ניתוח של טיפול בקור ותהליך הפגת מתחים לצינורות פלדה חלקים

טיפול בקור ללא תפרים בצנרת מתייחס בדרך כלל לטיפול בקור עמוק (טיפול בטמפרטורה-נמוכה, בדרך כלל בסביבת חנקן נוזלי ב-70 מעלות עד -196 מעלות), והוא משמש לעתים קרובות בשילוב עם תהליכי כיבוי, טמפרור, גלגול קר/משיכה קר. פונקציית הליבה היא:

1. ייצוב מבנה ומידות:

אללחקות את האוסטניט הנותר ולקדם את הפיכתו למרטנזיט יציב כדי למנוע עיוות ממדי וסחיפת דיוק במהלך השימוש והעיבוד הבאים של הצינור, במיוחד עבור צינורות הידראוליים מדויקים, צינורות מכשירים וצינורות נושאים.

2. שפר את הקשיות, העמידות בפני שחיקה וחוזק:

הארגון הופך צפוף יותר, קשיות פני השטח ועמידות הבלאי משופרים, וחיי השירות של הצינור מתארכים.

3. שחרר מתח פנימי מיקרו:

הפחת את הלחץ המיקרו- הנגרם על ידי עיוות הסריג במהלך ציור קר ומרווה, והורד את הסיכונים של סדקים והתעוותות בשלב מאוחר יותר.

4. שפר את ביצועי הקשיחות והעייפות:

חידוד מבנה התבואה, הפחתת נקודות ריכוז מתח, והגברת העייפות וההתנגדות לפגיעה של חומר הצינור.

נקודת הבחנה:

טיפול בקור ≠ ציור קר בטמפרטורה רגילה/גלגול קר. טיפול בקור הוא תהליך קירור עמוק-בטמפרטורה נמוכה והוא הליך עזר בעקבות טיפול בחום.

(1) הכנה- לפני הטיפול

1. בקרת טרום-תהליך
חומר הצינור צריך לעבור תחילה כיבוי/חידוד/שריטה קרה, ולאחר מכן להיות מקורר לטמפרטורת החדר (20-40 מעלות) לפני הכנסתו לתנור. חל איסור מוחלט להכניס ישירות- טמפרטורה גבוהה לציוד בטמפרטורה נמוכה כדי למנוע הבדלי טמפרטורות מופרזים וסדקים.

2. מיון ובדיקה ויזואלית

הסר צינורות עם סדקים, קפלים, עובי דופן לא אחיד, שריטות משטח ובליטות. מיין לפי חומר, מפרט ואצווה כדי למנוע ערבוב חומרים.

3. ניקוי וייבוש

הסר היטב כתמי שמן משטח, לחות ונוזל חיתוך. מים קפואים עלולים לסדוק את דופן הצינור ולשתות את הדופן הפנימית. שני הקצוות של הצינור הארוך אטומים כדי למנוע כניסת חומרי טמפרטורה-נמוכים לצינור.

4. תקני טעינת תנור
מניחים את חומר הצינור שכבה אחר שכבה, תוך השארת פערים, ללא ערימה וסחיטה. תמכו בצינורות דקים וארוכים כדי למנוע-כיפוף ועיוות של משקל עצמי בטמפרטורה נמוכה.

5. הגדרה מראש של פרמטר תהליך-
הגדר את טמפרטורת היעד וזמן ההחזקה בהתאם לחומר: צינורות ללא תפרים מפלדת פחמן/סגסוגת נמוכה הם בדרך כלל -70 עד -120 מעלות, צינורות סגסוגת/מיסב גבוהים -150 עד -196 מעלות.

(II) בקרת תהליך של טיפול בקור

1. קצב קירור איטי
הימנע מקירור מהיר. שלוט בקצב הקירור ב-1 עד 3 מעלות/דקה. הפרשי טמפרטורות גדולים יכולים לגרום ללחצים חדשים בטמפרטורה, מה שמוביל למיקרו-סדקים.

2. בידוד הולם
לאחר שהצינור כולו מגיע לטמפרטורה הנמוכה שנקבעה, יש לשמור על בידוד למשך 2 עד 4 שעות (לצינורות בעלי עובי דופן גדול וקוטר גדול, הארך עד 4 עד 6 שעות). ודא שהמבנים הפנימיים והחיצוניים משתנים לחלוטין כדי למנוע ביצועים לא אחידים בפנים ובחוץ.

3. סביבה אטומה ובינוני אחיד
זרימת החנקן הנוזלי/אוויר הקר אחידה, ומבטלת קירור יתר מקומי; לפקח באופן רציף על הטמפרטורה כדי למנוע טמפרטורות נמוכות במיוחד.

