Bagaimana cara mendinginkan pipa baja berdiameter besar setelah proses pendinginan?

Pipa baja digunakan untuk mengangkut cairan dan bubuk, pertukaran panas, dan pembuatan komponen mekanik serta wadah. Selain itu, pipa baja merupakan jenis baja yang ekonomis. Penggunaan pipa baja untuk membuat struktur bangunan, pilar, dan penyangga mekanik dapat mengurangi berat dan menghemat 20-40% logam, serta dapat mewujudkan konstruksi mekanis dan seperti pabrik. Penggunaan pipa baja untuk membuat jembatan jalan raya tidak hanya menghemat baja dan menyederhanakan konstruksi, tetapi juga sangat mengurangi area yang dilapisi lapisan pelindung, sehingga menghemat biaya investasi dan perawatan. Pipa baja berdiameter besar memiliki penampang berongga yang panjangnya jauh lebih besar daripada diameter atau keliling baja. Menurut bentuk penampangnya, pipa baja dapat dibagi menjadi pipa baja melingkar, persegi, persegi panjang, dan berbentuk khusus; menurut materialnya, pipa baja dapat dibagi menjadi pipa baja struktural karbon, pipa baja struktural paduan rendah, pipa baja paduan, dan pipa baja komposit; 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 daripipa baja berdiameter besar?
(1) Selama proses perlakuan panas, penyebab perubahan geometris pipa baja berdiameter besar adalah tegangan perlakuan panas. Tegangan perlakuan panas merupakan masalah yang relatif rumit. Hal ini bukan hanya penyebab cacat seperti deformasi dan retak, tetapi juga merupakan cara penting untuk meningkatkan kekuatan lelah dan umur layanan benda kerja.
(2) Oleh karena itu, sangat penting untuk memahami mekanisme dan hukum 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 jaringan).
(3) Tegangan ini merupakan tegangan keseimbangan diri pada seluruh atau sebagian volume benda kerja, sehingga disebut tegangan internal. Tegangan perlakuan panas dapat 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 terbentuk karena ketidak sinkronan perubahan suhu 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 karena panas diserap dan dihilangkan melalui permukaan.
(5) Untuk pipa baja berdiameter besar yang komposisi dan keadaan strukturnya tidak berubah, ketika berada 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 terjadi tegangan timbal balik dan tegangan internal. Jelas, semakin besar perbedaan suhu yang dihasilkan pada benda kerja, semakin besar tegangan termal.

2. Bagaimana cara mendinginkan pipa baja berdiameter besar setelah proses pendinginan?
(1) Selama proses pendinginan, benda kerja harus dipanaskan hingga suhu yang lebih tinggi dan didinginkan dengan laju yang lebih cepat. Oleh karena itu, selama pendinginan, terutama selama proses pendinginan dan pendinginan, akan dihasilkan tegangan termal yang besar. Ketika bola baja dengan diameter 26 mm didinginkan dalam air setelah dipanaskan pada suhu 700°C, terjadi perubahan suhu pada permukaan dan inti.
(2) Pada tahap awal pendinginan, laju pendinginan permukaan jauh lebih tinggi dibandingkan laju 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 inti benar-benar dingin, dan perbedaan suhu juga menghilang. Proses timbulnya 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 termal dan kontraksi dingin, volume lapisan permukaan harus berkontraksi dengan andal, sementara suhu inti tinggi dan volume spesifik besar, yang akan menghambat kontraksi bebas lapisan permukaan ke dalam, sehingga membentuk tegangan termal di mana lapisan permukaan meregang dan inti terkompresi.
(5) Seiring berlangsungnya pendinginan, perbedaan suhu yang disebutkan di atas terus meningkat, dan tegangan termal yang dihasilkan juga meningkat. Ketika perbedaan suhu mencapai nilai yang besar, tegangan termal juga besar. Jika tegangan termal pada saat ini lebih rendah daripada kekuatan luluh baja pada suhu yang sesuai, maka tidak akan menyebabkan deformasi plastis, tetapi hanya sedikit deformasi elastis.
(6) Ketika pendinginan lebih lanjut, laju pendinginan permukaan melambat, dan laju pendinginan inti meningkat correspondingly, perbedaan suhu cenderung berkurang, dan tegangan termal secara bertahap berkurang. Seiring berkurangnya tegangan termal, deformasi elastis di atas juga berkurang correspondingly.