Pertama, piawaian pengeluaran paip keluli lancar:
1. Keperluan kualiti paip keluli lancar.
① Komposisi kimia keluli: Komposisi kimia keluli merupakan faktor terpenting yang mempengaruhi prestasi paip keluli lancar. Ia juga merupakan asas utama untuk merumuskan parameter proses tiub gulung dan rawatan haba paip keluli. Dalam piawaian paip keluli lancar, mengikut kegunaan paip keluli yang berbeza, keperluan yang sepadan dikemukakan untuk peleburan keluli dan kaedah pembuatan tiub kosong, dan peraturan ketat dibuat mengenai komposisi kimia. Khususnya, keperluan dikemukakan untuk kandungan unsur kimia berbahaya tertentu (arsenik, timah, antimoni, plumbum, bismut) dan gas (nitrogen, hidrogen, oksigen, dll.). Untuk meningkatkan keseragaman komposisi kimia dalam keluli dan ketulenan keluli, mengurangkan kemasukan bukan logam dalam tiub kosong, dan meningkatkan morfologi pengedarannya, peralatan penapisan di luar relau sering digunakan untuk menapis keluli cair, dan juga relau elektro-sanga digunakan untuk mencairkan semula dan menapis tiub kosong.
② Ketepatan saiz geometri paip keluli dan diameter luar: ketepatan diameter luar paip keluli, ketebalan dinding, ovaliti, panjang, kelengkungan paip keluli, cerun pemotongan permukaan hujung paip keluli, sudut alur permukaan hujung paip keluli dan tepi tumpul, dimensi keratan rentas paip keluli berbentuk khas
A. Ketepatan diameter luar paip keluli: Ketepatan diameter luar paip keluli lancar bergantung pada kaedah saiz (pengurangan) diameter (termasuk pengurangan tegangan), operasi peralatan, sistem proses, dan sebagainya. Ketepatan diameter luar juga berkaitan dengan ketepatan pemprosesan lubang mesin saiz (pengurangan) dan taburan ubah bentuk serta pelarasan setiap bingkai. Ketepatan diameter luar paip keluli lancar tergelek sejuk (tergelek) berkaitan dengan ketepatan acuan atau lubang gelek.
B. Ketebalan dinding: Ketepatan ketebalan dinding paip keluli lancar berkaitan dengan kualiti pemanasan tiub kosong, parameter reka bentuk proses dan parameter pelarasan setiap proses ubah bentuk, kualiti alat, dan kualiti pelincirannya. Taburan ketebalan dinding paip keluli yang tidak sekata adalah ketebalan dinding melintang yang tidak sekata dan ketebalan dinding membujur yang tidak sekata.
③ Kualiti permukaan paip keluli: Piawaian ini menetapkan keperluan "kemasan permukaan" paip keluli. Walau bagaimanapun, terdapat sebanyak 10 jenis kecacatan permukaan dalam paip keluli disebabkan oleh pelbagai sebab semasa proses pengeluaran. Termasuk retakan permukaan (retakan), garis rambut, lipatan dalam, lipatan luar, tusukan, lurus dalam, lurus luar, delaminasi, parut, lubang, cembung, lubang (lubang), lelasan (calar), lingkaran dalam, lingkaran luar, garis biru, pelurusan, tanda penggelek, dan sebagainya. Sebab utama kecacatan ini disebabkan oleh kecacatan permukaan atau kecacatan dalaman tiub kosong. Sebaliknya, ia dihasilkan semasa proses pengeluaran, iaitu, jika parameter proses penggelek tidak direka bentuk secara munasabah, permukaan alat (acuan) tidak licin, keadaan pelinciran tidak baik, reka bentuk dan pelarasan lubang tidak munasabah, dan sebagainya, ia boleh menyebabkan masalah kualiti permukaan paip keluli; atau jika tiub kosong (paip keluli) dipanaskan, digulung, dirawat haba dan diluruskan jika suhu pemanasan dikawal dengan tidak betul, ubah bentuk tidak sekata, kelajuan pemanasan dan penyejukan tidak munasabah, atau ubah bentuk pelurusan terlalu besar, ia juga boleh menyebabkan paip keluli mempunyai retakan permukaan.
④ Sifat fizikal dan kimia paip keluli: Sifat fizikal dan kimia paip keluli termasuk sifat mekanikal pada suhu bilik, sifat mekanikal pada suhu tertentu (kekuatan haba atau prestasi suhu rendah), dan rintangan kakisan (anti-pengoksidaan, anti-hakisan air, rintangan asid dan alkali, dll.). Secara amnya, sifat fizikal dan kimia paip keluli bergantung terutamanya pada komposisi kimia, struktur organisasi, ketulenan keluli, dan kaedah rawatan haba paip keluli. Sudah tentu, dalam beberapa kes, suhu gulungan dan sistem ubah bentuk paip keluli juga mempengaruhi prestasi paip keluli.
⑤ Prestasi proses paip keluli: Prestasi proses paip keluli termasuk meratakan, membakar, melengkung, membengkokkan, menarik cincin dan mengimpal paip keluli.
