1. Boru kütüklerinin kalite kusurları ve bunların önlenmesi.
Dikişsiz çelik boru üretiminde kullanılan boru kütükleri, sürekli döküm yuvarlak boru kütükleri, haddelenmiş (dövülmüş) yuvarlak boru kütükleri, santrifüj döküm yuvarlak içi boş boru kütükleri veya çelik külçeler olabilir. Gerçek üretim sürecinde, düşük maliyetleri ve iyi yüzey kaliteleri nedeniyle ağırlıklı olarak sürekli döküm yuvarlak boru kütükleri kullanılır.
1.1 Boru kütüklerinin görünüm, şekil ve yüzey kalitesi kusurları.
1.1.1 Görünüm şekil kusurları: Yuvarlak boru kütükleri için, boru kütüklerinin görünüm şekil kusurları esas olarak boru kütüklerinin çapı ve ovalitesi, uç yüzey kesim pah toleransı vb. unsurları içerir. Çelik külçeler için, boru kütüklerinin görünüm şekil kusurları esas olarak çelik külçe kalıbının aşınması nedeniyle çelik külçenin yanlış şekli vb. unsurları içerir.
Yuvarlak boru çapı ve ovalitesinde tolerans dışı durumlar: Uygulamada genel olarak, boru delinirken, delme başlığından önceki basınç azalma oranının, delinen ham borunun içe doğru katlanma miktarıyla orantılı olduğuna inanılır. Başlığın basınç azalma oranı ne kadar büyük olursa, borunun delik boşluğunun erken oluşma olasılığı o kadar artar ve ham boru iç yüzey çatlaklarına daha yatkın hale gelir. Normal üretimde, delme makinesinin delik tipi parametreleri, borunun nominal çapına ve ham borunun dış çapına ve duvar kalınlığına göre belirlenir. Delik tipi ayarlanırken, borunun dış çapı pozitif toleransı aşarsa, başlığın önündeki basınç azalma oranı artar ve delinen ham boruda içe doğru katlanma kusuru oluşur; borunun dış çapı negatif toleransı aşarsa, başlığın önündeki basınç azalma oranı azalır ve borunun ilk ısırma noktası boğaza doğru hareket eder, bu da delme işlemini zorlaştırır. Ovalite toleransının dışında olması: Borunun ovalitesi düzensiz olduğunda, delme deformasyon bölgesine girdikten sonra boru dengesiz bir şekilde dönecek ve silindir borunun yüzeyini çizecek, bu da ham boruda yüzey kusurlarına yol açacaktır. Yuvarlak boru kütüğünün uç yüzeyinin eğimi tolerans dışıdır: Boru kütüğünün ön ucunun duvar kalınlığı düzensizdir. Bunun temel nedeni, boru kütüğünde merkezleme deliği olmadığında, delme işlemi sırasında tapa boru kütüğünün uç yüzeyiyle temas etmesidir. Boru kütüğünün uç yüzeyindeki büyük eğim nedeniyle, tapanın ucu boru kütüğünün merkezine kolayca hizalanamaz, bu da ham boru uç yüzeyinin duvar kalınlığının düzensiz olmasına neden olur.
1.1.2 Yüzey kalitesi kusurları (sürekli döküm yuvarlak boru kütüğü): Boru kütüğü yüzeyindeki çatlaklar: boyuna çatlaklar, enine çatlaklar, ağsı çatlaklar. Boyuna çatlakların nedenleri:
A. Meme ve kristalleştiricinin yanlış hizalanmasından kaynaklanan sapma akışı, boru kütüğünün katılaşmış kabuğunu aşındırır; B. Koruyucu cürufun erime özelliği zayıftır, sıvı cüruf tabakası çok kalın veya çok incedir, bu da cüruf filminin düzensiz kalınlığına ve boru kütüğünün yerel katılaşmış kabuğunun çok ince olmasına neden olur. C. Kristalizasyon sıvısı seviyesindeki dalgalanma (sıvı seviyesi dalgalanması ± 10 mm'den büyük veya eşit olduğunda, çatlak oluşum oranı yaklaşık %30'dur); D. Çelikteki P ve S içeriği (P > %0,017, S > %0,027 olduğunda, boyuna çatlaklar artma eğilimindedir); E. Çelikteki C %0,12-%0,17 olduğunda, boyuna çatlaklar artma eğilimindedir.
