จะทำให้ท่อเหล็กเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่เย็นลงหลังกระบวนการชุบแข็งได้อย่างไร?

ท่อเหล็กไม่เพียงแต่ใช้ในการขนส่งของเหลวและของแข็งที่เป็นผง แลกเปลี่ยนพลังงานความร้อน และผลิตชิ้นส่วนและภาชนะทางกลเท่านั้น แต่ยังเป็นเหล็กชนิดหนึ่งที่ประหยัดอีกด้วยการใช้ท่อเหล็กเพื่อสร้างโครงกริด เสา และอุปกรณ์รองรับทางกลของอาคารสามารถลดน้ำหนัก ประหยัดโลหะได้ 20-40% และทำให้มีการก่อสร้างด้วยเครื่องจักรเหมือนในโรงงานได้การใช้ท่อเหล็กทำสะพานถนนไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดเหล็กและทำให้การก่อสร้างง่ายขึ้น แต่ยังช่วยลดพื้นที่เคลือบป้องกันได้อย่างมาก ช่วยประหยัดการลงทุนและค่าบำรุงรักษาท่อเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่มีส่วนกลวงและมีความยาวมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางหรือเส้นรอบวงของเหล็กมากตามรูปร่างหน้าตัดแบ่งออกเป็นท่อเหล็กกลม, สี่เหลี่ยม, สี่เหลี่ยมและรูปทรงพิเศษตามวัสดุ แบ่งออกเป็นท่อเหล็กโครงสร้างคาร์บอน ท่อเหล็กโครงสร้างโลหะผสมต่ำ ท่อเหล็กโลหะผสม และท่อเหล็กคอมโพสิตตามการใช้งาน แบ่งออกเป็นท่อขนส่ง โครงสร้างทางวิศวกรรม ท่อเหล็กสำหรับอุปกรณ์ระบายความร้อน อุตสาหกรรมปิโตรเคมี การผลิตเครื่องจักร การขุดเจาะทางธรณีวิทยา อุปกรณ์แรงดันสูง ฯลฯตามกระบวนการผลิตจะแบ่งออกเป็นท่อเหล็กไร้ตะเข็บและท่อเหล็กเชื่อม โดยท่อเหล็กไร้ตะเข็บ แบ่งออกเป็น รีดร้อน และรีดเย็น (ดึง) มีสองประเภท ท่อเหล็กเชื่อมแบ่งออกเป็นรอยตะเข็บตรง ท่อเหล็กและท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บเกลียว

1. กระบวนการอบชุบท่อเหล็กขนาดใหญ่มีกระบวนการอย่างไร?
(1) ในระหว่างกระบวนการบำบัดความร้อน สาเหตุของการเปลี่ยนแปลงรูปทรงเรขาคณิตของท่อเหล็กขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดใหญ่เป็นผลมาจากความเครียดจากการบำบัดความร้อนความเครียดจากการบำบัดความร้อนเป็นปัญหาที่ค่อนข้างซับซ้อนไม่เพียงแต่เป็นสาเหตุของข้อบกพร่อง เช่น การเสียรูปและรอยแตกเท่านั้น แต่ยังเป็นวิธีสำคัญในการปรับปรุงความแข็งแรงล้าและอายุการใช้งานของชิ้นงานอีกด้วย
(2) ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจกลไกและกฎการเปลี่ยนแปลงของความเครียดจากการบำบัดความร้อน และต้องเชี่ยวชาญวิธีการควบคุมความเครียดภายในความเครียดจากการบำบัดความร้อนหมายถึงความเครียดที่เกิดขึ้นภายในชิ้นงานเนื่องจากปัจจัยการรักษาความร้อน (กระบวนการทางความร้อนและกระบวนการเปลี่ยนรูปโครงสร้าง)
(3) มีความสมดุลในตัวเองภายในปริมาตรของชิ้นงานทั้งหมดหรือบางส่วน จึงเรียกว่าความเค้นภายในความเครียดจากการบำบัดความร้อนแบ่งออกเป็นความเครียดแรงดึงและความเค้นอัดตามลักษณะของการกระทำมันสามารถแบ่งออกเป็นความเค้นทันทีและความเค้นตกค้างตามเวลาการกระทำและสามารถแบ่งออกเป็นความเครียดจากความร้อนและความเครียดของเนื้อเยื่อตามสาเหตุของการก่อตัว
(4) ความเครียดจากความร้อนเกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบซิงโครนัสในส่วนต่าง ๆ ของชิ้นงานในระหว่างกระบวนการทำความร้อนหรือความเย็นตัวอย่างเช่น สำหรับชิ้นงานที่เป็นของแข็ง พื้นผิวจะร้อนเร็วกว่าแกนเสมอเมื่อถูกความร้อน และแกนจะเย็นลงช้ากว่าพื้นผิวเมื่อเย็นลงเนื่องจากมีการดูดซับและกระจายความร้อนผ่านพื้นผิว
(5) สำหรับท่อเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ซึ่งองค์ประกอบและสถานะองค์กรไม่เปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิต่างกัน ตราบใดที่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นไม่เท่ากับศูนย์ ปริมาตรเฉพาะจะเปลี่ยนไปดังนั้นในระหว่างกระบวนการทำความร้อนหรือทำความเย็นจะมีช่องว่างระหว่างพื้นผิวกับศูนย์กลางของชิ้นงานความเครียดภายในที่บีบอัดกันแน่นอนว่ายิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นภายในชิ้นงานมากเท่าไร ความเค้นจากความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

