Come raffreddare il tubo di acciaio di grande diametro dopo il processo di tempra

I tubi in acciaio vengono utilizzati per trasportare fluidi e polveri, scambiare calore e realizzare componenti e contenitori meccanici. Inoltre, sono un tipo di acciaio economico. L'utilizzo di tubi in acciaio per realizzare griglie strutturali, pilastri e supporti meccanici può ridurre il peso e risparmiare il 20-40% di metallo, consentendo di realizzare costruzioni meccanizzate e simili a quelle di una fabbrica. L'utilizzo di tubi in acciaio per realizzare ponti autostradali non solo consente di risparmiare acciaio e semplificare la costruzione, ma riduce anche notevolmente l'area rivestita con strati protettivi, con conseguente risparmio sui costi di investimento e manutenzione. I tubi in acciaio di grande diametro presentano una sezione cava la cui lunghezza è molto maggiore del diametro o della circonferenza dell'acciaio. In base alla forma della sezione trasversale, possono essere suddivisi in tubi in acciaio circolari, quadrati, rettangolari e di forme speciali; in base al materiale, possono essere suddivisi in tubi in acciaio strutturale al carbonio, tubi in acciaio strutturale bassolegato, tubi in acciaio legato e tubi in acciaio composito; Tubi in acciaio per apparecchiature termiche, industria petrolchimica, produzione di macchinari, perforazioni geologiche, apparecchiature ad alta pressione, ecc.; In base al processo di produzione, si dividono in tubi di acciaio senza saldatura e tubi di acciaio saldati, tra cui i tubi di acciaio senza saldatura si dividono in laminati a caldo e laminati a freddo (trafilati). Due tipi di tubi di acciaio saldati si dividono in tubi di acciaio saldati a cucitura dritta e tubi di acciaio saldati a cucitura a spirale.

1. Qual è il processo di trattamento termico ditubi in acciaio di grande diametro?
(1) Durante il processo di trattamento termico, la causa della variazione geometrica del tubo d'acciaio di grande diametro è lo stress da trattamento termico. Lo stress da trattamento termico è una questione relativamente complessa. Non è solo la causa di difetti come deformazioni e cricche, ma anche un mezzo importante per migliorare la resistenza alla fatica e la durata dei pezzi.
(2) Pertanto, è molto importante comprendere il meccanismo e la legge di variazione dello stress da trattamento termico e padroneggiare il metodo di controllo dello stress interno. Lo stress da trattamento termico si riferisce allo stress generato all'interno del pezzo a causa dei fattori del trattamento termico (processo termico e processo di trasformazione dei tessuti).
(3) È auto-equilibrato in tutto o in parte il volume del pezzo, quindi è chiamato stress interno. Lo stress da trattamento termico può essere suddiviso in stress di trazione e stress di compressione in base alla natura della sua azione; può essere suddiviso in stress istantaneo e stress residuo in base al suo tempo di azione e può essere suddiviso in stress termico e stress tissutale in base alla causa della sua formazione.
(4) Lo stress termico si forma a causa dell'asincronia delle variazioni di temperatura in varie parti del pezzo durante il processo di riscaldamento o raffreddamento. Ad esempio, per un pezzo solido, la superficie si riscalda sempre più velocemente del nucleo quando viene riscaldato, e il nucleo si raffredda più lentamente della superficie quando viene raffreddato, perché il calore viene assorbito e dissipato attraverso la superficie.
(5) Per i tubi in acciaio di grande diametro che non cambiano composizione e stato organizzativo, quando si trovano a diverse temperature, finché il coefficiente di dilatazione lineare non è uguale a zero, il volume specifico cambierà. Pertanto, durante il processo di riscaldamento o raffreddamento, si verificheranno tensioni reciproche e stress interno. Ovviamente, maggiore è la differenza di temperatura generata nel pezzo, maggiore è lo stress termico.

2. Come raffreddare il tubo d'acciaio di grande diametro dopo il processo di tempra?
(1) Durante il processo di tempra, il pezzo deve essere riscaldato a una temperatura più elevata e raffreddato a una velocità maggiore. Pertanto, durante la tempra, in particolare durante il processo di tempra e raffreddamento, si genererà un notevole stress termico. Quando una sfera d'acciaio con un diametro di 26 mm viene raffreddata in acqua dopo essere stata riscaldata a 700 °C, la variazione di temperatura della superficie e del nucleo si verifica.
(2) Nella fase iniziale del raffreddamento, la velocità di raffreddamento della superficie è significativamente superiore a quella del nucleo e la differenza di temperatura tra la superficie e il nucleo aumenta costantemente. Man mano che il raffreddamento continua, la velocità di raffreddamento della superficie rallenta, mentre quella del nucleo aumenta relativamente. Quando le velocità di raffreddamento della superficie e del nucleo sono quasi uguali, la loro differenza di temperatura raggiunge valori elevati.
(3) Successivamente, la velocità di raffreddamento del nucleo è maggiore di quella della superficie e la differenza di temperatura tra la superficie e il nucleo diminuisce gradualmente fino a quando il nucleo non è completamente raffreddato e anche la differenza di temperatura scompare. Il processo di generazione di stress termico durante il raffreddamento rapido.
(4) Nella fase iniziale del raffreddamento, lo strato superficiale si raffredda rapidamente e inizia a verificarsi una differenza di temperatura tra esso e il nucleo. A causa delle caratteristiche fisiche di dilatazione termica e contrazione a freddo, il volume dello strato superficiale deve essere contratto in modo affidabile, mentre la temperatura del nucleo è elevata e il volume specifico è grande, il che ostacolerà la libera contrazione dello strato superficiale verso l'interno, formando così uno stress termico in cui lo strato superficiale viene allungato e il nucleo viene compresso.
(5) Man mano che il raffreddamento procede, la differenza di temperatura sopra menzionata continua ad aumentare e, di conseguenza, anche lo stress termico risultante aumenta. Quando la differenza di temperatura raggiunge un valore elevato, anche lo stress termico è elevato. Se lo stress termico in questo momento è inferiore al limite di snervamento dell'acciaio alla temperatura corrispondente, non causerà deformazione plastica, ma solo una piccola deformazione elastica.
(6) Con un ulteriore raffreddamento, la velocità di raffreddamento della superficie rallenta e la velocità di raffreddamento del nucleo aumenta di conseguenza, la differenza di temperatura tende a diminuire e lo stress termico diminuisce gradualmente. Al diminuire dello stress termico, anche la deformazione elastica di cui sopra diminuisce di conseguenza.