I tubi d'acciaio non vengono utilizzati solo per trasportare fluidi e solidi polverosi, scambiare energia termica e realizzare parti meccaniche e contenitori, ma sono anche una sorta di acciaio economico.L’utilizzo di tubi in acciaio per realizzare griglie strutturali, pilastri e supporti meccanici può ridurre il peso, risparmiare il 20-40% di metallo e consentire una costruzione meccanizzata simile a quella di una fabbrica.L'utilizzo di tubi in acciaio per realizzare ponti stradali può non solo far risparmiare acciaio e semplificare la costruzione, ma anche ridurre notevolmente l'area del rivestimento protettivo, risparmiando sui costi di investimento e di manutenzione.I tubi in acciaio di grande diametro hanno sezioni cave e la loro lunghezza è molto maggiore del diametro o della circonferenza dell'acciaio.Secondo la forma della sezione trasversale, è suddiviso in tubi d'acciaio rotondi, quadrati, rettangolari e di forma speciale;a seconda del materiale, è suddiviso in tubi in acciaio strutturale al carbonio, tubi in acciaio strutturale a bassa lega, tubi in acciaio legato e tubi in acciaio composito;a seconda dell'uso, è suddiviso in condotte di trasporto, strutture ingegneristiche, tubi d'acciaio per apparecchiature termiche, industria petrolchimica, produzione di macchinari, perforazione geologica, apparecchiature ad alta pressione, ecc.;a seconda del processo di produzione, sono suddivisi in tubi di acciaio senza saldatura e tubi di acciaio saldati, tra i quali i tubi di acciaio senza saldatura sono divisi in laminati a caldo e laminati a freddo (trafilati). Esistono due tipi, i tubi di acciaio saldati sono divisi in saldati a filo diritto tubi in acciaio e tubi in acciaio saldati a spirale.
1. Qual è il processo di trattamento termico dei tubi di acciaio di grande diametro?
(1) Durante il processo di trattamento termico, la ragione del cambiamento nella forma geometrica dei tubi di acciaio di grande diametro è l'effetto dello stress da trattamento termico.Lo stress da trattamento termico è una questione relativamente complessa.Non è solo la causa di difetti come deformazioni e crepe, ma anche un mezzo importante per migliorare la resistenza alla fatica e la durata dei pezzi.
(2) Pertanto, è importante comprendere il meccanismo e modificare le regole dello stress da trattamento termico e padroneggiare i metodi di controllo dello stress interno.Lo stress da trattamento termico si riferisce allo stress generato all'interno del pezzo a causa di fattori di trattamento termico (processo termico e processo di trasformazione strutturale).
(3) È autobilanciato nell'intero o in parte del volume del pezzo, quindi è chiamato stress interno.Lo stress da trattamento termico si distingue in stress di trazione e stress di compressione a seconda della natura della sua azione;può essere suddiviso in stress istantaneo e stress residuo in base al tempo di azione;e può essere suddiviso in stress termico e stress tissutale a seconda della causa della sua formazione.
(4) Lo stress termico è causato dai cambiamenti sincroni di temperatura in varie parti del pezzo durante il processo di riscaldamento o raffreddamento.Ad esempio, per un pezzo solido, la superficie si riscalda sempre più velocemente del nucleo quando viene riscaldata e il nucleo si raffredda più lentamente della superficie quando viene raffreddata.Questo perché l'assorbimento e la dissipazione del calore vengono condotti attraverso la superficie.
(5) Per tubi di acciaio di grande diametro la cui composizione e stato organizzativo non cambiano, a temperature diverse, purché il coefficiente di dilatazione lineare non sia uguale a zero, il volume specifico cambierà.Pertanto, durante il processo di riscaldamento o raffreddamento, si formerà uno spazio tra la superficie e il centro del pezzo.Tensioni interne che si comprimono a vicenda.Ovviamente, maggiore è la differenza di temperatura generata all'interno del pezzo, maggiore sarà lo stress termico.
2. Come raffreddare i tubi di acciaio di grande diametro dopo il processo di tempra?
(1) Durante il processo di tempra, il pezzo deve essere riscaldato a una temperatura più elevata e raffreddato a una velocità maggiore.Pertanto, durante la tempra, soprattutto durante il processo di raffreddamento della tempra, verrà generato un grande stress termico.La temperatura cambia sulla superficie e al centro di una sfera d'acciaio del diametro di 26 mm quando viene raffreddata in acqua dopo essere stata riscaldata a 700°C.
(2) Nella fase iniziale del raffreddamento, la velocità di raffreddamento della superficie supera significativamente quella del nucleo e la differenza di temperatura tra la superficie e il nucleo continua ad aumentare.Quando il raffreddamento continua, la velocità di raffreddamento della superficie rallenta, mentre la velocità di raffreddamento del nucleo aumenta relativamente.Quando le velocità di raffreddamento della superficie e del nucleo sono quasi uguali, la loro differenza di temperatura raggiunge un valore elevato.
(3) Successivamente, la velocità di raffreddamento del nucleo è maggiore della velocità di raffreddamento della superficie e la differenza di temperatura tra la superficie e il nucleo diminuisce gradualmente fino a quando la differenza di temperatura scompare quando il nucleo è completamente freddo.Il processo di generazione di stress termico durante il raffreddamento rapido.
(4) Nella fase iniziale del raffreddamento, lo strato superficiale si raffredda rapidamente e tra esso e il nucleo inizia a verificarsi una differenza di temperatura.A causa delle caratteristiche fisiche dell'espansione e della contrazione termica, il volume superficiale deve restringersi in modo affidabile, ma la temperatura interna è ancora elevata e il volume specifico è ampio, il che impedirà alla superficie di contrarsi liberamente verso l'interno, formando così uno stress termico in cui il la superficie viene allungata e il nucleo viene compresso.
(5) Man mano che il raffreddamento procede, la suddetta differenza di temperatura continua ad aumentare e di conseguenza aumenta anche lo stress termico generato.Quando la differenza di temperatura raggiunge un valore elevato, anche lo stress termico è elevato.Se lo stress termico in questo momento è inferiore al carico di snervamento dell'acciaio alle corrispondenti condizioni di temperatura, non causerà deformazione plastica e produrrà solo una minima quantità di deformazione elastica.
(6) Quando si raffredda ulteriormente, la velocità di raffreddamento dello strato superficiale rallenta, la velocità di raffreddamento del nucleo accelera di conseguenza, la differenza di temperatura tende a diminuire e anche lo stress termico diminuisce gradualmente.Al diminuire dello stress termico diminuisce di conseguenza anche la suddetta deformazione elastica.
Orario di pubblicazione: 12 gennaio 2024