טיפול בחום בצנרת פלדה הוא תהליך המשנה את המבנה הפנימי של הצינור באמצעות חימום, החזקה בטמפרטורה מסוימת וקירור, ובכך משיג את התכונות הרצויות. מטרתו העיקרית היא לייעל את המאפיינים המכניים (כגון חוזק, קשיחות, קשיות) ותכונות העיבוד (כגון יכולת עיבוד, עמידות בפני קורוזיה) של הצינור, מה שהופך אותו למסוגל לעמוד בדרישות התובעניות של תרחישי יישומים שונים.
I. הפונקציות העיקריות של טיפול בחום בצינור פלדה
טיפול בחום אינו משנה את צורת צינור הפלדה, אלא משנה את "איכותו הפנימית. ההשפעות הספציפיות כוללות:
- 1. הגברת חוזק וקשיות:באמצעות תהליכים כגון כיבוי, ניתן לשפר משמעותית את כושר נשיאת העומס-ועמידות הבלאי של צינור הפלדה.
- 2. שיפור הפלסטיות והקשיחות:באמצעות תהליכים כגון חישול, הקשיות מופחתת, הגמישות מוגברת ושיפור עמידות הפגיעה, מה שמקל על עיבוד קר לאחר מכן (כגון כיפוף).
- 3. ביטול מתח פנימי:לאחר יציקה, ריתוך או עיבוד קר, צינור הפלדה יגרום ללחץ פנימי. באמצעות-הקלת מתח ניתן למנוע חישול, דפורמציה או סדקים.
- 4. מבנה והרכב אחידים:שיפור חוסר האחידות- של מבנה הגרגיר הפנימי של צינור הפלדה, מה שהופך את הביצועים ליציבים יותר.
- 5. השגת תכונות פיזיקליות או כימיות ספציפיות:לדוגמה, שיפור עמידות בפני קורוזיה של צינורות נירוסטה מסוימים.
II. הסבר מפורט על תהליכי טיפול בחום נפוצים
בהתאם לטמפרטורות החימום ולמהירויות הקירור השונות, ניתן לסווג את התהליכים העיקריים לקטגוריות הבאות:
| שם תהליך | מטרה עיקרית | תהליך קצר |
| רִכּוּך | מפחית קשיות, משפר את הפלסטיות, מבטל את הלחץ הפנימי והומוגנית את המבנה. | מחממים לטמפרטורה המתאימה, מחזיקים זמן מה, ואז מצננים לאט (בדרך כלל על ידי השארת בתנור). |
| מנרמל | תהליך זה נועד לחדד את מבנה הגביש, להתאים את הרכב החומר ולחסל את הקרבידים הרשתיים, הכנת החומר לטיפול בחום הבא. | החומר מחומם לטמפרטורה מעט גבוהה מזו עבור חישול, מוחזק בטמפרטורה זו ולאחר מכן מקורר באוויר. קצב הקירור מהיר יותר מזה של חישול. |
| מרווה | שפר באופן משמעותי את הקשיות והחוזק של צינורות פלדה | הוא מחומם מעל הטמפרטורה הקריטית, נשמר לזמן מה, ולאחר מכן מתקרר במהירות במים, שמן וכו'. |
| הַרפָּיָה | זה חייב להתבצע מיד לאחר ההמרה כדי להעלים את השבריריות והלחץ הפנימי הנגרמים מהמרווה ולהשיג שילוב טוב של חוזק וקשיחות | צינור הפלדה הרווה מחומם מחדש לטמפרטורה נמוכה יותר, מוחזק לתקופה מסוימת ולאחר מכן מקורר. |
III. עקרונות ותהליכים בסיסיים של טיפול בחום
- 1. עקרון בסיסי:תכונות הפלדה תלויות במבנה המיקרו הפנימי שלה (כגון פריט, אוסטניט, צמנטיט וכו'). טיפול בחום משנה את המיקרו-מבנים הללו על ידי שליטה בטמפרטורה, גורם לשינויי פאזה בפלדה, ובכך משנה את צורתם, גודלם ופיזורם.
- 2. שלושה שלבים עיקריים:
- הַסָקָה: מחממים את צינור הפלדה באופן אחיד לטמפרטורה מעל לטמפרטורת הטרנספורמציה הפאזה שנקבעה מראש, ויוצרים מבנה אוסטניט.
- בידוד תרמי:מבטיח שהטמפרטורה בתוך ומחוץ לצינור הפלדה היא עקבית, ההרכב אחיד ושההתמרה החומרית הושלמה.
- הִתקָרְרוּת:הצעד הכי מכריע. על ידי שליטה בקצב הקירור (כגון קירור תנור, קירור אוויר, קירור שמן או קירור מים), ניתן להפוך את האוסטניט למבנים סופיים שונים, ובכך להשיג את הביצועים הרצויים.
לסיכום, טיפול בחום בצינורות פלדה הוא תהליך המפתח שנותן להם את ה"נשמה" שלהם. צינור פלדה בעל אותו הרכב יכול להפוך לצינור מקדחה קשיח, צינור נוזל גמיש, או שרוול בעל חוזק- גבוה באמצעות טיפולי חום שונים, ובכך להרחיב מאוד את ערכו ואת היקף היישום שלו.