Önleyici tedbirler: A. Meme ve kristalleştiricinin hizalı olduğundan emin olun; B. Kristalleştirme sıvısı seviyesindeki dalgalanma sabit olmalıdır; C. Uygun bir kristalleştirme konik ucu kullanın; D. Mükemmel performansa sahip koruyucu cüruf seçin; E. Sıcak üst kristalleştirici kullanın.
Enine çatlakların nedenleri: A. Çok derin titreşim izleri enine çatlakların ana nedenidir; B. Çelikteki (niyobyum, alüminyum) içeriğinin artması tetikleyici nedendir. C. Boru kütüğü 900-700℃ sıcaklıkta doğrultulur. D. İkincil soğutma yoğunluğu çok fazladır.
Önleyici tedbirler:
A. Kristalleştirici, külçenin iç yay yüzeyindeki titreşim izlerinin derinliğini azaltmak için yüksek frekans ve küçük genlik kullanır; B. İkincil soğutma bölgesi, doğrultma sırasında yüzey sıcaklığının 900 derecenin üzerinde olmasını sağlamak için kararlı bir zayıf soğutma sistemi kullanır. C. Kristalleştirme sıvısının yüzeyini sabit tutun; D. İyi yağlama özelliğine ve düşük viskoziteye sahip koruyucu cüruf kullanın.
Yüzey ağ çatlaklarının nedenleri: A. Yüksek sıcaklıktaki külçe, kristalleştiricinin bakırını emer ve bakır sıvı hale gelerek östenit tane sınırları boyunca sızar; B. Çelikteki artık elementler (bakır, kalay vb.) borunun yüzeyinde kalır ve tane sınırları boyunca sızar;
Önleyici tedbirler: A. Yüzey sertliğini artırmak için kristalleştiricinin yüzeyine krom kaplama; B. Uygun miktarda ikincil soğutma suyu kullanımı; C. Çelikteki artık elementlerin kontrolü; D. Mn/S değerinin Mn/S ﹥ 40 olmasını sağlayacak şekilde kontrol edilmesi. Genel olarak, borunun yüzey çatlak derinliği 0,5 mm'yi geçmediğinde, çatlağın ısıtma işlemi sırasında oksitleneceği ve çelik boruda yüzey çatlaklarına neden olmayacağı düşünülmektedir. Boru kütüğünün yüzeyindeki çatlaklar ısıtma işlemi sırasında ciddi şekilde oksitleneceğinden, çatlaklara genellikle haddelemeden sonra oksidasyon parçacıkları ve dekarbürizasyon eşlik eder.
Tüp şeklinde kemik izi ve kalın deri:
Nedenler: Erimiş çeliğin sıcaklığının çok düşük olması, erimiş çeliğin çok viskoz olması, nozulun tıkalı olması, enjeksiyon akışının sapması vb. Boru kütüğünün yüzeyindeki çizikler ve kalın kabuklanmadan kaynaklanan çelik boru dış katlanması, boru haddelemesi sırasında oluşan ham borunun çizik ve dış katlanma kusurlarından farklıdır. Çok belirgin oksidasyon özelliklerine sahiptir, oksidasyon parçacıkları ve şiddetli dekarbürizasyon eşlik eder ve kusur bölgesinde demir oksit bulunur.
Boru kütüğü gözenekleri: Genellikle, erimiş çeliğin dökümü sırasında yüzey altı kabarcıklarının patlaması nedeniyle boru kütüğünün yüzeyinde bazı küçük gözenekler oluşur. Boru kütüğü haddelendikten sonra, çelik borunun yüzeyinde küçük bir "uçan deri" oluşur.
