Ang cold drawing, cold rolling, cold rolling, cold bending, cold expansion, at cold twisting ay lahat ng karaniwang paraan ng pagproseso para sa paggawa ng mga stainless steel pipe o heat-resistant steel pipe para sa mga heat exchanger, atbp. gamit ang stainless steel na seamless/welded steel pipe. Ang mahusay na plasticity ng hindi kinakalawang na asero, lalo na ang austenitic na hindi kinakalawang na asero, ay ginagawang madaling makamit ang cold working (CW) sa itaas; gayunpaman, ang lahat ng malamig na gawaing ito, tulad ng hinang, ay hindi maiiwasang makapinsala sa pagganap ng mga hindi kinakalawang na asero na tubo, lalo na sa corrosion resistance o heat resistance. Ang pag-aalis, pagbabawas, o pagkontrol sa naturang pinsala ay palaging pinagtutuunan ng pansin sa paggawa at kasunod na pagproseso ng mga hindi kinakalawang na asero na tubo. Ang huling solusyon o annealing heat treatment bago ang paghahatid ay ang pinakamabisang paraan upang maalis ang mga nakakapinsalang epekto ng malamig na pagtatrabaho sa itaas. Gayunpaman, ang pamamaraang ito, sa isang banda, ay nangangailangan ng mataas na temperatura na pag-init at paggamot sa pag-aatsara, na makabuluhang tataas ang gastos sa pagmamanupaktura at ikot ng produksyon. Bilang karagdagan, mayroon ding mga problema tulad ng paglabas, paggamot, at pagsusuri ng basurang gas at wastewater tulad ng acid mist. Samakatuwid, inalis ng ilang mga tagagawa ang prosesong ito upang mabawasan ang mga gastos o matugunan ang mga deadline. Ang ilang mga gumagamit ay bumili ng mga naturang produkto upang makatipid ng pera, na lubhang hindi matalino at hindi kumikita. Sa kabilang banda, maaaring mahirap ipatupad ang prosesong ito para sa ilang partikular na produkto o kundisyon ng aplikasyon. Samakatuwid, ang pagkontrol sa antas ng malamig na pagtatrabaho (cold working deformation) at pagsasagawa ng lokal na low-temperature na stress relief annealing ay naging dalawang iba pang praktikal na paraan upang bawasan o kontrolin ang mga nakakapinsalang epekto nito, ngunit ang kanilang mga kondisyon sa aplikasyon, kabilang ang pagkakaiba sa mga uri ng bakal, ay kontrobersyal pa rin.
1. Pinsala at pag-aalis ng malamig na pagtatrabaho sa pagganap ng mga hindi kinakalawang na asero na tubo
1.1 Ang pinsala sa pagganap ng mga hindi kinakalawang na asero na tubo sa pamamagitan ng malamig na pagtatrabaho na natamo ng plastic deformation sa temperatura ng silid ay magdudulot ng malamig na pagtigas ng trabaho, iyon ay, ang katigasan at lakas ng materyal na pagtaas, at ang orihinal na plasticity ng materyal ay bahagyang o ganap na nawala, at ito ay hindi maaaring hindi makapinsala sa corrosion resistance o heat resistance ng materyal.
1.2 Mga paraan upang maalis ang pinsala
Ang pangwakas na solusyon sa heat treatment ng austenitic at duplex stainless steel pipe bago ang paghahatid, at ang huling annealing heat treatment ng ferritic stainless steel pipe bago ang paghahatid, ay lahat ay naglalayong epektibong alisin ang pinsala sa pagganap na dulot ng nabanggit na malamig na pagtatrabaho at welding at iba pang mainit na pagtatrabaho. Ito ang dahilan kung bakit ang mga pamantayan ng stainless steel pipe ng karamihan sa mga bansa, lalo na ang European unified stainless steel pipe standards, ay nagsasaad na ang lahat ng stainless steel na seamless pipe ay dapat ibigay sa isang solidong solusyon o annealed state. Ang mga domestic user ay nag-ulat na ang 316L austenitic stainless steel na walang seamless na mga tubo ay makikitang may pitting corrosion sa sandaling ibabad ang mga ito sa tubig-dagat (316L ay hindi isang perpektong materyal para sa seawater corrosion o soaking, ngunit ito ay hindi normal na makahanap ng pitting corrosion pagkatapos ng isang soaking). Ang panghuling solusyon sa paggamot o hindi sapat na paggamot ay malamang na isang "murang produkto". Ang pangwakas na solusyon o annealing heat treatment ay isang napakahalaga at kailangang-kailangan na proseso sa paggawa ng hindi kinakalawang na asero na walang tahi na mga tubo.
