Ống thép được sử dụng để vận chuyển chất lỏng và bột, trao đổi nhiệt và chế tạo các bộ phận cơ khí và thùng chứa, hơn nữa, nó là một loại thép kinh tế. Sử dụng ống thép để làm khung kết cấu xây dựng, cột và giá đỡ cơ khí có thể giảm trọng lượng và tiết kiệm 20-40% kim loại, và có thể hiện thực hóa việc xây dựng theo kiểu nhà máy và cơ giới hóa. Việc sử dụng ống thép để làm cầu đường cao tốc không chỉ tiết kiệm thép và đơn giản hóa việc xây dựng mà còn giảm đáng kể diện tích phủ lớp bảo vệ, tiết kiệm chi phí đầu tư và bảo trì. Ống thép đường kính lớn có tiết diện rỗng với chiều dài lớn hơn nhiều so với đường kính hoặc chu vi của thép. Theo hình dạng mặt cắt ngang, nó có thể được chia thành ống thép tròn, vuông, chữ nhật và ống thép hình dạng đặc biệt; theo vật liệu, nó có thể được chia thành ống thép kết cấu cacbon, ống thép kết cấu hợp kim thấp, ống thép hợp kim và ống thép composite; Ống thép được sử dụng cho thiết bị nhiệt, công nghiệp hóa dầu, sản xuất máy móc, khoan địa chất, thiết bị áp suất cao, v.v. Theo quy trình sản xuất, chúng được chia thành ống thép liền mạch và ống thép hàn, trong đó ống thép liền mạch được chia thành hai loại: cán nóng và cán nguội (kéo), ống thép hàn được chia thành ống thép hàn đường thẳng và ống thép hàn đường xoắn ốc.
1. Quá trình xử lý nhiệt củaống thép đường kính lớn?
(1) Trong quá trình xử lý nhiệt, nguyên nhân gây ra sự thay đổi hình học của ống thép đường kính lớn là ứng suất xử lý nhiệt. Ứng suất xử lý nhiệt là một vấn đề tương đối phức tạp. Nó không chỉ là nguyên nhân gây ra các khuyết tật như biến dạng và nứt mà còn là một phương tiện quan trọng để cải thiện độ bền mỏi và tuổi thọ của phôi.
(2) Do đó, việc hiểu rõ cơ chế và quy luật thay đổi của ứng suất xử lý nhiệt và nắm vững phương pháp kiểm soát ứng suất bên trong là rất quan trọng. Ứng suất xử lý nhiệt đề cập đến ứng suất được tạo ra bên trong phôi do các yếu tố xử lý nhiệt (quá trình nhiệt và quá trình biến đổi mô).
(3) Nó tự cân bằng trong toàn bộ hoặc một phần thể tích của phôi, vì vậy nó được gọi là ứng suất bên trong. Ứng suất xử lý nhiệt có thể được chia thành ứng suất kéo và ứng suất nén theo bản chất tác dụng của nó; nó có thể được chia thành ứng suất tức thời và ứng suất dư theo thời gian tác dụng của nó và có thể được chia thành ứng suất nhiệt và ứng suất mô theo nguyên nhân hình thành của nó.
(4) Ứng suất nhiệt được hình thành do sự không đồng bộ của sự thay đổi nhiệt độ ở các phần khác nhau của phôi trong quá trình nung nóng hoặc làm nguội. Ví dụ, đối với một phôi rắn, bề mặt luôn nóng lên nhanh hơn lõi khi nung nóng và lõi nguội đi chậm hơn bề mặt khi làm nguội vì nhiệt được hấp thụ và tản ra qua bề mặt.
(5) Đối với các ống thép đường kính lớn không thay đổi về thành phần và trạng thái tổ chức, khi chúng ở các nhiệt độ khác nhau, miễn là hệ số giãn nở tuyến tính không bằng không, thể tích riêng sẽ thay đổi. Do đó, trong quá trình gia nhiệt hoặc làm nguội, sẽ có lực căng tương hỗ và ứng suất bên trong. Rõ ràng, chênh lệch nhiệt độ sinh ra trong phôi càng lớn thì ứng suất nhiệt càng lớn.
2. Làm thế nào để làm nguội ống thép đường kính lớn sau quá trình tôi?
(1) Trong quá trình tôi, phôi phải được nung nóng đến nhiệt độ cao hơn và làm nguội với tốc độ nhanh hơn. Do đó, trong quá trình tôi, đặc biệt là trong quá trình tôi và làm nguội, sẽ sinh ra ứng suất nhiệt lớn. Khi một quả cầu thép có đường kính 26 mm được làm nguội trong nước sau khi nung nóng ở 700°C, nhiệt độ thay đổi ở bề mặt và lõi.
(2) Trong giai đoạn đầu của quá trình làm nguội, tốc độ làm nguội của bề mặt cao hơn đáng kể so với tốc độ làm nguội của lõi, và chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt và lõi liên tục tăng lên. Khi quá trình làm nguội tiếp tục, tốc độ làm nguội của bề mặt chậm lại, trong khi tốc độ làm nguội của lõi tăng lên tương đối. Khi tốc độ làm nguội của bề mặt và lõi gần bằng nhau, chênh lệch nhiệt độ của chúng đạt giá trị lớn.
(3) Sau đó, tốc độ làm nguội của lõi lớn hơn tốc độ làm nguội của bề mặt, và chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt và lõi giảm dần cho đến khi lõi nguội hoàn toàn, và chênh lệch nhiệt độ cũng biến mất. Quá trình tạo ra ứng suất nhiệt trong quá trình làm nguội nhanh.
(4) Trong giai đoạn đầu của quá trình làm nguội, lớp bề mặt nguội đi nhanh chóng và bắt đầu xuất hiện sự chênh lệch nhiệt độ giữa lớp này và lõi. Do đặc tính vật lý của sự giãn nở nhiệt và co lại do lạnh, thể tích của lớp bề mặt phải được co lại một cách chắc chắn, trong khi nhiệt độ của lõi cao và thể tích riêng lớn, điều này sẽ cản trở sự co lại tự do của lớp bề mặt vào bên trong, do đó tạo ra ứng suất nhiệt trong đó lớp bề mặt bị kéo giãn và lõi bị nén.
(5) Khi quá trình làm nguội diễn ra, chênh lệch nhiệt độ nói trên tiếp tục tăng lên, và ứng suất nhiệt cũng tăng lên tương ứng. Khi chênh lệch nhiệt độ đạt giá trị lớn, ứng suất nhiệt cũng lớn. Nếu ứng suất nhiệt lúc này thấp hơn giới hạn chảy của thép ở nhiệt độ tương ứng, nó sẽ không gây ra biến dạng dẻo mà chỉ gây ra một lượng biến dạng đàn hồi nhỏ.
(6) Khi tiếp tục làm nguội, tốc độ làm nguội của bề mặt chậm lại và tốc độ làm nguội của lõi tăng lên tương ứng, chênh lệch nhiệt độ có xu hướng giảm và ứng suất nhiệt giảm dần. Khi ứng suất nhiệt giảm, biến dạng đàn hồi nêu trên cũng giảm theo.
Thời gian đăng bài: 12/12/2022