Pipa baja tidak hanya digunakan untuk mengangkut cairan dan padatan bubuk, pertukaran energi panas, dan pembuatan komponen mekanik serta wadah, tetapi juga merupakan jenis baja yang ekonomis. Penggunaan pipa baja untuk membuat struktur bangunan, pilar, dan penyangga mekanik dapat mengurangi berat, menghemat 20-40% logam, dan memungkinkan konstruksi mekanis seperti di pabrik. Penggunaan pipa baja untuk membuat jembatan jalan raya tidak hanya dapat menghemat baja dan menyederhanakan konstruksi, tetapi juga sangat mengurangi area lapisan pelindung, sehingga menghemat biaya investasi dan perawatan. Pipa baja berdiameter besar memiliki penampang berongga dan panjangnya jauh lebih besar daripada diameter atau keliling baja. Menurut bentuk penampangnya, pipa baja dibagi menjadi pipa bulat, persegi, persegi panjang, dan pipa baja berbentuk khusus; menurut materialnya, pipa baja dibagi menjadi pipa baja struktural karbon, pipa baja struktural paduan rendah, pipa baja paduan, dan pipa baja komposit; menurut penggunaannya, pipa baja dibagi menjadi pipa transportasi, struktur teknik, pipa baja untuk peralatan termal, industri petrokimia, manufaktur mesin, pengeboran geologi, peralatan bertekanan tinggi, dll. Menurut proses produksinya, pipa baja dibagi menjadi pipa baja tanpa sambungan dan pipa baja las, di mana pipa baja tanpa sambungan dibagi menjadi dua jenis: canai panas dan canai dingin (tarik), sedangkan pipa baja las dibagi menjadi pipa baja las sambungan lurus dan pipa baja las sambungan spiral.
1. Apa proses perlakuan panas pada pipa baja berdiameter besar?
(1) Selama proses perlakuan panas, penyebab perubahan bentuk geometris pipa baja berdiameter besar adalah akibat tegangan perlakuan panas. Tegangan perlakuan panas merupakan masalah yang relatif kompleks. Tegangan ini bukan hanya penyebab cacat seperti deformasi dan retak, tetapi juga merupakan cara penting untuk meningkatkan kekuatan lelah dan umur pakai benda kerja.
(2) Oleh karena itu, penting untuk memahami mekanisme dan aturan perubahan tegangan perlakuan panas dan menguasai metode pengendalian tegangan internal. Tegangan perlakuan panas mengacu pada tegangan yang dihasilkan di dalam benda kerja akibat faktor perlakuan panas (proses termal dan proses transformasi struktural).
(3) Tegangan ini seimbang sendiri di dalam seluruh atau sebagian volume benda kerja, sehingga disebut tegangan internal. Tegangan perlakuan panas dibagi menjadi tegangan tarik dan tegangan tekan berdasarkan sifat aksinya; dapat dibagi menjadi tegangan sesaat dan tegangan sisa berdasarkan waktu aksinya; dan dapat dibagi menjadi tegangan termal dan tegangan jaringan berdasarkan penyebab pembentukannya.
(4) Tegangan termal disebabkan oleh perubahan suhu sinkron di berbagai bagian benda kerja selama proses pemanasan atau pendinginan. Misalnya, untuk benda kerja padat, permukaan selalu memanas lebih cepat daripada inti ketika dipanaskan, dan inti mendingin lebih lambat daripada permukaan ketika didinginkan. Hal ini karena penyerapan dan pelepasan panas dilakukan melalui permukaan.
(5) Untuk pipa baja berdiameter besar yang komposisi dan keadaan organisasinya tidak berubah, pada suhu yang berbeda, selama koefisien ekspansi linier tidak sama dengan nol, volume spesifik akan berubah. Oleh karena itu, selama proses pemanasan atau pendinginan, akan ada celah antara permukaan dan pusat benda kerja. Tegangan internal yang saling menekan. Jelas, semakin besar perbedaan suhu yang dihasilkan di dalam benda kerja, semakin besar tegangan termal.
2. Bagaimana cara mendinginkan pipa baja berdiameter besar setelah proses pendinginan?
(1) Selama proses pendinginan, benda kerja perlu dipanaskan hingga suhu yang lebih tinggi dan didinginkan dengan laju yang lebih cepat. Oleh karena itu, selama pendinginan, terutama selama proses pendinginan, akan timbul tegangan termal yang besar. Perubahan suhu pada permukaan dan pusat bola baja dengan diameter 26 mm ketika didinginkan dalam air setelah dipanaskan pada suhu 700°C.
(2) Pada tahap awal pendinginan, kecepatan pendinginan permukaan jauh lebih besar daripada kecepatan pendinginan inti, dan perbedaan suhu antara permukaan dan inti terus meningkat. Ketika pendinginan berlanjut, laju pendinginan permukaan melambat, sementara laju pendinginan inti meningkat secara relatif. Ketika laju pendinginan permukaan dan inti hampir sama, perbedaan suhu keduanya mencapai nilai yang besar.
(3) Selanjutnya, laju pendinginan inti lebih besar daripada laju pendinginan permukaan, dan perbedaan suhu antara permukaan dan inti secara bertahap berkurang, hingga perbedaan suhu menghilang ketika inti benar-benar dingin. Proses menghasilkan tegangan termal selama pendinginan cepat.
(4) Pada tahap awal pendinginan, lapisan permukaan mendingin dengan cepat, dan perbedaan suhu mulai terjadi antara lapisan permukaan dan inti. Karena karakteristik fisik ekspansi dan kontraksi termal, volume permukaan pasti menyusut, tetapi suhu inti masih tinggi dan volume spesifiknya besar, yang akan mencegah permukaan menyusut ke dalam secara bebas, sehingga membentuk tegangan termal di mana permukaan meregang dan inti terkompresi.
(5) Seiring berlangsungnya pendinginan, perbedaan suhu yang disebutkan di atas terus meningkat, dan tegangan termal yang dihasilkan juga meningkat sesuai dengan itu. Ketika perbedaan suhu mencapai nilai yang besar, tegangan termal juga besar. Jika tegangan termal pada saat ini lebih rendah daripada kekuatan luluh baja pada kondisi suhu yang sesuai, maka tidak akan menyebabkan deformasi plastis dan hanya menghasilkan sedikit deformasi elastis.
(6) Ketika pendinginan lebih lanjut, laju pendinginan lapisan permukaan melambat, laju pendinginan inti meningkat, perbedaan suhu cenderung berkurang, dan tegangan termal juga secara bertahap berkurang. Seiring berkurangnya tegangan termal, deformasi elastis di atas juga berkurang.
Waktu posting: 12 Januari 2024