2. Malamig na baluktot at nakakatanggal ng stress na paggamot sa init ng mga hindi kinakalawang na asero na tubo
Ang malamig na bending ay isang karaniwang paraan ng pagpoproseso ng malamig para sa mga stainless steel pipe, na maaaring kumpletuhin ng mga tagagawa ng pipe ng bakal, mga gumagamit, o mga propesyonal na tagagawa ng pipe fitting. Magsagawa man o hindi ng stress relief heat treatment pagkatapos ng malamig na bending at kung paano magsagawa ng heat treatment ay kadalasang punto ng pagtatalo sa pagitan ng mga manufacturer o user sa mga order. Ang isyung ito ay itinakda sa mga banyagang pamantayan ng pipeline, ngunit mayroon talagang ilang mga punto na dapat pag-usapan.
2.1 Malamig na baluktot at nakakatanggal ng stress na paggamot sa init ng mga hindi kinakalawang na asero na tubo
Ang malamig na bending ay isang karaniwang paraan ng pagpoproseso ng malamig para sa mga stainless steel pipe, na maaaring kumpletuhin ng mga tagagawa ng pipe ng bakal, mga gumagamit, o mga propesyonal na tagagawa ng pipe fitting. Magsagawa man o hindi ng stress relief heat treatment pagkatapos ng malamig na bending at kung paano magsagawa ng heat treatment ay kadalasang punto ng pagtatalo sa pagitan ng mga manufacturer o user sa mga order. Ang isyung ito ay itinakda sa mga banyagang pamantayan ng pipeline, ngunit mayroon talagang ilang mga punto na dapat pag-usapan.
2.2 Para sa mga application na lumalaban sa mga cyclic load o stress corrosion environment
Tungkol sa mga application na lumalaban sa cyclic load o stress corrosion environment, bahagyang naiiba ang mga regulasyon ng European at American standards. Ang pamantayang Amerikano ay nagsasaad na para sa mga materyales na may mga kinakailangan sa pagsubok sa epekto, ang stress relief o solid solution na paggamot ay dapat gawin kapag ang maximum na kalkuladong pagpapahaba ng fiber ay 5% pagkatapos ng baluktot o kapag may iba pang mga kinakailangan. Ang mga hugis-U na tubo na ginagamit sa mga heat exchanger gaya ng mga feedwater heater at condenser sa mga power plant na nagtatrabaho sa high-temperature at high-pressure water/steam media ay sensitibo sa stress corrosion cracking dahil sa chloride ions at oxygen content sa medium. Samakatuwid, ang dalawa (ang nag-iisang nasa mundo) na American ASTMA688/A688M at A803/A803M na mga pamantayan para sa stainless steel na seamless at welded steel pipe para sa mga feedwater heater, at ang JISG3463 standard ng Japan para sa stainless steel pipe para sa mga boiler at heat exchanger ay nagsasaad na ang mga user ay maaaring humiling na ang U-shaped na paggamot sa mga tubo ay dapat na napapailalim sa lokal na pagpapagaan ng stress. Ang French nuclear reactor manufacturing standard na RCC-M3319 ay nagsasaad na ang mga hugis-U na tubo ay dapat pumasa sa MgCl2 stress corrosion test pagkatapos ng baluktot upang matukoy kung ang stress relief heat treatment ay kinakailangan pagkatapos ng baluktot.
