كيفية تبريد الأنابيب الفولاذية ذات القطر الكبير بعد عملية التبريد؟

لا تستخدم الأنابيب الفولاذية فقط لنقل السوائل والمواد الصلبة البودرة، وتبادل الطاقة الحرارية، وتصنيع الأجزاء الميكانيكية والحاويات، ولكنها أيضًا نوع من الفولاذ الاقتصادي.إن استخدام الأنابيب الفولاذية لصنع الشبكات الهيكلية والأعمدة والدعامات الميكانيكية للمبنى يمكن أن يقلل الوزن، ويوفر 20-40% من المعدن، ويتيح البناء الميكانيكي الشبيه بالمصنع.إن استخدام الأنابيب الفولاذية لصنع جسور الطرق لا يمكن أن يوفر الفولاذ ويبسط البناء فحسب، بل يقلل أيضًا بشكل كبير من مساحة الطلاء الواقي، مما يوفر تكاليف الاستثمار والصيانة.تحتوي الأنابيب الفولاذية ذات القطر الكبير على مقاطع مجوفة وطولها أكبر بكثير من قطر أو محيط الفولاذ.وفقًا لشكل المقطع العرضي، يتم تقسيمها إلى أنابيب فولاذية مستديرة ومربعة ومستطيلة وأخرى ذات شكل خاص؛وفقا للمادة، يتم تقسيمها إلى أنابيب الصلب الهيكلي الكربوني، وأنابيب الصلب الهيكلي منخفض السبائك، وأنابيب الصلب السبائكي، وأنابيب الصلب المركبة؛حسب الاستخدام، يتم تقسيمها إلى خطوط أنابيب النقل، والهيكل الهندسي، والأنابيب الفولاذية للمعدات الحرارية، وصناعة البتروكيماويات، وتصنيع الآلات، والحفر الجيولوجي، ومعدات الضغط العالي، وما إلى ذلك؛وفقًا لعملية الإنتاج، يتم تقسيمها إلى أنابيب فولاذية غير ملحومة وأنابيب فولاذية ملحومة، ومن بينها تنقسم الأنابيب الفولاذية غير الملحومة إلى مدرفلة على الساخن ومدرفلة على البارد (مسحوبة) وهناك نوعان، تنقسم الأنابيب الفولاذية الملحومة إلى أنابيب ملحومة مستقيمة الأنابيب الفولاذية والأنابيب الفولاذية الملحومة ذات التماس الحلزوني.

1. ما هي عملية المعالجة الحرارية للأنابيب الفولاذية ذات القطر الكبير؟
(1) أثناء عملية المعالجة الحرارية، فإن سبب التغير في الشكل الهندسي للأنابيب الفولاذية ذات القطر الكبير هو تأثير إجهاد المعالجة الحرارية.يعد إجهاد المعالجة الحرارية مشكلة معقدة نسبيًا.إنه ليس فقط سبب العيوب مثل التشوه والشقوق ولكنه أيضًا وسيلة مهمة لتحسين قوة الكلال وعمر الخدمة لقطع العمل.
(2) لذلك من المهم فهم آلية وقواعد تغيير الإجهاد الناتج عن المعالجة الحرارية وإتقان طرق التحكم في الإجهاد الداخلي.يشير إجهاد المعالجة الحرارية إلى الإجهاد الناتج داخل قطعة العمل بسبب عوامل المعالجة الحرارية (العملية الحرارية وعملية التحول الهيكلي).
(3) يكون متوازنا ذاتيا داخل كل أو جزء من حجم قطعة الشغل، لذلك يسمى الإجهاد الداخلي.وينقسم إجهاد المعالجة الحرارية إلى إجهاد شد وإجهاد ضغط حسب طبيعة عمله؛ويمكن تقسيمها إلى إجهاد لحظي وإجهاد متبقي حسب وقت عملها؛ويمكن تقسيمها إلى إجهاد حراري وإجهاد الأنسجة حسب سبب تكوينها.
(4) يحدث الإجهاد الحراري بسبب التغيرات المتزامنة في درجات الحرارة في أجزاء مختلفة من قطعة العمل أثناء عملية التسخين أو التبريد.على سبيل المثال، بالنسبة لقطعة العمل الصلبة، يسخن السطح دائمًا بشكل أسرع من اللب عند تسخينه، ويبرد اللب بشكل أبطأ من السطح عند تبريده.وذلك لأن امتصاص الحرارة وتبديدها يتم من خلال السطح.
(5) بالنسبة للأنابيب الفولاذية ذات القطر الكبير التي لا يتغير تركيبها وحالتها التنظيمية، عند درجات حرارة مختلفة، طالما أن معامل التمدد الخطي لا يساوي الصفر، فإن الحجم المحدد سيتغير.لذلك، أثناء عملية التسخين أو التبريد، ستكون هناك فجوة بين السطح ومركز قطعة العمل.الضغوط الداخلية التي تضغط بعضها البعض.ومن الواضح أنه كلما زاد الفرق في درجة الحرارة المتولدة داخل قطعة العمل، زاد الضغط الحراري.

