1. Cacat kualitas pada billet tabung dan pencegahannya.
Bahan baku tabung yang digunakan untuk memproduksi pipa baja tanpa sambungan dapat berupa bahan baku tabung bulat hasil pengecoran kontinu, bahan baku tabung bulat hasil rol (tempa), bahan baku tabung berongga bulat hasil pengecoran sentrifugal, atau ingot baja. Dalam proses produksi sebenarnya, bahan baku tabung bulat hasil pengecoran kontinu terutama digunakan karena biayanya yang rendah dan kualitas permukaannya yang baik.
1.1 Cacat bentuk penampilan dan kualitas permukaan pada billet tabung.
1.1.1 Cacat bentuk penampilan: Untuk billet tabung bulat, cacat bentuk penampilan billet tabung terutama meliputi diameter dan ovalitas billet tabung, toleransi kemiringan pemotongan permukaan ujung, dll. Untuk ingot baja, cacat bentuk penampilan billet tabung terutama meliputi bentuk ingot baja yang tidak tepat karena keausan cetakan ingot baja, dll.
Diameter dan ovalitas tabung bulat yang di luar toleransi: Secara umum diyakini dalam praktiknya bahwa ketika tabung dilubangi, besarnya laju pengurangan tekanan sebelum kepala pelubang sebanding dengan jumlah lipatan ke dalam tabung mentah yang dilubangi. Semakin besar laju pengurangan tekanan kepala, semakin besar kemungkinan rongga lubang tabung terbentuk sebelum waktunya, dan tabung mentah rentan terhadap retakan permukaan bagian dalam. Dalam produksi normal, parameter jenis lubang mesin pelubang ditentukan berdasarkan diameter nominal tabung dan diameter luar serta ketebalan dinding tabung mentah. Ketika jenis lubang disesuaikan, jika diameter luar tabung melebihi toleransi positif, laju pengurangan tekanan sebelum kepala meningkat, dan tabung mentah yang dilubangi menghasilkan cacat lipatan ke dalam; jika diameter luar tabung melebihi toleransi negatif, laju pengurangan tekanan sebelum kepala menurun, dan titik gigitan pertama tabung bergerak ke tenggorokan, yang membuat proses pelubangan sulit dicapai. Ketidakmampuan Ovalitas: Ketika ovalitas tabung tidak merata, tabung akan berputar tidak stabil setelah memasuki zona deformasi penusukan, dan rol akan menggores permukaan tabung, mengakibatkan cacat permukaan pada tabung mentah. Kemiringan permukaan ujung billet tabung bulat tidak memenuhi toleransi: ketebalan dinding ujung depan tabung kasar hasil perforasi billet tabung tidak merata. Alasan utamanya adalah ketika billet tabung tidak memiliki lubang pemusatan, sumbat bertemu dengan permukaan ujung billet tabung selama proses perforasi. Karena kemiringan yang besar pada permukaan ujung billet tabung, ujung sumbat tidak mudah memusatkan pusat billet tabung, sehingga mengakibatkan ketebalan dinding permukaan ujung tabung kasar tidak merata.
1.1.2 Cacat kualitas permukaan (batang tabung bulat hasil pengecoran kontinu): retakan permukaan batang tabung: retakan memanjang, retakan melintang, retakan jala. Penyebab retakan memanjang:
A. Aliran yang tidak sejajar akibat ketidaksejajaran nosel dan kristalisator mengikis lapisan padat billet tabung; B. Sifat peleburan terak pelindung buruk, lapisan terak cair terlalu tebal atau terlalu tipis, mengakibatkan ketebalan lapisan terak tidak merata, membuat lapisan padat lokal billet tabung terlalu tipis. C. Fluktuasi permukaan cairan kristalisasi (ketika fluktuasi permukaan cairan > ± 10mm, tingkat kejadian retak sekitar 30%); D. Kandungan P dan S dalam baja. (P > 0,017%, S > 0,027%, retakan memanjang cenderung meningkat); E. Ketika C dalam baja adalah 0,12%-0,17%, retakan memanjang cenderung meningkat.
Tindakan pencegahan: A. Pastikan nosel dan kristalisator sejajar; B. Fluktuasi permukaan cairan kristalisasi harus stabil; C. Gunakan kerucut kristalisasi yang sesuai; D. Pilih terak pelindung dengan kinerja yang sangat baik; E. Gunakan kristalisator hot top.
Penyebab retakan melintang: A. Bekas getaran yang terlalu dalam merupakan penyebab utama retakan melintang; B. Peningkatan kandungan (niobium, aluminium) dalam baja merupakan penyebab pemicunya. C. Billet tabung diluruskan pada suhu 900-700℃. D. Intensitas pendinginan sekunder terlalu besar.
