Bagaimana cara mendinginkan pipa baja berdiameter besar setelah proses quenching?

Pipa baja tidak hanya digunakan untuk mengangkut cairan dan padatan berbentuk tepung, menukar energi panas, dan membuat bagian mekanis dan wadah, tetapi juga merupakan jenis baja yang ekonomis.Menggunakan pipa baja untuk membuat kisi-kisi struktural bangunan, pilar, dan penyangga mekanis dapat mengurangi berat, menghemat 20-40% logam, dan memungkinkan konstruksi mekanis seperti pabrik.Menggunakan pipa baja untuk membuat jembatan jalan tidak hanya menghemat baja dan menyederhanakan konstruksi tetapi juga sangat mengurangi area lapisan pelindung, menghemat biaya investasi dan pemeliharaan.Pipa baja berdiameter besar mempunyai bagian yang berongga dan panjangnya jauh lebih besar dari diameter atau keliling baja.Menurut bentuk penampangnya, dibagi menjadi pipa baja berbentuk bulat, persegi, persegi panjang, dan khusus;menurut bahannya, dibagi menjadi pipa baja struktural karbon, pipa baja struktural paduan rendah, pipa baja paduan, dan pipa baja komposit;menurut penggunaannya, dibagi menjadi pipa transportasi, struktur teknik, pipa baja untuk peralatan termal, industri petrokimia, manufaktur mesin, pengeboran geologi, peralatan bertekanan tinggi, dll.;menurut proses produksinya dibedakan menjadi pipa baja seamless dan pipa baja las, diantaranya pipa baja seamless dibagi menjadi canai panas dan canai dingin (ditarik) Ada dua jenis, pipa baja las dibagi menjadi las jahitan lurus pipa baja dan pipa baja las jahitan spiral.

1. Bagaimana proses perlakuan panas pada pipa baja berdiameter besar?
(1) Selama proses perlakuan panas, penyebab terjadinya perubahan bentuk geometris pipa baja berdiameter besar adalah pengaruh tegangan perlakuan panas.Stres akibat perlakuan panas adalah masalah yang relatif kompleks.Hal ini tidak hanya menyebabkan cacat seperti deformasi dan retakan tetapi juga merupakan sarana penting untuk meningkatkan kekuatan lelah dan masa pakai benda kerja.
(2) Oleh karena itu, penting untuk memahami mekanisme dan mengubah aturan stres perlakuan panas dan menguasai metode pengendalian stres internal.Tegangan perlakuan panas mengacu pada tegangan yang dihasilkan di dalam benda kerja akibat faktor perlakuan panas (proses termal dan proses transformasi struktural).
(3) Keseimbangan diri dalam seluruh atau sebagian volume benda kerja, sehingga disebut tegangan internal.Tegangan perlakuan panas dibagi menjadi tegangan tarik dan tegangan tekan menurut sifat kerjanya;itu dapat dibagi menjadi tegangan sesaat dan tegangan sisa sesuai dengan waktu kerjanya;dan dapat dibagi menjadi tekanan termal dan tekanan jaringan sesuai dengan penyebab pembentukannya.
(4) Tegangan termal disebabkan oleh perubahan suhu yang sinkron di berbagai bagian benda kerja selama proses pemanasan atau pendinginan.Misalnya, untuk benda kerja padat, permukaannya selalu memanas lebih cepat daripada inti saat dipanaskan, dan inti mendingin lebih lambat daripada permukaan saat didinginkan.Hal ini karena penyerapan dan pembuangan panas dilakukan melalui permukaan.
(5) Untuk pipa baja berdiameter besar yang komposisi dan keadaan organisasinya tidak berubah, pada temperatur yang berbeda, selama koefisien muai panjang tidak sama dengan nol, volume spesifiknya akan berubah.Oleh karena itu, pada saat proses pemanasan atau pendinginan, akan terdapat celah antara permukaan dan bagian tengah benda kerja.Tekanan internal yang saling menekan.Jelasnya, semakin besar perbedaan suhu yang dihasilkan dalam benda kerja, semakin besar tekanan termalnya.

2. Bagaimana cara mendinginkan pipa baja berdiameter besar setelah proses quenching?
(1) Selama proses pendinginan, benda kerja perlu dipanaskan hingga suhu yang lebih tinggi dan didinginkan dengan kecepatan yang lebih cepat.Oleh karena itu, selama quenching, terutama pada proses pendinginan quenching, akan timbul tegangan termal yang besar.Perubahan suhu pada permukaan dan bagian tengah bola baja berdiameter 26 mm ketika didinginkan dalam air setelah dipanaskan pada suhu 700°C.
(2) Pada tahap awal pendinginan, kecepatan pendinginan permukaan jauh melebihi kecepatan pendinginan inti, dan perbedaan suhu antara permukaan dan inti terus meningkat.Ketika pendinginan berlanjut, laju pendinginan permukaan melambat, sedangkan laju pendinginan inti meningkat secara relatif.Ketika laju pendinginan permukaan dan inti hampir sama, perbedaan suhu keduanya mencapai nilai yang besar.
(3) Selanjutnya, laju pendinginan inti lebih besar daripada laju pendinginan permukaan, dan perbedaan suhu antara permukaan dan inti berangsur-angsur berkurang, hingga perbedaan suhu hilang ketika inti benar-benar dingin.Proses menghasilkan tekanan termal selama pendinginan cepat.
(4) Pada tahap awal pendinginan, lapisan permukaan mendingin dengan cepat, dan mulai terjadi perbedaan suhu antara lapisan permukaan dan inti.Karena karakteristik fisik ekspansi dan kontraksi termal, volume permukaan harus menyusut dengan andal, tetapi suhu inti masih tinggi dan volume spesifiknya besar, yang akan mencegah permukaan menyusut secara bebas ke dalam, sehingga membentuk tekanan termal di mana permukaannya diregangkan dan inti dikompresi.
(5) Saat pendinginan berlangsung, perbedaan suhu yang disebutkan di atas terus meningkat, dan tegangan termal yang dihasilkan juga meningkat.Ketika perbedaan suhu mencapai nilai yang besar, tegangan termal juga besar.Jika tegangan termal pada saat ini lebih rendah dari kekuatan luluh baja pada kondisi suhu yang sesuai, maka hal tersebut tidak akan menyebabkan deformasi plastis dan hanya menghasilkan sedikit deformasi elastis.
(6) Ketika pendinginan lebih lanjut, laju pendinginan lapisan permukaan melambat, laju pendinginan inti semakin cepat, perbedaan suhu cenderung menurun, dan tegangan termal juga menurun secara bertahap.Ketika tegangan termal berkurang, deformasi elastis di atas juga berkurang.