Miksi kylmävalssattu API 5L X52 -putki herättää lämpökäsittelykysymyksen?
API 5L X52, kirjoitettu nimellä L360 ISO 3183:ssa, on hiili-mangaaniputkilaji, jonka määritetty pienin myötöraja on 359 MPa tai 52 ksi. Tämän luokan putkiputki valmistetaan tavallisesti saumattomalla lävistyksellä, sähkövastushitsauksella, upokaarihitsauksella tai spiraalihitsauksella, ja se toimitetaan -valssattuna, normalisoituna, normalisoituna sekä karkaistuna tai karkaistuna ja karkaistuna. Kylmävalssausta, kylmävetoa ja kylmäpyyhkäisystä käytetään pääasiassa tarkkuusputkissa, hydraulisylinterien tynnyreissä ja koneistetuissa mekaanisissa komponenteissa, joissa seinän tiiviillä toleranssilla ja sileällä pinnalla on enemmän merkitystä kuin siirtoputkiston mitta-alueella.
Koska kylmämuokkaus lisää lujuutta ja vähentää sitkeyttä, prosessiinsinöörit kysyvät usein, voidaanko kylmävalssattua X52-putkea vielä lämpökäsitellä ja tuhoaako käsittely materiaalin laatu-identiteetin. Lämpökäsittely on teknisesti mahdollista kaikissa tapauksissa, mutta se on valittava ostoselosteessa ilmoitettua toimitusehtoa vasten mieluummin kuin pelkän kylmävalssatun ehdon mukaan.
Hiiliteräsputkeen sovelletut lämpökäsittelymenetelmät
Neljä klassista hoitoa hallitsevat, ja jokainen niistä vaikuttaa eri tavalla kylmämuokattuun tuotteeseen.
Hehkutus:putki kuumennetaan kriittisen alueen yläpuolelle, pidetään kunnes rakenne on tasainen ja jäähdytetään hitaasti uunissa. Kovuus laskee, plastisuus kasvaa ja kylmämuokattu rakenne kiteytyy täysin uudelleen.
Normalisointi:putki lämmitetään kriittisen alueen yläpuolelle ja jäähdytetään tyynessä ilmassa. Tuloksena on hienompi ja tasaisempi ferriitti-perliitin raerakenne, jossa kylmätyöstökovettuminen on täysin päinvastainen.
Sammutus:nopea lämmitys kriittisen alueen yläpuolelle, jota seuraa vesi- tai polymeerisammuttaminen, tuottaa kovan martensiittisen rakenteen. Sitä käytetään harvoin putkiputkiin sellaisenaan, koska karkaisemattomalla martensiittisella rakenteella on huono sitkeys.
Temperointi:sammutetun putken uudelleen lämmittäminen kontrolloituun lämpötilaan kriittisen alueen alapuolelle jäähdytysjännityksen lievittämiseksi ja sitkeyden palauttamiseksi. Karkaisu, jota seuraa karkaisu, on vakioreitti korkeammille API 5L -lujuustasoille.
Tyypilliset prosessiikkunat ja niistä johtuvat vaikutukset
| Hoito | Tyypillinen lämpötila | Jäähdytys | Vaikutus kylmävalssattuihin putkiin |
|---|---|---|---|
| Täysi hehkutus | 800-900 astetta | Uunin | Täysi uudelleenkiteytyminen, alhaisin kovuus, paras muovattavuus |
| Normalisoidaan | 870-920 °C | Vielä ilmaa | Tasainen hienorakeinen rakenne, kohtalainen lujuus |
| Stressiä lievittävä | 550-650 astetta | Ilmaa | Lievittää jäännösjännitystä ja vähentää kylmätyöskentelyn voimakkuutta |
| Sammutus | 850-900 astetta | Vesi tai polymeeri | Martensiittinen rakenne, suurin kovuus |
| Sammuta ja hillitse | 850-900 ja sitten 550-680 astetta | Vesi, sitten ilma | Tasapainoinen vahvuus ja sitkeys |
Yllä olevat luvut ovat hiili{0}}mangaaniputkiteräksen tavallisia myymälöitä. Valvontavaatimuksena ei koskaan ole pelkkä lämpötila, vaan pätevä menettely, pitoaika, jäähdytysnopeus ja käsitellylle putkelle suoritetut ominaisuustestit.