Langkah-langkah pencegahan:
A. Kristalisator menggunakan frekuensi tinggi dan amplitudo kecil untuk mengurangi kedalaman bekas getaran pada permukaan busur bagian dalam ingot; B. Zona pendinginan sekunder menggunakan sistem pendinginan lemah yang stabil untuk memastikan suhu permukaan lebih besar dari 900 derajat selama pelurusan. C. Menjaga permukaan cairan kristalisasi tetap stabil; D. Menggunakan terak pelindung dengan pelumasan yang baik dan viskositas rendah.
Penyebab retakan jaringan permukaan: A. Batangan baja suhu tinggi menyerap tembaga dari kristalisator, dan tembaga menjadi cair lalu meresap di sepanjang batas butir austenit; B. Unsur-unsur sisa dalam baja (seperti tembaga, timah, dll.) tetap berada di permukaan tabung dan meresap di sepanjang batas butir;
Tindakan pencegahan: A. Pelapisan krom pada permukaan kristalisator untuk meningkatkan kekerasan permukaan; B. Menggunakan volume air pendingin sekunder yang sesuai; C. Mengontrol unsur sisa dalam baja. D. Mengontrol nilai Mn/S untuk memastikan bahwa Mn/S > 40. Secara umum diyakini bahwa ketika kedalaman retakan permukaan tabung tidak melebihi 0,5 mm, retakan akan teroksidasi selama proses pemanasan dan tidak akan menyebabkan retakan permukaan pada pipa baja. Karena retakan pada permukaan billet tabung akan teroksidasi parah selama proses pemanasan, retakan tersebut sering disertai dengan partikel oksidasi dan dekarburisasi setelah penggulungan.
Bekas luka akibat tabung billet dan kulit tebal:
Penyebab: Suhu baja cair terlalu rendah, baja cair terlalu kental, nosel tersumbat, aliran injeksi menyimpang, dll. Lipatan eksternal pipa baja yang disebabkan oleh bekas luka permukaan dan lapisan tebal pada billet pipa berbeda dengan cacat bekas luka dan lipatan eksternal pada pipa kasar yang dihasilkan selama proses penggulungan pipa. Cacat ini memiliki karakteristik oksidasi yang sangat jelas, disertai partikel oksidasi dan dekarburisasi parah, serta oksida besi terdapat pada cacat tersebut.
Pori-pori pada billet pipa: Umumnya, beberapa pori kecil terbentuk di permukaan billet pipa akibat pecahnya gelembung subkutan selama pengecoran baja cair. Setelah billet pipa digulirkan, lapisan tipis akan terbentuk di permukaan pipa baja.
Lubang dan alur pada batang tabung:
Penyebab lubang dan alur pada billet tabung: Di satu sisi, hal ini dapat terjadi selama proses kristalisasi pengecoran, yang terkait dengan kemiringan kristalisator yang besar atau pendinginan yang tidak merata pada zona pendinginan sekunder; di sisi lain, hal ini dapat disebabkan oleh kerusakan mekanis atau goresan pada permukaan billet tabung ketika billet hasil pengecoran belum sepenuhnya dingin. Setelah perforasi, lipatan atau bekas luka (lubang) dan lipatan eksternal besar (alur) terbentuk pada permukaan tabung kasar.
“Telinga” pada billet pipa: terutama karena celah rol (rol pelurus pada mesin pengecoran kontinu dan rol penggulung pada mesin penggiling) tidak tertutup. Ketika billet pipa diluruskan atau digulung, rol pelurus atau rol penggulung ditekan terlalu kuat atau celah rol terlalu kecil. Hal ini menyebabkan terlalu banyak logam lebar masuk ke celah rol. Setelah perforasi, lipatan spiral eksternal terbentuk pada permukaan pipa kasar. Apa pun jenis cacat permukaan billet pipa, kemungkinan akan terbentuk cacat pada permukaan pipa baja selama proses penggilingan pipa. Dalam kasus yang parah, pipa baja yang digulung dibuang. Oleh karena itu, perlu untuk memperkuat pengendalian kualitas permukaan billet pipa dan penghilangan cacat permukaan. Hanya billet pipa yang memenuhi persyaratan standar yang dapat dimasukkan ke dalam produksi penggilingan pipa.