4. לאסור השפעה ותנועה חיצונית
בטמפרטורות נמוכות, הקשיחות של הפלדה פוחתת זמנית, והיא נוטה לסדקים סמויים תחת לחץ.

(III) פעולות קירור-אחרות

1. קירור איטי (מפתח)
לאחר הפריקה, אפשר לצינור להתחמם באופן טבעי לטמפרטורת החדר. אין לחשוף אותו לאור שמש ישיר, לנשוף עליו אוויר חם או לטבול אותו במים לחימום מהיר. זאת כדי למנוע מתח משני הנגרם על ידי טמפרטורות קרות וחמות מתחלפות. משך הקירור תלוי בעובי הדופן: עבור צינורות דקים-, שעתיים עד 4 שעות; עבור צינורות-עבים, יותר מ-6 שעות.

2. טמפרור/הזדקנות בזמן
לאחר קירור עמוק, יש צורך לבצע טמפרטורת-בטמפרטורה נמוכה (ב-120 עד 200 מעלות) כדי למנוע את הכמות הקטנה של מתח-בטמפרטורה הנמוכה שנוצרת במהלך הטיפול בקור. זה גם עוזר להחזיר את הקשיחות של חומר הצינור ולמנוע שבירות.

3. בדיקה מחודשת- ומיון
בדוק את המראה, הישר והעיגול של כל צינור בנפרד; לקחת דגימות לקשיות, ניתוח מטאלוגרפי וזיהוי פגמים כדי לבדוק אם יש מיקרו-סדקים ועיוותים.

4. הגנה ואחסון
לאחר הייבוש והקירור, אחסן את הצינורות במחסן כדי למנוע חשיפה לפגעי מזג האוויר, גשם ובליטות.
 

מקורות הלחץ העיקריים בצינורות ללא תפרים: גלגול חם, ציור קר/גלגול קר, מרווה, ריתוך, יישור, עיבוד מכני. המתח מתחלק למתח שיורי מקרוסקופי ולמתח סריג מיקרוסקופי.

1. מניעת כשלים עתידיים
שחרור של מתח שיורי יכול לגרום לצינור להתכופף, להתפתל ולסטות בגודל; הסופרפוזיציה של הלחץ עלולה לגרום לסדקים ולפריצה של דופן הצינור, דבר המהווה סיכונים גבוהים ביותר עבור צינורות- בלחץ גבוה וצינורות להובלת נוזלים.

2. דיוק עיבוד מייצב
במהלך תהליכי עיבוד עוקבים כגון חריטה, השחלה, חיתוך וכיפוף, שחרור הלחץ יוביל לעיוות של המוצר המעובד. הסרת הלחץ יכולה להבטיח את היציבות-לטווח הארוך של מידות המוצר המוגמר.

3. שיפור מאפיינים מכניים
ביטול ריכוז הלחץ משפר את עמידות הצינור לעייפות, קורוזיה ושבר שביר, ומשפר משמעותית את הבטיחות בתנאי לחץ- גבוהים וטמפרטורה- נמוכה ובתנאי טעינה מחזוריים.

4. שיפור טיפול פני השטח לאחר מכן
לאחר הסרת מתח, מבנה הצינור הופך אחיד. תהליכים כגון גלוון, פוספטציה וציפוי נוטים פחות להתקלף או לחורים.
 

1. חישול-בטמפרטורה נמוכה (הנפוץ ביותר, תהליך מיינסטרים)

ישים ל: צינורות קרים-, צינורות מרוווים ומחוסמים, צינורות דיוק ללא תפרים, צינורות בקוטר- בינוני וקטן

• המשךss:מחממים ל-180~300 מעלות, החזיקו למשך פרק זמן, ואז לאט-אוורר או תנור-קרר
• עִקָרוֹן:אטומים מתפזרים לאט, משחררים מתח עיוות סריג, מבלי לשנות את הקשיות והחוזק של המטריצה, רק מבטל את הלחץ השיורי.
• נקודות מפתח:הטמפרטורה של כל התנור צריכה להיות אחידה, זמן ההחזקה הוא 30 ~ 60 דקות לכל 10 מ"מ של עובי דופן; קצב הקירור צריך להיות פחות או שווה ל-2 מעלות/דקה.

2. חישול-בטמפרטורה גבוהה (הפגת מתח מלאה, דפורמציה גדולה בצינורות)

מתאים ל: צינורות בעלי דופן-עבים-בקוטר גדול, צינורות מגולגלים חמים-, מרפקים, אביזרי צינור מעובדים, צינורות מרותכים

• תַהֲלִיך:מחממים ל-550~650 מעלות (מתחת לטמפרטורת הטרנספורמציה), החזיקו זמן מה, ואז צננו באיטיות בכבשן (הוצא מהתנור כשהטמפרטורה יורדת מתחת ל-200 מעלות).
• תכונות:אפקט הפגת המתח הוא היסודי ביותר, כמעט מבטל את כל הלחצים המקרוסקופיים והמיקרוסקופיים; החיסרון הוא שהוא מפחית מעט את הקשיות והחוזק, מתאים לצינורות מבניים וצינורות תחבורה עם דרישות קשיות נמוכות.

