¿Cómo enfriar tuberías de acero de gran diámetro después del proceso de enfriamiento?

Los tubos de acero no sólo se utilizan para transportar fluidos y sólidos en polvo, intercambiar energía térmica y fabricar piezas mecánicas y contenedores, sino que también son un tipo de acero económico.El uso de tubos de acero para fabricar rejillas estructurales, pilares y soportes mecánicos de edificios puede reducir el peso, ahorrar entre un 20% y un 40% de metal y permitir una construcción mecanizada similar a la de una fábrica.El uso de tubos de acero para construir puentes de carretera no sólo puede ahorrar acero y simplificar la construcción, sino que también reduce en gran medida el área de revestimiento protector, lo que ahorra costos de inversión y mantenimiento.Los tubos de acero de gran diámetro tienen secciones huecas y su longitud es mucho mayor que el diámetro o la circunferencia del acero.Según la forma de la sección transversal, se divide en tubos de acero redondos, cuadrados, rectangulares y de formas especiales;según el material, se divide en tubos de acero estructural al carbono, tubos de acero estructural de baja aleación, tubos de acero aleado y tubos de acero compuestos;según su uso, se divide en tuberías de transporte, estructuras de ingeniería, tuberías de acero para equipos térmicos, industria petroquímica, fabricación de maquinaria, perforación geológica, equipos de alta presión, etc.;Según el proceso de producción, se dividen en tubos de acero sin costura y tubos de acero soldados, entre los cuales los tubos de acero sin costura se dividen en laminados en caliente y laminados en frío (estirados). Hay dos tipos, los tubos de acero soldados se dividen en tubos soldados con costura recta. tubos de acero y tubos de acero soldados con costura en espiral.

1. ¿Cuál es el proceso de tratamiento térmico de tubos de acero de gran diámetro?
(1) Durante el proceso de tratamiento térmico, el motivo del cambio en la forma geométrica de los tubos de acero de gran diámetro es el efecto del estrés del tratamiento térmico.El estrés por tratamiento térmico es un tema relativamente complejo.No es sólo la causa de defectos como deformaciones y grietas, sino también un medio importante para mejorar la resistencia a la fatiga y la vida útil de las piezas de trabajo.
(2) Por lo tanto, es importante comprender el mecanismo y cambiar las reglas del estrés del tratamiento térmico y dominar los métodos para controlar el estrés interno.El estrés del tratamiento térmico se refiere al estrés generado dentro de la pieza de trabajo debido a los factores del tratamiento térmico (proceso térmico y proceso de transformación estructural).
(3) Se autoequilibra en todo o parte del volumen de la pieza de trabajo, por lo que se denomina tensión interna.La tensión del tratamiento térmico se divide en tensión de tracción y tensión de compresión según la naturaleza de su acción;se puede dividir en tensión instantánea y tensión residual según su tiempo de acción;y se puede dividir en estrés térmico y estrés tisular según la causa de su formación.
(4) El estrés térmico es causado por los cambios de temperatura sincrónicos en varias partes de la pieza de trabajo durante el proceso de calentamiento o enfriamiento.Por ejemplo, para una pieza de trabajo sólida, la superficie siempre se calienta más rápido que el núcleo cuando se calienta, y el núcleo se enfría más lentamente que la superficie cuando se enfría.Esto se debe a que la absorción y disipación del calor se realizan a través de la superficie.
(5) Para tuberías de acero de gran diámetro cuya composición y estado organizativo no cambian, a diferentes temperaturas, siempre que el coeficiente de expansión lineal no sea igual a cero, el volumen específico cambiará.Por lo tanto, durante el proceso de calentamiento o enfriamiento, habrá un espacio entre la superficie y el centro de la pieza de trabajo.Esfuerzos internos que se comprimen entre sí.Obviamente, cuanto mayor sea la diferencia de temperatura generada dentro de la pieza, mayor será el estrés térmico.

2. ¿Cómo enfriar tubos de acero de gran diámetro después del proceso de enfriamiento?
(1) Durante el proceso de enfriamiento, la pieza de trabajo debe calentarse a una temperatura más alta y enfriarse a un ritmo más rápido.Por lo tanto, durante el enfriamiento, especialmente durante el proceso de enfriamiento del enfriamiento, se generará un gran estrés térmico.La temperatura cambia en la superficie y el centro de una bola de acero con un diámetro de 26 mm cuando se enfría en agua después de calentarla a 700°C.
(2) En la etapa inicial del enfriamiento, la velocidad de enfriamiento de la superficie excede significativamente la del núcleo y la diferencia de temperatura entre la superficie y el núcleo continúa aumentando.Cuando continúa el enfriamiento, la velocidad de enfriamiento de la superficie se ralentiza, mientras que la velocidad de enfriamiento del núcleo aumenta relativamente.Cuando las velocidades de enfriamiento de la superficie y del núcleo son casi iguales, su diferencia de temperatura alcanza un valor grande.
(3) Posteriormente, la velocidad de enfriamiento del núcleo es mayor que la velocidad de enfriamiento de la superficie, y la diferencia de temperatura entre la superficie y el núcleo disminuye gradualmente, hasta que la diferencia de temperatura desaparece cuando el núcleo está completamente frío.El proceso de generar estrés térmico durante el enfriamiento rápido.
(4) En la etapa inicial del enfriamiento, la capa superficial se enfría rápidamente y comienza a producirse una diferencia de temperatura entre ella y el núcleo.Debido a las características físicas de expansión y contracción térmica, el volumen de la superficie debe contraerse de manera confiable, pero la temperatura central aún es alta y el volumen específico es grande, lo que evitará que la superficie se contraiga libremente hacia adentro, formando así una tensión térmica en la que la La superficie se estira y el núcleo se comprime.
(5) A medida que avanza el enfriamiento, la diferencia de temperatura antes mencionada continúa aumentando y la tensión térmica generada también aumenta en consecuencia.Cuando la diferencia de temperatura alcanza un valor grande, el estrés térmico también es grande.Si la tensión térmica en este momento es menor que el límite elástico del acero en las condiciones de temperatura correspondientes, no causará deformación plástica y solo producirá una pequeña cantidad de deformación elástica.
(6) Cuando se enfría más, la velocidad de enfriamiento de la capa superficial se ralentiza, la velocidad de enfriamiento del núcleo se acelera en consecuencia, la diferencia de temperatura tiende a disminuir y el estrés térmico también disminuye gradualmente.A medida que disminuye la tensión térmica, la deformación elástica anterior también disminuye en consecuencia.