1.2 Cacat organisasi berdaya rendah pada billet tabung:
Gelembung subkutan visual pada billet pipa: Penyebab pembentukannya adalah deoksidasi baja cair yang tidak memadai dan kandungan gas (terutama hidrogen) dalam baja cair, yang juga merupakan alasan penting pembentukan gelembung subkutan pada billet pipa. Cacat ini membentuk lapisan tipis (tanpa garis) pada permukaan luar pipa baja setelah perforasi atau penggulungan, dan bentuknya mirip dengan "kuku jari". Dalam kasus yang parah, lapisan ini akan menutupi permukaan luar pipa baja. Jenis cacat ini kecil dan dangkal serta dapat dihilangkan dengan penggerindaan.
Retakan di bawah permukaan pada billet tabung: Alasan utama pembentukannya adalah perubahan suhu lapisan permukaan billet tabung bulat hasil pengecoran kontinu yang berulang dan terbentuk setelah beberapa kali perubahan fasa. Umumnya, tidak ada cacat yang dihasilkan, dan jika ada, itu hanya lipatan luar yang kecil.
Retakan tengah dan retakan pusat pada billet pipa: Retakan tengah dan retakan pusat pada billet pipa bulat hasil pengecoran kontinu merupakan penyebab utama terjadinya pelipatan internal pada pipa baja tanpa sambungan. Penyebab retakan sangat kompleks, melibatkan pengaruh perpindahan panas pembekuan, penetrasi, dan tegangan pada billet, tetapi secara umum, hal tersebut dikendalikan oleh proses pembekuan billet di zona pendinginan sekunder.
Lubang longgar dan penyusutan pada billet tabung: Terutama disebabkan oleh efek butiran maju dari billet selama proses pembekuan, pergerakan logam cair didasarkan pada penyusutan yang disebabkan oleh pendinginan dalam arah pembekuan. Jika billet tabung bulat hasil pengecoran kontinu memiliki lubang longgar dan penyusutan, hal itu tidak akan banyak berdampak pada kualitas tabung kasar setelah penggulungan miring dan perforasi.
1.3 Cacat mikrostruktur pada billet tabung: perbesaran tinggi atau mikroskop elektron
Ketika komposisi dan struktur billet pipa tidak merata dan terjadi segregasi yang parah, pipa baja setelah proses penggulungan akan menunjukkan struktur bergaris yang parah, yang akan memengaruhi sifat mekanik dan sifat korosi pipa baja serta membuat kinerjanya tidak memenuhi persyaratan. Jika kandungan inklusi dalam billet pipa terlalu banyak, hal itu tidak hanya akan memengaruhi kinerja pipa baja tetapi juga dapat menyebabkan retak pada pipa baja selama proses produksi.
Faktor-faktor yang memengaruhi: unsur-unsur berbahaya dalam baja, komposisi, dan segregasi billet tabung, serta inklusi non-logam dalam billet tabung.
2. Cacat Pemanasan pada Billet Tabung: Dalam produksi pipa baja seamless canai panas, umumnya diperlukan dua kali pemanasan dari billet tabung hingga pipa baja jadi, yaitu pemanasan sebelum perforasi billet tabung dan pemanasan ulang pipa kasar setelah penggulungan sebelum pembentukan ukuran. Saat memproduksi pipa baja canai dingin, anil perantara diperlukan untuk menghilangkan tegangan sisa pada pipa baja. Meskipun tujuan setiap pemanasan berbeda dan tungku pemanas mungkin berbeda, jika parameter proses dan kontrol pemanasan setiap pemanasan tidak tepat, billet tabung (pipa baja) akan menghasilkan cacat pemanasan dan memengaruhi kualitas pipa baja. Tujuan pemanasan billet tabung sebelum perforasi adalah untuk meningkatkan plastisitas baja, mengurangi resistensi deformasi baja, dan memberikan struktur metalografi yang baik untuk tabung canai. Tungku pemanas yang digunakan adalah tungku annular, tungku pemanas balok berjalan, tungku pemanas dasar miring, dan tungku pemanas dasar kereta. Tujuan pemanasan ulang pipa kasar sebelum proses pembentukan ukuran adalah untuk meningkatkan dan meratakan suhu pipa kasar, meningkatkan plastisitas, mengontrol struktur metalografi, dan memastikan sifat mekanik pipa baja. Tungku pemanas terutama meliputi tungku pemanas ulang balok berjalan, tungku pemanas ulang dasar rol kontinu, tungku pemanas ulang dasar miring, dan tungku pemanas ulang induksi listrik. Tujuan perlakuan panas anil pipa baja selama proses penggulungan dingin adalah untuk menghilangkan fenomena pengerasan kerja yang disebabkan oleh pemrosesan dingin pipa baja, mengurangi resistensi deformasi baja, dan menciptakan kondisi untuk pemrosesan pipa baja yang berkelanjutan. Tungku pemanas yang digunakan untuk perlakuan panas anil terutama meliputi tungku pemanas balok berjalan, tungku pemanas dasar rol kontinu, dan tungku pemanas dasar kereta. Cacat umum pemanasan billet pipa meliputi pemanasan billet pipa (pipa baja) yang tidak merata (biasanya dikenal sebagai permukaan yin dan yang), oksidasi, dekarburisasi, retak akibat pemanasan, pemanasan berlebih, dan pembakaran berlebih. Faktor-faktor utama yang memengaruhi kualitas pemanasan billet tabung adalah suhu pemanasan, kecepatan pemanasan, waktu pemanasan dan penahanan, serta atmosfer tungku.