Boru kütüğündeki çukurlar ve oluklar:
Boru kütüğündeki çukur ve olukların nedenleri: Bir yandan, dökümün kristalleşme süreci sırasında, kristalleştiricinin büyük konikliği veya ikincil soğutma bölgesinin düzensiz soğutulmasıyla ilgili olarak oluşabilir; diğer yandan, döküm kütüğü tamamen soğutulmamışken, boru kütüğünün yüzeyinde mekanik hasar veya çizikler nedeniyle oluşabilir. Delinmeden sonra, pürüzlü borunun yüzeyinde kıvrımlar veya izler (çukurlar) ve büyük dış kıvrımlar (oluklar) oluşur.
Boru kütüğünün "kulakları": Esas olarak, merdane aralığının (sürekli döküm makinesinin doğrultma merdanesi ile haddehanenin haddeleme merdanesi) kapanmamasından kaynaklanır. Boru kütüğü doğrultulurken veya haddelenirken, doğrultma merdanesi veya haddeleme merdanesi çok fazla bastırılır veya merdane aralığı çok küçük olur. Bu, çok fazla geniş metalin merdane aralığına girmesine neden olur. Delinme işleminden sonra, ham borunun yüzeyinde spiral şeklinde bir dış kıvrım oluşur. Boru kütüğünün yüzey kusurunun türü ne olursa olsun, boru haddeleme işlemi sırasında çelik borunun yüzeyinde kusurlar oluşması mümkündür. Ciddi durumlarda, haddelenmiş çelik boru hurdaya çıkarılır. Bu nedenle, boru kütüğünün yüzey kalitesinin kontrolünün ve yüzey kusurlarının giderilmesinin güçlendirilmesi gereklidir. Sadece standart gereksinimleri karşılayan boru kütükleri boru haddeleme üretimine alınabilir.
1.2 Tüp kütüklerinin düşük güçteki organizasyonel kusurları:
Boru kütüklerinde görülen yüzey altı kabarcıkları: Oluşum nedenleri, erimiş çeliğin yetersiz deoksidasyonu ve erimiş çelikteki gaz içeriğidir (özellikle hidrojen). Bu durum, boru kütüklerinde yüzey altı kabarcıklarının oluşmasında da önemli bir nedendir. Bu kusur, delme veya haddeleme işleminden sonra çelik borunun dış yüzeyinde "tırnak" benzeri bir şekil oluşturan, düzensiz bir yapı oluşturur. Şiddetli vakalarda, çelik borunun dış yüzeyini tamamen kaplar. Bu tür kusurlar küçük ve sığdır ve taşlama ile giderilebilir.
Boru kütüklerinde yüzey altı çatlakları: Oluşumun ana nedeni, sürekli döküm yuvarlak boru kütüğünün yüzey tabakasının sıcaklığının tekrar tekrar değişmesi ve çoklu faz değişimlerinden sonra oluşmasıdır. Genellikle herhangi bir kusur oluşmaz ve eğer oluşursa, hafif bir dış kıvrımdır.
Boru kütüklerinde orta ve merkez çatlaklar: Sürekli döküm yuvarlak boru kütüğünün orta ve merkez çatlakları, dikişsiz çelik borunun iç katlanmasının ana nedenleridir. Çatlakların nedenleri çok karmaşıktır ve katılaşma ısı transferi, penetrasyon ve kütüğün gerilmesinin etkilerini içerir, ancak genel olarak, ikincil soğutma bölgesindeki kütüğün katılaşma süreci tarafından kontrol edilirler.
Boru kütüklerinde gevşeklik ve büzülme delikleri: Esas olarak katılaşma işlemi sırasında kütüğün gelişmiş tane etkisinden kaynaklanır; sıvı metalin hareketi, katılaşma yönünde soğumadan kaynaklanan büzülmeye dayanır. Sürekli döküm yuvarlak boru kütüğünde gevşeklik ve büzülme delikleri varsa, eğik haddeleme ve delme işleminden sonra ham borunun kalitesini çok fazla etkilemez.