3. Twisted tubes at twisted heat exchangers
Ang isang heat exchanger na binubuo ng mga twisted tubes (twisted cold-worked tubes, TwistedTube) ay ginagamit sa ibang bansa. Ang mga katangian nito ay ang isang solong steel tube ay pinaikot sa 60° bawat pitch, at 7 steel tubes ang bumubuo ng twisted heat exchanger unit. Sinasabi na ang mga bentahe nito ay compact na istraktura, mataas na thermal efficiency, at maaaring mabawasan ang patay na zone ng panlabas na pagwawalang-kilos ng daloy. Ito ay isang perpektong istraktura para sa mga exchanger ng init sa makitid na mga puwang. Ang pagkalkula at pagsusuri ay nagpapakita na ang plastic deformation na nabuo sa pamamagitan ng twisting cold working ay 4%~14% lamang, at ang working temperature nito ay hindi hihigit sa 540℃. Ayon sa mga probisyon ng "ASME Boiler at Pressure Vessel Code", hindi kinakailangan ang stress relief annealing. Gayunpaman, pagkatapos ng pagsubok ng kaagnasan ng stress ayon sa pamantayan ng ASTMG36, napatunayan na ang 316 at 321 na austenitic na hindi kinakalawang na asero na mga twisted tube ay dapat na sumailalim sa stress relief annealing o solution annealing upang makakuha ng mahusay na stress corrosion resistance, at ang pagganap ng 321 stainless steel pipe ay mas mahusay kaysa sa 316 stainless steel pipe.
4. Duplex stainless steel twisted tubes at U-tubes
Ang mga resulta ng pagsusulit sa ibang bansa ay nagpakita na hindi angkop na magsagawa ng stress relief annealing sa duplex stainless steel twisted tubes o U-tubes. Ang kasalukuyang mga resulta ng pagsubok ay nangangailangan ng R≥5.33d0 para sa 2205 duplex stainless steel pipe, ngunit R≥1.5d0 para sa 2507 super duplex stainless steel pipe. Ang mga dahilan ay: ① Ang duplex na hindi kinakalawang na asero ay may mahusay na panlaban sa pitting at stress corrosion, at kung mas mataas ang pitting equivalent PRE value, mas maganda ang stress corrosion resistance ng materyal. ② Ang lokal na low-temperature na stress relief annealing ay makakaapekto sa phase equilibrium at intermetallic compounds ng matrix, iyon ay, ang pag-ulan ng mga brittle phase ay magdudulot ng mas malaking pinsala sa corrosion resistance. Ang mga resulta ng pananaliksik na ito ay nagpapakita na ang duplex stainless steel pipe ay maaaring isang mas angkop na materyal para sa mga heat exchanger, at ito rin ang batayan para sa mga pamantayan ng American Welding Society at ASMEB31.3 na maging lubhang maingat tungkol sa kanilang mga regulasyon sa paggamot sa init.
5. Paraan ng pagsusubo para sa pagtanggal ng stress ng mga hugis-U na tubo
Ang parehong domestic at foreign na pamamaraan ay gumagamit ng resistance heating o lokal na pag-init sa furnace para magsagawa ng lokal na stress relief annealing sa mga U-shaped tubes, ngunit kung aling paraan ang mas epektibo o makatwiran ang madalas na pinagtutuunan ng kontrobersya. Ang pinakabagong mga resulta ng pananaliksik sa Estados Unidos ay nagpapakita na ang pag-init ng paglaban ay isang mas makatwiran at epektibong paraan. Ang mga dahilan ay ang mga sumusunod: ① Ang power frequency alternating current ay maaaring direktang ipasok mula sa hugis-U na tube cutting point na 250mm ang layo sa pamamagitan ng clamping electrode, at ang baluktot na tube section ay maaaring magpainit sa 1010~1065℃ sa maikling panahon (mga 10s), na may napakababang pagkonsumo ng enerhiya; ② Ang optical pyrometer ay maaaring gamitin upang awtomatikong kontrolin ang temperatura ng heating zone; ③ Ang panloob na dingding ay puno ng Ar gas upang epektibong maiwasan ang oksihenasyon; ④ Pagkatapos ng pag-init, ang forced air cooling ay maaaring gamitin upang mabilis na lumamig hanggang sa ibaba 425 ℃ sa loob ng 2~3min, na nagpapakita ng dilaw o mapusyaw na asul, manipis at siksik na oxide film, na maaaring matugunan ang mataas na standard na mga kinakailangan sa paggamit nang walang pag-aatsara.
