Come raffreddare il tubo d'acciaio di grande diametro dopo il processo di tempra

Il tubo d'acciaio viene utilizzato per trasportare fluidi e polveri, scambiare calore e realizzare parti meccaniche e contenitori, inoltre è un tipo di acciaio economico.L'utilizzo di tubi in acciaio per realizzare griglie, pilastri e supporti meccanici della struttura dell'edificio può ridurre il peso e risparmiare il 20-40% di metallo e può realizzare costruzioni simili a quelle di fabbrica e meccanizzate.L’uso di tubi in acciaio per realizzare ponti autostradali può non solo far risparmiare acciaio e semplificare la costruzione, ma anche ridurre notevolmente l’area rivestita con strati protettivi, risparmiando sui costi di investimento e di manutenzione.I tubi in acciaio di grande diametro hanno una sezione cava la cui lunghezza è molto maggiore del diametro o della circonferenza dell'acciaio.Secondo la forma della sezione trasversale, può essere suddiviso in tubi d'acciaio circolari, quadrati, rettangolari e di forma speciale;a seconda del materiale, può essere suddiviso in tubi in acciaio strutturale al carbonio, tubi in acciaio strutturale a bassa lega, tubi in acciaio legato e tubi in acciaio composito;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 cui i tubi di acciaio senza saldatura sono divisi in tubi di acciaio laminati a caldo e laminati a freddo (trafilati). Due tipi, i tubi di acciaio saldati sono divisi in tubi di acciaio saldati con giunture diritte e tubo d'acciaio saldato a spirale.

1. In cosa consiste il processo di trattamento termicotubi in acciaio di grande diametro?
(1) Durante il processo di trattamento termico, la causa del cambiamento geometrico del tubo d'acciaio di grande diametro è lo stress da trattamento termico.Lo stress da trattamento termico è una questione relativamente complicata.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 molto importante comprendere il meccanismo e la legge di modifica dello stress da trattamento termico e padroneggiare il metodo 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 dei tessuti).
(3) Si tratta di autoequilibrio in tutto o in parte del volume del pezzo, quindi è chiamato stress interno.Lo stress da trattamento termico può essere suddiviso in stress di trazione e stress di compressione a seconda della natura della sua azione;può essere suddiviso in stress istantaneo e stress residuo a seconda del tempo di azione e può essere suddiviso in stress termico e stress tissutale a seconda della causa della sua formazione.
(4) Lo stress termico si forma a causa dell'asincronia delle variazioni 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 perché il calore viene assorbito e dissipato attraverso la superficie.
(5) Per tubi di acciaio di grande diametro che non cambiano nella composizione e nello stato organizzativo, quando si trovano 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 verificheranno tensioni reciproche e stress interno.Ovviamente quanto maggiore è la differenza di temperatura generata nel pezzo tanto maggiore sarà lo stress termico.

2. Come raffreddare il tubo d'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 tempra e raffreddamento, verrà generato un notevole stress termico.Quando una sfera d'acciaio con un diametro di 26 mm viene raffreddata in acqua dopo essere stata riscaldata a 700°C, la temperatura della superficie e del nucleo cambia.
(2) Nella fase iniziale del raffreddamento, la velocità di raffreddamento della superficie è significativamente superiore a quella del nucleo e la differenza di temperatura tra la superficie e il nucleo aumenta continuamente.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 di quella della superficie e la differenza di temperatura tra la superficie e il nucleo diminuisce gradualmente fino a quando il nucleo non viene completamente raffreddato e anche la differenza di temperatura scompare.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 termica e della contrazione a freddo, il volume dello strato superficiale deve essere contratto in modo affidabile, mentre la temperatura del nucleo è elevata e il volume specifico è grande, il che ostacolerà la libera contrazione dello strato superficiale verso l'interno, formando così uno stress termico in cui lo strato superficiale è allungato e il cuore è compresso.
(5) Man mano che il raffreddamento procede, la differenza di temperatura sopra menzionata continua ad aumentare e di conseguenza aumenta anche lo stress termico che ne deriva.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 alla temperatura corrispondente, non causerà deformazione plastica, ma solo una piccola deformazione elastica.
(6) Durante un ulteriore raffreddamento, la velocità di raffreddamento della superficie rallenta e la velocità di raffreddamento del nucleo aumenta di conseguenza, la differenza di temperatura tende a diminuire e lo stress termico diminuisce gradualmente.Al diminuire dello stress termico diminuisce di conseguenza anche la suddetta deformazione elastica.