Toimitusehtovaatimukset API 5L:ssä ja ISO 3183:ssa
API 5L erottaa tuotespesifikaatiotasot. PSL1-putki tilataan vain laadun mukaan. PSL2-putki tulee tilata sekä laadulla että toimitusehdolla, ilmaistuna X52N normalisoidulle, X52Q karkaisulle ja karkaistulle tai X52M termomekaaniselle valssatukselle. Jos lämpökäsittelyä käytetään muotoilun jälkeen, valmistajan on osoitettava, että valmis putki täyttää edelleen tilatun laadun ja toimitustilan mekaaniset ominaisuudet, mukaan lukien myötöraja-alue, vetolujuusalue, venymä ja tarvittaessa iskunkestävyys.
Tämä on kylmävalssatun X52:n käytännön raja. Kylmävalssattu putki, joka on hehkutettu tai normalisoitu, menettää kylmätyöstön aiheuttaman lujuuden ja palaa kohti perusteräksen ominaisuuksia. Jotta hehkutuksen jälkeen saavutettaisiin 359 MPa:n pienin myötölujuus, kemia ja käsittely on valittava yhdessä ja tulos on todistettava veto- ja iskutesteillä mieluummin kuin kylmävalssauksen perusteella.
Käytännön ohjeita ostajille ja prosessisuunnittelijoille
Tilaa toimitusehto selkeästi. Jos lujuuden on tarkoitus tulla lämpökäsittelystä, määritä X52Q tai X52N kylmävalssatun tuotteen sijaan.
Käytä jännityksenpoistoa täyden hehkutuksen sijaan, kun tavoitteena on vain vähentää jäännösjännitystä kylmätyöstön jälkeen säilyttäen samalla suurimman osan kylmätyöstölujuudesta.
Vältä kylmämuokatun hiili-mangaaniteräksen käsittelyä 200–350 celsiusasteen ikkunassa, jossa jännitysvanheneminen ja sininen hauraus voivat vähentää sitkeyttä ilman näkyvää ulkonäön muutosta.
Vahvista lopulliset ominaisuudet lämpökäsitellyn putken veto- ja iskutestauksella, älä siirtämällä arvoja perusmetallitehtaan sertifikaatista.
Kirjaa hyväksytty toimenpide lämpönumeroon, jotta toistetut tilaukset voidaan toistaa.
FAQ
K: Voidaanko kylmävalssattu X52-putki lämpökäsitellä ja myydä edelleen nimellä X52?
Kyllä, mutta ei automaattisesti. Hehkutus ja normalisointi kiteyttää uudelleen kylmämuokatun rakenteen, jolloin kylmävalssauksesta saatu lujuus menetetään. Putki on testattava tilatun laadun ja toimitustilan suhteen ennen kuin se voidaan merkitä X52.
K: Mikä lämpökäsittely on paras kylmävalssatulle X52-putkelle?
Se riippuu tarkoituksesta. Jännitystenpoistoa 550-650 asteessa käytetään, kun jäännösjännitys on ongelma ja lujuus on säilytettävä. Normalisointia 870-920 asteessa käytetään, kun yhtenäinen rakenne ja ennustettavat ominaisuudet ovat tärkeämpiä kuin korkea lujuus.
K: Muuttaako lämpökäsittely teräksen kemiallista koostumusta?
Ei. Lämpökäsittely muuttaa mikrorakennetta ja siten mekaanisia ominaisuuksia, mutta teräksen kemiallinen koostumus pysyy lämpöanalyysissä määritellyn mukaisena. Vain pinnan hapettumista ja hiilenpoistoa on valvottava.
K: Mitkä ominaisuudet tulisi tarkistaa lämpökäsittelyn jälkeen?
Vetolujuus, myötöraja ja venymä käsitellystä putkesta otetusta koekappaleesta sekä iskunkestävyys, jos spesifikaatio sitä vaatii. Kovuustesti on hyödyllinen lisätarkistus tasaisuuden mittaamiseksi koko pituudella.
K: Soveltuvatko jäähdytys ja temperointi X52-linjaputkeen?
Kyllä. Karkaistu ja karkaistu toimitus, nimeltään X52Q, on tunnustettu API 5L -vaihtoehto. Yleensä putkitehdas suorittaa sen pätevän menettelyn mukaisesti mieluummin kuin toissijaisena toimenpiteenä valmiille kylmävalssatulle putkelle.
K: Voiko lämpökäsiteltyä putkea taivuttaa tai hitsata jälkikäteen?
Kyllä, huolella. Hitsauksessa otetaan käyttöön uusi lämpövaikutteinen vyöhyke, jonka ominaisuudet poikkeavat käsitellystä putken rungosta, joten hitsausprosessin hyväksyntä ja kriittisten linjojen paikallinen jälki{1}}lämpökäsittely vaaditaan yleensä.