3. הזדקנות רטט (הקלה פיזית במתח, אין צורך בחימום)

מתאים ל: צינורות ארוכים במיוחד-, צינורות בקוטר- גדולים, צינורות גמורים שאינם מאפשרים לחימום לשנות צבע או להתרכך.

• עִקָרוֹן: על ידי תהודה, הלחץ הפנימי של חומר הצינור נרגע ומופץ מחדש.
• יתרונות: ללא עיוות תרמי, ללא שחרור חמצון, צריכת אנרגיה נמוכה; חסרונות: מוגבל להעלמת מתח עמוק, משמש בעיקר כשיטת עזר להפגת מתחים.

4. הזדקנות טבעית (עלות נמוכה, רק עבור צינורות-נמוכים)

ישים על: צינורות מבניים רגילים-בלחץ נמוך, צינורות לא-דיוק

• עִקָרוֹן: מונח בטמפרטורת החדר במשך זמן רב, מתח משתחרר בהדרגה באופן טבעי.
• חסרונות: התקופה ארוכה במיוחד (מספר שבועות עד מספר חודשים), הפגת המתח אינה יסודית, ורק לעתים רחוקות משתמשים בה בייצור אצווה תעשייתי.

5. טיפול בקור עמוק (המכונה בעבר טיפול בקור, משמש כשיטת עזר להפגת מתחים)

זה משמש בדרך כלל בשילוב עם מזג. תחילה מייצבים את המבנה באמצעות טיפול בקור עמוק, ולאחר מכן מבוצע חיסום בטמפרטורה נמוכה יותר. ההשפעה המשולבת של הפגת מתח יעילה יותר.
 

בשילוב טיפול בקור + הפגת מתח + היווצרות, קיימות שתי שיטות עיקריות לעיבוד צינור:

פתרון 1: צינורות קרים-שלוטו בצורה מדויקת ללא תפרים (המשמשים עבור הידראוליות, מכשור ומכונות מדויקות)

1. צינור מגולגל חם- ← ציור קר/גיבוש גלגול קר (כתוצאה מכך לחץ עבודה קרה)
2.חישול-בטמפרטורה נמוכה (200~280 מעלות): הסר מתח ציור קר
3. יישור, חיתוך ראש וגימור
4. טיפול בקור עמוק (-80~-120 מעלות, קירור איטי + זמן החזקה מספק): ייצב את המבנה ושפר את הקשיות ועמידות הבלאי
5. חישול משני בטמפרטורה-נמוכה (150~200 מעלות): הסר את מתח הטיפול בקור והחזר את הקשיחות
6. בדיקות לא-הרסניות, בדיקת גודל ואחסון מוצר מוגמר

אפקט: ממדים יציבים, קשיות אחידה, ביצועי עייפות מצוינים וללא עיוות לאורך תקופה ארוכה של שימוש.

פתרון 2: צינורות ללא תפרים (נפט וגז, דוודים, הובלת נוזלים)-גבוהה/עבה-דפנות חמות-

1. יצירת גלגול חם ← יישור גס
.2
3. עיבוד שבבי, שיפוע, כיפוף צינור וכו' להמשך עיבוד
4. איתור פגמים במוצר, בדיקה הידראולית
 

אפקט: עמיד בפני סדקים, עמיד בלחץ גבוה, מתח יציב, מתאים לתנאי עבודה-כבדים.
 

1. ליבת טיפול בקור: לשמור על מימדים, לשפר את הקשיות, לקדם טרנספורמציה של רקמות. התהליך כולו חייב לכלול קירור איטי, חימום-מחודש איטי, ולאחר מכן טמפרור מחדש-; אחרת, הוא נוטה להיסדק.

2. ליבת הפגת מתחים:מניעת דפורמציה, סדקים וסחיפה ממדית. להפגת מתחים במהלך טיפול בחום, תעדוף "חישול בטמפרטורה-גבוהה (שלם)" ו"חיסול-בטמפרטורה נמוכה (כדי לשמור על קשיות)." 

3.היגיון לשיפור ביצועים:בצע הפגת מתחים במהלך היווצרות → יישם התקשות קרה → בצע הפגת מתחים משנית. השילוב של שלושת התהליכים הללו לוקח בחשבון חוזק, קשיות, קשיחות ויציבות ממדית.