento térmico de recocido incluyen principalmente hornos de vigas móviles, hornos de fondo de rodillos continuos y hornos de fondo de automóvil. Los defectos comunes del calentamiento de tochos de tubos incluyen el calentamiento desigual del tocho de tubo (tubo de acero) (comúnmente conocido como superficie yin y yang), oxidación, descarburación, grietas por calentamiento, sobrecalentamiento y sobrecalentamiento. Los principales factores que afectan la calidad del calentamiento de la palanquilla tubular son: la temperatura de calentamiento, la velocidad de calentamiento, el tiempo de calentamiento y mantenimiento y la atmósfera del horno.
Temperatura de calentamiento de la palanquilla: Se manifiesta principalmente por temperaturas demasiado bajas o demasiado altas, o por un calentamiento irregular. Una temperatura demasiado baja aumenta la resistencia a la deformación del acero y reduce su plasticidad. Especialmente cuando la temperatura de calentamiento no garantiza la transformación completa de la estructura metalográfica del acero en granos de austenita, la palanquilla tiende a agrietarse durante el laminado en caliente. Si la temperatura es demasiado alta, la superficie de la palanquilla sufre una oxidación severa, descarburación e incluso sobrecalentamiento o sobrecalentamiento.
Velocidad de calentamiento de la palanquilla: La velocidad de calentamiento de la palanquilla está estrechamente relacionada con la generación de grietas. Cuando la velocidad de calentamiento es demasiado rápida, es fácil que se produzcan grietas. La razón principal es que, al aumentar la temperatura de la superficie de la palanquilla, se genera una diferencia de temperatura entre el metal interior y el de la superficie, lo que provoca una expansión térmica irregular y tensión térmica. Una vez que esta tensión térmica supera la tensión de fractura del material, se producen grietas; las grietas pueden estar en la superficie o en el interior de la palanquilla. Al perforar una palanquilla con grietas, es fácil que se formen grietas o pliegues en las superficies interior y exterior del tubo rugoso. Prevención: Cuando la palanquilla aún está a baja temperatura después de entrar en el horno, se reduce la velocidad de calentamiento. A medida que aumenta la temperatura de la palanquilla, se puede aumentar la velocidad de calentamiento.
Tiempo de calentamiento y tiempo de mantenimiento de la palanquilla del tubo: La duración del tiempo de calentamiento y el tiempo de mantenimiento de la palanquilla del tubo está relacionada con los defectos de calentamiento (oxidación superficial, descarburación, tamaño de grano grueso, sobrecalentamiento o incluso sobrequemado, etc.). En términos generales, cuanto más tiempo se calienta el tubo a alta temperatura, más probable es que se produzca oxidación severa, descarburación, sobrecalentamiento e incluso sobrequemado en la superficie, lo que puede provocar que el tubo de acero se desguace en casos graves. Medidas preventivas: A. Asegúrese de que el tubo se caliente de manera uniforme y se transforme completamente en una estructura de austenita; B. Los carburos deben disolverse en los granos de austenita; C. Los granos de austenita no deben ser gruesos ni deben aparecer cristales mixtos; D. El tubo no debe sobrecalentarse ni sobrequemarse después del calentamiento.
En resumen, para mejorar la calidad de calentamiento del tubo y prevenir defectos de calentamiento, generalmente se siguen los siguientes requisitos al formular los parámetros del proceso de calentamiento del tubo: A. Temperatura de calentamiento precisa para garantizar que el proceso de perforación se lleve a cabo dentro del rango de temperatura con la mejor permeabilidad del tubo; B. Temperatura de calentamiento uniforme, esforzándose por hacer que la diferencia de temperatura de calentamiento del tubo a lo largo de las direcciones longitudinal y transversal no sea mayor de ±10 ℃; C. Hay menos quema de metal durante el proceso de calentamiento y se debe evitar la sobreoxidación, las grietas superficiales y la unión del tubo. D. El sistema de calentamiento debe ser razonable, y la temperatura de calentamiento, la velocidad de calentamiento y el tiempo de calentamiento (tiempo de mantenimiento) deben estar razonablemente coordinados para evitar que la pieza en bruto del tubo se sobrecaliente o incluso se queme demasiado.
Hora de publicación: 29 de septiembre de 2024