1.3 Boru kütüğünün mikro yapısal kusurları: yüksek büyütme veya elektron mikroskobu
Boru kütüğünün bileşimi ve yapısı düzensiz olduğunda ve ciddi ayrışma meydana geldiğinde, haddeleme sonrası çelik boru ciddi bir bantlı yapı sergiler; bu da çelik borunun mekanik ve korozyon özelliklerini etkiler ve performansının gereksinimleri karşılamamasına neden olur. Boru kütüğündeki yabancı madde içeriği çok fazla olduğunda, bu sadece çelik borunun performansını etkilemekle kalmaz, aynı zamanda üretim sürecinde çelik boruda çatlaklara da neden olabilir.
Etkenler: Çelikteki zararlı elementler, boru kütüğünün bileşimi ve ayrışması ile boru kütüğündeki metalik olmayan kalıntılar.
2. Boru kütüğünün ısıtma kusurları: Sıcak haddelenmiş dikişsiz çelik boru üretiminde, boru kütüğünden nihai çelik boruya kadar genellikle iki ısıtma işlemi gereklidir: boru kütüğünün delinmesinden önce ısıtma ve haddelemeden sonra boyutlandırmadan önce ham borunun yeniden ısıtılması. Soğuk haddelenmiş çelik boru üretiminde ise, çelik borunun artık gerilimini gidermek için ara tavlama gereklidir. Her ısıtma işleminin amacı ve kullanılan fırın farklı olsa da, her ısıtma işleminin işlem parametreleri ve ısıtma kontrolü uygun değilse, boru kütüğünde (çelik boruda) ısıtma kusurları oluşacak ve çelik borunun kalitesini etkileyecektir. Boru kütüğünün delinmeden önce ısıtılmasının amacı, çeliğin plastisitesini iyileştirmek, çeliğin deformasyon direncini azaltmak ve haddelenmiş boru için iyi bir metalografik yapı sağlamaktır. Kullanılan ısıtma fırınları halkalı, yürüyen kirişli ısıtma fırınları, eğimli tabanlı ısıtma fırınları ve araba tabanlı ısıtma fırınlarıdır. Ham borunun boyutlandırmadan önce yeniden ısıtılmasının amacı, ham borunun sıcaklığını artırmak ve eşitlemek, plastisitesini iyileştirmek, metalografik yapıyı kontrol etmek ve çelik borunun mekanik özelliklerini sağlamaktır. Isıtma fırınları başlıca yürüyen kirişli yeniden ısıtma fırınları, sürekli silindirli tabanlı yeniden ısıtma fırınları, eğimli tabanlı yeniden ısıtma fırınları ve elektrikli indüksiyonlu yeniden ısıtma fırınlarını içerir. Soğuk haddeleme işlemi sırasında çelik boru tavlama ısıl işleminin amacı, çelik borunun soğuk işlenmesinden kaynaklanan iş sertleşmesi olgusunu ortadan kaldırmak, çeliğin deformasyon direncini azaltmak ve çelik borunun sürekli işlenmesi için koşullar yaratmaktır. Tavlama ısıl işlemi için kullanılan ısıtma fırınları başlıca yürüyen kirişli ısıtma fırınları, sürekli silindirli tabanlı ısıtma fırınları ve araba tabanlı ısıtma fırınlarını içerir. Boru kütüğünün ısıtılmasının yaygın kusurları arasında boru kütüğünün (çelik boru) düzensiz ısıtılması (genellikle yin ve yang yüzeyi olarak bilinir), oksidasyon, dekarbürizasyon, ısıtma çatlakları, aşırı ısınma ve aşırı yanma bulunur. Boru kütüğünün ısıtma kalitesini etkileyen başlıca faktörler şunlardır: ısıtma sıcaklığı, ısıtma hızı, ısıtma ve bekleme süresi ve fırın atmosferi.