2. จะทำให้ท่อเหล็กขนาดใหญ่เย็นลงหลังกระบวนการชุบแข็งได้อย่างไร?
(1) ในระหว่างกระบวนการชุบแข็ง ชิ้นงานจะต้องได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้นและเย็นลงในอัตราที่เร็วขึ้นดังนั้นในระหว่างการดับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างกระบวนการทำความเย็นด้วยการดับ ความเครียดจากความร้อนจะถูกสร้างขึ้นอย่างมากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงบนพื้นผิวและศูนย์กลางของลูกเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 26 มม. เมื่อทำให้เย็นลงในน้ำหลังจากถูกให้ความร้อนที่ 700°C
(2) ในระยะแรกของการทำความเย็น ความเร็วในการทำความเย็นของพื้นผิวสูงกว่าแกนกลางอย่างมีนัยสำคัญ และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวและแกนยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อการระบายความร้อนดำเนินต่อไป อัตราการระบายความร้อนของพื้นผิวจะช้าลง ในขณะที่อัตราการระบายความร้อนของแกนจะเพิ่มขึ้นค่อนข้างมากเมื่ออัตราการทำความเย็นของพื้นผิวและแกนเกือบเท่ากัน ความแตกต่างของอุณหภูมิจะสูงถึงค่ามาก
(3) ต่อมา อัตราการทำความเย็นของแกนจะมากกว่าอัตราการทำความเย็นของพื้นผิว และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวและแกนจะค่อยๆ ลดลง จนกว่าความแตกต่างของอุณหภูมิจะหายไปเมื่อแกนเย็นสนิทกระบวนการสร้างความเครียดจากความร้อนระหว่างการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว
(4) ในระยะแรกของการทำความเย็น ชั้นพื้นผิวจะเย็นลงอย่างรวดเร็ว และความแตกต่างของอุณหภูมิจะเริ่มเกิดขึ้นระหว่างชั้นผิวกับแกนกลางเนื่องจากลักษณะทางกายภาพของการขยายตัวและการหดตัวจากความร้อน ปริมาตรพื้นผิวจะต้องหดตัวได้อย่างน่าเชื่อถือ แต่อุณหภูมิแกนกลางยังคงสูงและปริมาตรจำเพาะมีขนาดใหญ่ ซึ่งจะป้องกันไม่ให้พื้นผิวหดตัวเข้าด้านในอย่างอิสระ ซึ่งทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนที่ พื้นผิวถูกยืดออกและแกนกลางถูกบีบอัด
(5) ในขณะที่การทำความเย็นดำเนินไป ความแตกต่างของอุณหภูมิที่กล่าวข้างต้นยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และความเครียดจากความร้อนที่เกิดขึ้นก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วยเมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิถึงค่ามาก ความเครียดจากความร้อนก็มีมากเช่นกันถ้าความเครียดจากความร้อนในเวลานี้ต่ำกว่าความแข็งแรงของผลผลิตของเหล็กภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่สอดคล้องกัน มันจะไม่ทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติกและทำให้เกิดการเสียรูปยืดหยุ่นเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
(6) เมื่อเย็นลงอีก อัตราการทำความเย็นของชั้นผิวจะช้าลง อัตราการทำความเย็นของแกนจะเร่งตามนั้น ความแตกต่างของอุณหภูมิมีแนวโน้มที่จะลดลง และความเครียดจากความร้อนก็ค่อยๆ ลดลงเช่นกันเมื่อความเครียดจากความร้อนลดลง การเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นข้างต้นก็ลดลงตามไปด้วย