2. كيف يتم تبريد الأنابيب الفولاذية ذات القطر الكبير بعد عملية التبريد؟
(1) أثناء عملية التبريد، يجب تسخين قطعة العمل إلى درجة حرارة أعلى وتبريدها بمعدل أسرع.ولذلك، أثناء التبريد، خاصة أثناء عملية التبريد بالتبريد، سيتم توليد إجهاد حراري كبير.تتغير درجة الحرارة على سطح ومركز كرة فولاذية قطرها 26 ملم عندما يتم تبريدها في الماء بعد تسخينها عند 700 درجة مئوية.
(2) في المرحلة المبكرة من التبريد، تتجاوز سرعة تبريد السطح بشكل كبير سرعة تبريد القلب، ويستمر فرق درجة الحرارة بين السطح والقلب في الزيادة.وعندما يستمر التبريد، يتباطأ معدل تبريد السطح، في حين يزيد معدل تبريد النواة نسبيا.عندما تكون معدلات تبريد السطح واللب متساوية تقريبًا، يصل الفرق في درجة الحرارة بينهما إلى قيمة كبيرة.
(3) بعد ذلك، يكون معدل تبريد النواة أكبر من معدل تبريد السطح، ويتناقص فرق درجة الحرارة بين السطح والنواة تدريجياً، حتى يختفي فرق درجة الحرارة عندما يكون القلب بارداً تماماً.عملية توليد الإجهاد الحراري أثناء التبريد السريع.
(4) في المرحلة الأولى من التبريد، تبرد الطبقة السطحية بسرعة، ويبدأ حدوث اختلاف في درجة الحرارة بينها وبين النواة.بسبب الخصائص الفيزيائية للتمدد الحراري والانكماش، يجب أن يتقلص حجم السطح بشكل موثوق، ولكن درجة الحرارة الأساسية لا تزال مرتفعة والحجم المحدد كبير، مما سيمنع السطح من الانكماش بحرية إلى الداخل، وبالتالي تشكيل إجهاد حراري حيث يتم تمديد السطح ويتم ضغط القلب.
(5) مع استمرار التبريد، يستمر فرق درجة الحرارة المذكور أعلاه في الزيادة، ويزداد أيضًا الضغط الحراري المتولد وفقًا لذلك.عندما يصل الفرق في درجة الحرارة إلى قيمة كبيرة، يكون الضغط الحراري كبيرًا أيضًا.إذا كان الضغط الحراري في هذا الوقت أقل من قوة خضوع الفولاذ في ظل ظروف درجة الحرارة المقابلة، فلن يسبب تشوهًا بلاستيكيًا وينتج فقط كمية ضئيلة من التشوه المرن.
(6) عند التبريد أكثر، يتباطأ معدل تبريد الطبقة السطحية، ويتسارع معدل تبريد النواة وفقًا لذلك، ويميل فرق درجة الحرارة إلى الانخفاض، كما ينخفض ​​​​الضغط الحراري تدريجيًا.مع انخفاض الضغط الحراري، فإن التشوه المرن المذكور أعلاه يتناقص أيضًا وفقًا لذلك.