Suhu pemanasan billet pipa: terutama dimanifestasikan sebagai suhu yang terlalu rendah atau terlalu tinggi atau suhu pemanasan yang tidak merata. Suhu yang terlalu rendah akan meningkatkan resistensi deformasi baja dan mengurangi plastisitas. Terutama ketika suhu pemanasan tidak dapat memastikan bahwa struktur metalografi baja sepenuhnya berubah menjadi butiran austenit, kecenderungan retak pada billet pipa akan meningkat selama penggulungan panas. Ketika suhu terlalu tinggi, permukaan billet pipa akan mengalami oksidasi parah, dekarburisasi, dan bahkan pemanasan berlebihan atau pembakaran berlebihan.
Kecepatan pemanasan billet tabung: Besarnya kecepatan pemanasan billet tabung sangat berkaitan dengan pembentukan retakan akibat pemanasan pada billet tabung. Ketika kecepatan pemanasan terlalu cepat, retakan akibat pemanasan mudah terjadi pada billet tabung. Alasan utamanya adalah: ketika suhu permukaan billet tabung naik, perbedaan suhu antara logam di dalam billet tabung dan logam di permukaan akan terbentuk, yang mengakibatkan pemuaian termal logam yang tidak konsisten dan tegangan termal. Begitu tegangan termal ini melebihi tegangan patahan material, retakan akan terjadi; retakan akibat pemanasan pada billet tabung dapat berada di permukaan billet tabung atau di dalamnya. Ketika billet tabung dengan retakan akibat pemanasan ditusuk, mudah terbentuk retakan atau lipatan pada permukaan dalam dan luar tabung kasar. Pencegahan: Ketika billet tabung masih pada suhu rendah setelah memasuki tungku pemanas, kecepatan pemanasan yang lebih rendah digunakan. Seiring dengan peningkatan suhu billet tabung, kecepatan pemanasan dapat ditingkatkan sesuai kebutuhan.
Waktu pemanasan dan penahanan billet pipa: Lamanya waktu pemanasan dan penahanan billet pipa berkaitan dengan cacat pemanasan (oksidasi permukaan, dekarburisasi, ukuran butir kasar, pemanasan berlebihan atau bahkan pembakaran berlebihan, dll.). Secara umum, semakin lama pipa dipanaskan pada suhu tinggi, semakin besar kemungkinan terjadinya oksidasi parah, dekarburisasi, pemanasan berlebihan, dan bahkan pembakaran berlebihan pada permukaan, yang dalam kasus parah dapat menyebabkan pipa baja tidak dapat digunakan. Tindakan pencegahan: A. Pastikan pipa dipanaskan secara merata dan sepenuhnya berubah menjadi struktur austenit; B. Karbida harus larut ke dalam butiran austenit; C. Butiran austenit tidak boleh kasar dan kristal campuran tidak boleh muncul; D. Pipa tidak boleh terlalu panas atau terlalu terbakar setelah pemanasan.
Singkatnya, untuk meningkatkan kualitas pemanasan tabung dan mencegah cacat pemanasan, persyaratan berikut umumnya diikuti saat merumuskan parameter proses pemanasan tabung: A. Suhu pemanasan yang akurat untuk memastikan bahwa proses perforasi dilakukan dalam kisaran suhu dengan permeabilitas tabung terbaik; B. Suhu pemanasan yang seragam, berusaha agar perbedaan suhu pemanasan tabung sepanjang arah memanjang dan melintang tidak lebih dari ±10℃; C. Terjadi pembakaran logam yang minimal, selama proses pemanasan, dan tabung harus dicegah dari oksidasi berlebihan, retak permukaan, dan pengikatan. D. Sistem pemanasan harus wajar, dan suhu pemanasan, kecepatan pemanasan, dan waktu pemanasan (waktu penahanan) harus dikoordinasikan secara wajar untuk mencegah tabung menjadi terlalu panas atau bahkan terbakar.
Waktu posting: 29 September 2024