⑥ Struktur metalografi paip keluli: Struktur metalografi paip keluli merangkumi struktur paip keluli berpembesaran rendah dan berpembesaran tinggi.
⑦ Keperluan khas untuk paip keluli: syarat khas yang diperlukan oleh pelanggan.
Kedua, masalah kualiti dalam proses pengeluaran paip keluli lancar – kecacatan kualiti bilet tiub dan pencegahannya.
1. Kecacatan kualiti bilet tiub dan pencegahannya: Bilet tiub yang digunakan dalam pengeluaran paip keluli lancar boleh jadi sama ada bilet tiub bulat tuangan berterusan, bilet tiub bulat gulung (tempa), bilet tiub bulat berongga tuangan sentrifugal, atau jongkong keluli yang boleh digunakan secara langsung. Dalam proses pengeluaran sebenar, bilet tiub bulat tuangan berterusan digunakan terutamanya kerana kosnya yang rendah dan kualiti permukaan yang baik.
1.1 Kecacatan bentuk rupa dan kualiti permukaan bilet tiub
1.1.1 Kecacatan bentuk rupa: Bagi bilet tiub bulat, kecacatan bentuk rupa bilet tiub terutamanya termasuk diameter dan oval bilet tiub, toleransi serong pemotongan permukaan hujung, dan sebagainya. Bagi jongkong keluli, kecacatan bentuk rupa bilet tiub terutamanya termasuk bentuk jongkong keluli yang salah disebabkan oleh haus acuan jongkong keluli, dan sebagainya.
① Diameter dan ovaliti bilet tiub bulat adalah di luar toleransi: Dalam praktiknya, secara amnya dipercayai bahawa apabila bilet tiub ditebuk, saiz kadar pengurangan tekanan sebelum kepala tebuk adalah berkadar dengan jumlah lipatan ke dalam tiub mentah yang ditebuk. Semakin besar kadar pengurangan tekanan kepala, semakin besar kemungkinan rongga bilet tiub terbentuk lebih awal, dan tiub mentah terdedah kepada retakan permukaan dalam. Dalam pengeluaran biasa, parameter jenis lubang mesin tebuk ditentukan mengikut diameter nominal bilet tiub dan diameter luar serta ketebalan dinding tiub mentah. Apabila jenis lubang diselaraskan, jika diameter luar bilet tiub melebihi toleransi positif, kadar pengurangan tekanan sebelum kepala meningkat, dan tiub mentah yang ditebuk menghasilkan kecacatan lipatan ke dalam; jika diameter luar bilet tiub terlalu negatif, kadar pengurangan tekanan sebelum kepala berkurangan, dan titik gigitan pertama bilet tiub bergerak ke arah tekak, yang menjadikan proses tebuk sukar dicapai. Ovaliti di luar toleransi: Apabila ovaliti bilet tiub tidak sekata, bilet tiub berputar secara tidak stabil selepas memasuki zon ubah bentuk menindik, dan penggelek akan menggaru permukaan bilet tiub, mengakibatkan kecacatan permukaan tiub mentah.
② Serong permukaan hujung bilet tiub bulat tidak menepati toleransi: Ketebalan dinding hujung hadapan tiub mentah yang ditebuk bilet tiub tidak sekata. Sebab utamanya ialah apabila bilet tiub tidak mempunyai lubang tengah, palam akan bertemu dengan permukaan hujung bilet tiub semasa proses penebukan. Disebabkan oleh cerun yang besar pada permukaan hujung bilet tiub, muncung palam tidak mudah untuk memusatkan pusat bilet tiub, mengakibatkan ketebalan dinding permukaan hujung tiub kasar yang tidak sekata.
1.1.2 Kecacatan kualiti permukaan (bilet tiub bulat tuangan berterusan): Retakan permukaan bilet tiub: retakan membujur, retakan melintang dan retakan jejaring. Punca retakan membujur:
A. Aliran ofset yang disebabkan oleh ketidaksejajaran muncung dan penghablur menghakis cangkerang bilet tiub yang telah mengeras;
B. Sifat lebur sanga pelindung adalah lemah, dan lapisan sanga cecair terlalu tebal atau terlalu nipis, mengakibatkan ketebalan filem sanga yang tidak sekata, menjadikan cangkerang pepejal setempat pada bilet tiub terlalu nipis.
C. Turun naik paras cecair penghabluran (apabila turun naik paras cecair ialah ﹥±10mm, kadar kejadian retakan adalah kira-kira 30%);
Kandungan D. P dan S dalam keluli. (P﹥0.017%, S﹥0.027%, retakan membujur cenderung meningkat);
E. Apabila C dalam keluli ialah 0.12%-0.17%, retakan membujur cenderung meningkat.
Langkah pencegahan: A. Pastikan muncung dan penghablur sejajar; B. Turun naik paras cecair penghabluran hendaklah stabil; C. Gunakan tirus penghabluran yang sesuai; D. Pilih sanga pelindung dengan prestasi cemerlang; E. Gunakan penghabluran atas panas.
