Bagaimana cara mendinginkan pipa baja berdiameter besar setelah proses pendinginan?

Pipa baja tidak hanya digunakan untuk mengangkut cairan dan padatan bubuk, pertukaran energi panas, dan membuat bagian mekanis dan wadah, tetapi juga merupakan jenis baja ekonomis. Menggunakan pipa baja untuk membuat kisi-kisi struktural bangunan, pilar, dan penyangga mekanis dapat mengurangi berat, menghemat 20-40% logam, dan memungkinkan konstruksi mekanis seperti pabrik. Menggunakan pipa baja untuk membuat jembatan jalan tidak hanya dapat menghemat baja dan menyederhanakan konstruksi tetapi juga sangat mengurangi area lapisan pelindung, menghemat biaya investasi dan perawatan. Pipa baja berdiameter besar memiliki bagian berongga dan panjangnya jauh lebih besar dari diameter atau keliling baja. Menurut bentuk penampang, dibagi menjadi pipa baja bulat, persegi, persegi panjang, dan berbentuk khusus; menurut bahannya, dibagi menjadi pipa baja struktural karbon, pipa baja struktural paduan rendah, pipa baja paduan, dan pipa baja komposit; menurut penggunaannya, dibagi menjadi pipa transportasi, struktur teknik, Pipa baja untuk peralatan termal, industri petrokimia, manufaktur mesin, pengeboran geologi, peralatan bertekanan tinggi, dll.; Berdasarkan proses produksinya, pipa baja dibagi menjadi pipa baja tanpa sambungan dan pipa baja las. Pipa baja tanpa sambungan dibagi menjadi pipa baja canai panas dan pipa baja canai dingin (ditarik). Ada dua jenis pipa baja las, yaitu pipa baja las dengan jahitan lurus dan pipa baja las dengan jahitan spiral.

1. Bagaimana proses perlakuan panas pada pipa baja berdiameter besar?
(1) Selama proses perlakuan panas, penyebab perubahan bentuk geometris pipa baja berdiameter besar adalah pengaruh tegangan perlakuan panas. Tegangan perlakuan panas merupakan masalah yang relatif kompleks. Tegangan ini tidak hanya menyebabkan cacat seperti deformasi dan retak, tetapi juga merupakan cara penting untuk meningkatkan kekuatan lelah dan masa pakai benda kerja.
(2) Oleh karena itu, penting untuk memahami mekanisme dan aturan perubahan tegangan perlakuan panas serta menguasai metode pengendalian tegangan internal. Tegangan perlakuan panas mengacu pada tegangan yang dihasilkan di dalam benda kerja akibat faktor-faktor perlakuan panas (proses termal dan proses transformasi struktural).
(3) Tegangan ini seimbang sendiri dalam seluruh atau sebagian volume benda kerja, sehingga disebut tegangan internal. Tegangan perlakuan panas dibagi menjadi tegangan tarik dan tegangan tekan berdasarkan sifat kerjanya; dapat dibagi menjadi tegangan sesaat dan tegangan sisa berdasarkan waktu kerjanya; dan dapat dibagi menjadi tegangan termal dan tegangan jaringan berdasarkan penyebab pembentukannya.
(4) Tegangan termal disebabkan oleh perubahan suhu yang sinkron di berbagai bagian benda kerja selama proses pemanasan atau pendinginan. Misalnya, pada benda kerja padat, permukaan selalu memanas lebih cepat daripada inti saat dipanaskan, dan inti mendingin lebih lambat daripada permukaan saat didinginkan. Hal ini disebabkan oleh penyerapan dan pembuangan panas yang dilakukan melalui permukaan.
(5) Untuk pipa baja berdiameter besar yang komposisi dan strukturnya tidak berubah, pada suhu yang berbeda, selama koefisien muai linier tidak sama dengan nol, volume spesifiknya akan berubah. Oleh karena itu, selama proses pemanasan atau pendinginan, akan terdapat celah antara permukaan dan bagian tengah benda kerja. Tegangan internal yang saling menekan akan terjadi. Jelas, semakin besar perbedaan suhu yang dihasilkan di dalam benda kerja, semakin besar pula tegangan termalnya.

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 lebih cepat. Oleh karena itu, selama pendinginan, terutama selama proses pendinginan, akan terjadi tegangan termal yang besar. Suhu permukaan dan pusat bola baja berdiameter 26 mm berubah ketika didinginkan dalam air setelah dipanaskan pada suhu 700°C.
(2) Pada tahap awal pendinginan, kecepatan pendinginan permukaan jauh melebihi kecepatan pendinginan inti, dan perbedaan suhu antara permukaan dan inti terus meningkat. Ketika pendinginan berlanjut, laju pendinginan permukaan melambat, sementara laju pendinginan inti meningkat 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 ini menghasilkan tekanan 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 harus menyusut secara andal, tetapi suhu inti masih tinggi dan volume spesifiknya besar, yang akan mencegah permukaan menyusut bebas ke dalam, sehingga membentuk tegangan termal di mana permukaan meregang dan inti terkompresi.
(5) Seiring dengan proses pendinginan, perbedaan suhu yang disebutkan di atas terus meningkat, dan tegangan termal yang dihasilkan pun meningkat. Ketika perbedaan suhu mencapai nilai yang besar, tegangan termalnya pun besar. Jika tegangan termal pada saat ini lebih rendah daripada kekuatan luluh baja pada kondisi suhu yang sesuai, hal tersebut tidak akan menyebabkan deformasi plastis dan hanya akan menghasilkan sedikit deformasi elastis.
(6) Ketika pendinginan lebih lanjut terjadi, laju pendinginan lapisan permukaan melambat, dan laju pendinginan inti pun meningkat, perbedaan suhu cenderung menurun, dan tegangan termal pun menurun secara bertahap. Seiring dengan penurunan tegangan termal, deformasi elastis di atas juga menurun.