Boru kütüğünün ısıtma sıcaklığı: esas olarak çok düşük veya çok yüksek sıcaklık ya da düzensiz ısıtma sıcaklığı olarak kendini gösterir. Çok düşük sıcaklık, çeliğin deformasyon direncini artırır ve plastisitesini azaltır. Özellikle ısıtma sıcaklığı, çeliğin metalografik yapısının tamamen östenit tanelerine dönüşmesini sağlayamadığında, sıcak haddeleme sırasında boru kütüğünün çatlama eğilimi artar. Sıcaklık çok yüksek olduğunda, boru kütüğünün yüzeyi şiddetli oksidasyona, dekarbürizasyona ve hatta aşırı ısınmaya veya aşırı yanmaya maruz kalır.
Boru kütüğünün ısıtma hızı: Boru kütüğünün ısıtma hızı, boru kütüğünde oluşan ısıtma çatlaklarıyla yakından ilişkilidir. Isıtma hızı çok yüksek olduğunda, boru kütüğünde ısıtma çatlakları kolayca oluşur. Bunun temel nedeni şudur: Boru kütüğünün yüzey sıcaklığı yükseldiğinde, boru kütüğünün içindeki metal ile yüzeydeki metal arasında sıcaklık farkı oluşur ve bu da metalin tutarsız termal genleşmesine ve termal gerilime neden olur. Bu termal gerilim malzemenin kırılma gerilimini aştığında çatlaklar oluşur; boru kütüğünün ısıtma çatlakları boru kütüğünün yüzeyinde veya içinde olabilir. Isıtma çatlakları olan boru kütüğü delindiğinde, pürüzlü borunun iç ve dış yüzeylerinde çatlaklar veya kıvrımlar oluşması kolaydır. Önlem: Boru kütüğü ısıtma fırınına girdikten sonra hala düşük sıcaklıktayken, daha düşük bir ısıtma hızı kullanılır. Boru kütüğünün sıcaklığı arttıkça, ısıtma hızı buna göre artırılabilir.
Boru kütüğünün ısıtma ve bekleme süreleri: Boru kütüğünün ısıtma ve bekleme süreleri, ısıtma kusurlarıyla (yüzey oksidasyonu, dekarbürizasyon, iri tane boyutu, aşırı ısınma veya hatta aşırı yanma vb.) ilişkilidir. Genel olarak, boru ne kadar uzun süre yüksek sıcaklıkta ısıtılırsa, yüzeyde ciddi oksidasyon, dekarbürizasyon, aşırı ısınma ve hatta aşırı yanma olasılığı o kadar artar; bu da ciddi durumlarda çelik borunun hurdaya çıkarılmasına neden olabilir. Önleyici tedbirler: A. Borunun eşit şekilde ısıtıldığından ve tamamen östenit yapısına dönüştüğünden emin olunmalıdır; B. Karbürler östenit tanelerine çözünmelidir; C. Östenit taneleri iri olmamalı ve karışık kristaller oluşmamalıdır; D. Boru, ısıtıldıktan sonra aşırı ısınmamalı veya aşırı yanmamalıdır.
Özetle, borunun ısıtma kalitesini iyileştirmek ve ısıtma kusurlarını önlemek için, borunun ısıtma proses parametreleri formüle edilirken genellikle aşağıdaki gereksinimler izlenir: A. Borunun en iyi geçirgenliğe sahip sıcaklık aralığında delme işleminin gerçekleştirilmesini sağlamak için doğru ısıtma sıcaklığı; B. Borunun boyuna ve enine yönlerindeki ısıtma sıcaklığı farkının ±10℃'den fazla olmamasına özen gösterilerek, homojen ısıtma sıcaklığı; C. Isıtma işlemi sırasında metal yanması en aza indirilmeli ve borunun aşırı oksidasyon, yüzey çatlakları ve yapışması önlenmelidir. D. Isıtma sistemi makul olmalı ve boru boşluğunun aşırı ısınmasını veya hatta aşırı yanmasını önlemek için ısıtma sıcaklığı, ısıtma hızı ve ısıtma süresi (bekleme süresi) makul bir şekilde koordine edilmelidir.
Yayın tarihi: 29 Eylül 2024