Como resfriar o tubo de aço de grande diâmetro após o processo de têmpera

O tubo de aço é utilizado para transportar fluidos e pós, trocar calor e fabricar peças mecânicas e recipientes, além disso, é uma espécie de aço econômico.O uso de tubos de aço para fazer grades, pilares e suportes mecânicos de estruturas de edifícios pode reduzir o peso e economizar 20-40% de metal, além de realizar uma construção mecanizada e semelhante a uma fábrica.O uso de tubos de aço para fazer pontes rodoviárias pode não apenas economizar aço e simplificar a construção, mas também reduzir bastante a área revestida com camadas protetoras, economizando custos de investimento e manutenção.Tubos de aço de grande diâmetro possuem uma seção oca cujo comprimento é muito maior que o diâmetro ou circunferência do aço.De acordo com o formato da seção transversal, pode ser dividido em tubos de aço circulares, quadrados, retangulares e de formato especial;de acordo com o material, pode ser dividido em tubos de aço estrutural de carbono, tubos de aço estrutural de baixa liga, tubos de aço-liga e tubos de aço composto;Tubos de aço para equipamentos térmicos, indústria petroquímica, fabricação de máquinas, perfuração geológica, equipamentos de alta pressão, etc.;de acordo com o processo de produção, eles são divididos em tubos de aço sem costura e tubos de aço soldados, entre os quais os tubos de aço sem costura são divididos em laminados a quente e laminados a frio (trefilados). Dois tipos, tubos de aço soldados são divididos em tubos de aço soldados com costura reta e tubo de aço soldado com costura espiral.

1. Qual é o processo de tratamento térmico detubos de aço de grande diâmetro?
(1) Durante o processo de tratamento térmico, a causa da mudança geométrica do tubo de aço de grande diâmetro é a tensão do tratamento térmico.O estresse do tratamento térmico é uma questão relativamente complicada.Não é apenas a causa de defeitos como deformações e fissuras, mas também um meio importante para melhorar a resistência à fadiga e a vida útil das peças.
(2) Portanto, é muito importante compreender o mecanismo e a lei de mudança da tensão do tratamento térmico e dominar o método de controle da tensão interna.A tensão do tratamento térmico refere-se à tensão gerada no interior da peça devido a fatores de tratamento térmico (processo térmico e processo de transformação do tecido).
(3) É auto-equilíbrio em todo ou parte do volume da peça, por isso é chamado de tensão interna.A tensão do tratamento térmico pode ser dividida em tensão de tração e tensão de compressão de acordo com a natureza de sua ação;pode ser dividido em estresse instantâneo e estresse residual de acordo com seu tempo de ação e pode ser dividido em estresse térmico e estresse tecidual de acordo com a causa de sua formação.
(4) O estresse térmico é formado devido à assincronia das mudanças de temperatura em várias partes da peça durante o processo de aquecimento ou resfriamento.Por exemplo, para uma peça sólida, a superfície sempre aquece mais rápido do que o núcleo quando aquecida, e o núcleo esfria mais lentamente do que a superfície quando resfriada porque o calor é absorvido e dissipado através da superfície.
(5) Para tubos de aço de grande diâmetro que não mudam em composição e estado organizacional, quando estão em temperaturas diferentes, desde que o coeficiente de expansão linear não seja igual a zero, o volume específico mudará.Portanto, durante o processo de aquecimento ou resfriamento, haverá tensão mútua e estresse interno.Obviamente, quanto maior a diferença de temperatura gerada na peça, maior será o estresse térmico.

2. Como resfriar o tubo de aço de grande diâmetro após o processo de têmpera?
(1) Durante o processo de têmpera, a peça deve ser aquecida a uma temperatura mais alta e resfriada mais rapidamente.Portanto, durante a têmpera, especialmente durante o processo de têmpera e resfriamento, será gerado um grande estresse térmico.Quando uma esfera de aço com diâmetro de 26 mm é resfriada em água após ser aquecida a 700°C, a temperatura da superfície e do núcleo muda.
(2) No estágio inicial de resfriamento, a taxa de resfriamento da superfície é significativamente maior que a do núcleo, e a diferença de temperatura entre a superfície e o núcleo aumenta continuamente.Quando o resfriamento continua, a taxa de resfriamento da superfície diminui, enquanto a taxa de resfriamento do núcleo aumenta relativamente.Quando as taxas de resfriamento da superfície e do núcleo são quase iguais, a diferença de temperatura atinge um valor grande.
(3) Posteriormente, a taxa de resfriamento do núcleo é maior que a da superfície, e a diferença de temperatura entre a superfície e o núcleo diminui gradualmente até que o núcleo esteja completamente resfriado, e a diferença de temperatura também desaparece.O processo de geração de estresse térmico durante o resfriamento rápido.
(4) Na fase inicial do resfriamento, a camada superficial esfria rapidamente e uma diferença de temperatura começa a ocorrer entre ela e o núcleo.Devido às características físicas de expansão térmica e contração a frio, o volume da camada superficial deve ser contraído de forma confiável, enquanto a temperatura do núcleo é alta e o volume específico é grande, o que dificultará a contração livre da camada superficial para dentro, formando assim um estresse térmico no qual a camada superficial é esticada e o coração é comprimido.
(5) À medida que o resfriamento prossegue, a diferença de temperatura acima mencionada continua a aumentar e o estresse térmico resultante também aumenta proporcionalmente.Quando a diferença de temperatura atinge um valor grande, o estresse térmico também é grande.Se a tensão térmica neste momento for inferior à resistência ao escoamento do aço na temperatura correspondente, não causará deformação plástica, mas apenas uma pequena quantidade de deformação elástica.
(6) Com o resfriamento adicional, a taxa de resfriamento da superfície diminui e a taxa de resfriamento do núcleo aumenta de acordo, a diferença de temperatura tende a diminuir e o estresse térmico diminui gradualmente.À medida que a tensão térmica diminui, a deformação elástica acima também diminui correspondentemente.