Zwei Möglichkeiten für die Entstehung von Oberflächenfehlern an spiralförmigen Stahlrohren

Es gibt zwei Möglichkeiten für die Entstehung von Oberflächenfehlern an spiralförmigen Stahlrohren: Zum einen ist das Material selbst während des Verformungsprozesses nicht plastisch genug, was zu Rissen und äußeren Falten führt; zum anderen verursacht die Oberflächenoxidation des Materials Oberflächenfehler, die sich während des Verformungsprozesses zu Rissen und äußeren Falten vergrößern.

1. Ergebnisse und Analyse der Zugversuche mit thermischer Simulation
Zur Untersuchung der Hochtemperaturplastizität des Materials wurde eine Reihe von Zugversuchen unter thermischer Simulation durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass der Bereich hoher Plastizität für 9Ni-Stahl zwischen 900 und 1200 °C liegt und die Zugverformung über 90 % erreichen kann. Ein Vergleich von Verformungsgrad und Verformungstemperatur in den einzelnen Walzphasen des Rohrs verdeutlicht, dass sowohl das Perforieren als auch das Schrägwalzen im Bereich hoher Plastizität stattfinden und der Verformungsgrad deutlich unter der Verformungskapazität des Materials liegt. Obwohl die Temperatur in der letzten Phase des Kalibrierprozesses unter 900 °C liegt, hat die vorherige Analyse gezeigt, dass die Defekte an der Rohroberfläche bereits vor dem Kalibrierprozess entstehen. Daher kann davon ausgegangen werden, dass die kleinen äußeren Falten und Risse beim Walzen nicht auf eine mangelnde Plastizität des Materials selbst zurückzuführen sind.

2. Ergebnisse und Analyse des Hochtemperatur-Oxidationstests
Die Morphologie von Proben, die bei 1–100 °C unterschiedlich lange oxidiert wurden, wurde untersucht. Obwohl die Oberfläche der oxidierten Probe glatt ist, zeigt sich nach einer Stunde eine leichte Korngrenzenoxidation zwischen der Oxidschicht und der Metallgrenzfläche. Mit zunehmender Oxidationszeit vertieft sich die Korngrenzenoxidation weiter. Zu diesem Zeitpunkt ist die Korngrenzenoxidationsrate höher als die Wachstumsrate des Metalls in der Oxidschicht. Sobald die Korngrenzenoxidationstiefe einen bestimmten Wert erreicht hat, nimmt die Dicke der Oxidschicht mit zunehmender Oxidationszeit weiter zu, die Korngrenzenoxidationstiefe jedoch nicht weiter. Dies deutet darauf hin, dass sich zu diesem Zeitpunkt die Geschwindigkeit der Korngrenzenoxidation und die Wachstumsrate des Metalls in der Oxidschicht im Gleichgewicht befinden.