6. Konklusyon
(1) Ang malamig na pagproseso tulad ng malamig na pagguhit at malamig na pag-roll ay magdudulot ng malamig na hardening ng hindi kinakalawang na asero, lalo na ang austenitic na hindi kinakalawang na asero, at mag-udyok sa dislokasyon ng sala-sala, pagbabagong-anyo ng martensitic phase, pag-ulan ng carbide, pagtaas ng magnetism, at natitirang stress, sa gayon ay binabawasan ang resistensya ng kaagnasan nito. Ang pagsusubo o solusyon sa init na paggamot pagkatapos ng malamig na pagtatrabaho ay maaaring epektibong maalis ang mga masamang epektong ito; samakatuwid, ang austenitic stainless steel seamless pipe at deep cold processed stainless steel welded pipe ay dapat ibigay sa isang solusyon o annealed state upang epektibong matiyak ang kanilang corrosion resistance.
(2) Bilang karagdagan sa stress corrosion cracking at mga kondisyon sa kapaligiran kung saan may panganib ng corrosion fatigue dahil sa alternating stress, ang pagkontrol sa antas ng cold working ay isa pang paraan upang maiwasan ang masamang epekto nito. Ito ay lalong mahalaga para sa lokal na malamig na trabaho tulad ng malamig na baluktot at malamig na pagpapalawak, na mahirap i-anneal. Hangga't ang cold bending radius ng austenitic stainless steel pipe ay kinokontrol na hindi bababa sa 1.5d0, at ang cold bending radius ng ferritic at duplex stainless steel pipe ay mas malaki sa 2.5d0, sa pangkalahatan ay hindi kinakailangan na magsagawa ng stress relief annealing pagkatapos ng malamig na bending.
(3) Para sa mga bend na nangangailangan ng resistensya sa stress corrosion cracking, gaya ng U-shaped austenitic stainless steel bends para sa mga heat exchanger na gumagana sa ilalim ng mataas na temperatura at high-pressure na tubig o mga kondisyon ng singaw, ang epektibong stress relief annealing ay dapat isagawa pagkatapos ng malamig na bending anuman ang laki ng cold bending radius.
Ang (4) 06Cr19Ni11Ti (321) na hindi kinakalawang na asero ay may mas mahusay na panlaban sa stress corrosion crack kaysa sa 316L at ito ay isang mas angkop na austenitic steel pipe na materyal para sa U-tube heat exchangers. Ang mga duplex na hindi kinakalawang na asero na U-tube ay hindi angkop o hindi dapat isailalim sa lokal na stress relief annealing pagkatapos ng malamig na baluktot o pag-twist.
(5) Ang mga cold twisted stainless steel pipe ay maaaring bumuo ng bagong uri ng heat exchanger na may compact na istraktura at mas mataas na heat exchange efficiency, na nararapat sa pagtuklas ng pansin at pagbuo ng mga kaugnay na disenyo at mga departamento ng aplikasyon.
(6) Ang mga duplex na hindi kinakalawang na asero na U-tube ay hindi angkop o hindi dapat isailalim sa lokal na stress relief annealing pagkatapos ng malamig na baluktot o pag-twist.
(7) Ang pag-init ng paglaban ay isang lokal na paraan ng paggamot sa init na pampaluwag ng stress na mas nakakatipid sa enerhiya at nakakatipid ng oras kaysa sa hindi direktang pag-init sa hurno na madaling maisakatuparan ang awtomatikong kontrol, at dapat isulong bilang priyoridad.
(8) Ang European at American pipeline standards (ASMEB31.1-2012, ASMEB31.3-2012, BSEN13480-4:2012) ay may ilang na-update at detalyadong regulasyon sa heat treatment ng mga stainless steel pipe pagkatapos ng malamig/mainit na pagbubuo, na nararapat ng mataas na atensyon.
Oras ng post: Nob-06-2024