Punca retakan melintang: A. Tanda getaran yang terlalu dalam adalah punca utama retakan melintang; B. Peningkatan kandungan (niobium dan aluminium) dalam keluli adalah punca yang mendorong. C. Bilet tiub diluruskan pada suhu 900-700℃. D. Keamatan penyejukan sekunder terlalu besar.
Langkah-langkah pencegahan:
A. Penghablur menggunakan frekuensi tinggi dan amplitud kecil untuk mengurangkan kedalaman tanda getaran pada permukaan arka dalam bilet;
B. Zon penyejukan sekunder menggunakan sistem penyejukan lemah yang stabil untuk memastikan suhu permukaan lebih besar daripada 900 darjah semasa pelurusan.
C. Pastikan paras cecair penghabluran stabil;
D. Gunakan sanga pelindung dengan prestasi pelinciran yang baik dan kelikatan yang rendah.
Punca retakan rangkaian permukaan:
A. Jongkong suhu tinggi menyerap kuprum penghablur, dan kuprum menjadi cecair dan kemudian meresap keluar di sepanjang sempadan butiran austenit;
B. Unsur-unsur sisa dalam keluli (seperti kuprum, timah, dll.) kekal di permukaan tiub dan meresap keluar di sepanjang sempadan butiran;
Langkah-langkah pencegahan:
A. Penyaduran krom pada permukaan penghablur untuk meningkatkan kekerasan permukaan;
B. Gunakan isipadu air penyejuk sekunder yang sesuai;
C. Kawal elemen sisa dalam keluli.
D. Kawal nilai Mn/S untuk memastikan Mn/S >40. Secara amnya dipercayai bahawa apabila kedalaman retakan permukaan tiub tidak melebihi 0.5mm, retakan akan teroksida semasa proses pemanasan dan tidak akan menyebabkan retakan pada permukaan paip keluli. Oleh kerana retakan permukaan tiub akan teroksida dengan teruk semasa proses pemanasan, retakan sering disertai dengan zarah pengoksidaan dan penyahkarbonan selepas penggelek.
Parut dan kulit tebal pada tiub: suhu keluli cair terlalu rendah, keluli cair terlalu melekit, muncung tersumbat, aliran suntikan menyimpang, dan sebagainya. Disebabkan parut dan kulit tebal pada permukaan bilet tiub, lipatan tiub keluli berbeza daripada parut dan kecacatan lipatan tiub kasar yang dihasilkan semasa penggelek tiub. Ia mempunyai ciri-ciri pengoksidaan yang sangat jelas, disertai dengan zarah pengoksidaan dan penyahkarbonan yang teruk, dan oksida ferus wujud pada kecacatan tersebut.
Liang bilet tiub: Secara amnya, beberapa liang kecil terbentuk pada permukaan bilet tiub disebabkan oleh pecahnya gelembung subkutaneus semasa penuangan keluli cair. Selepas bilet tiub digulung, kulit kecil yang terbang akan terbentuk pada permukaan paip keluli.
Punca lubang dan alur dalam bilet tiub: Di satu pihak, ia mungkin terhasil semasa proses penghabluran bilet, yang berkaitan dengan tirus besar penghablur atau penyejukan zon penyejukan sekunder yang tidak sekata; sebaliknya, ia mungkin disebabkan oleh lebam mekanikal atau calar pada permukaan bilet tiub sebelum bilet disejukkan sepenuhnya. Lipatan atau parut (lubang) dan lipatan besar (alur) terbentuk pada permukaan tiub kasar selepas penebukan.
"Telinga" bilet tiub: terutamanya kerana jurang gulungan (gulungan pelurus mesin tuangan berterusan dan gulungan gulungan kilang gulungan) tidak ditutup. Apabila bilet tiub diluruskan atau digulung, gulungan pelurus atau gulungan gulungan mempunyai terlalu banyak tekanan atau jurang gulungan terlalu kecil. Ini menyebabkan terlalu banyak logam lebar memasuki jurang gulungan. Selepas penebukan, permukaan tiub kasar menghasilkan lipatan lingkaran. Tidak kira apa jenis kecacatan permukaan bilet tiub, adalah mungkin untuk membentuk kecacatan pada permukaan tiub keluli semasa proses gulungan tiub. Dalam kes yang teruk, tiub keluli gulung akan dikikis. Oleh itu, adalah perlu untuk mengukuhkan kawalan kualiti permukaan bilet tiub dan penyingkiran kecacatan permukaan. Hanya bilet tiub yang memenuhi keperluan standard boleh dimasukkan ke dalam pengeluaran gulungan tiub.
1.2 Kecacatan struktur bilet tiub berkuasa rendah:
Gelembung subkutaneus visual dalam bilet tiub: Sebab-sebab kejadiannya adalah penyahoksidaan keluli lebur dan kandungan gas (terutamanya hidrogen) yang tidak mencukupi dalam keluli lebur, yang juga merupakan sebab penting untuk penghasilan gelembung subkutaneus dalam bilet tiub. Kecacatan ini membentuk kulit terbang (tanpa peraturan) pada permukaan luar tiub keluli selepas penebukan atau penggelek. Bentuknya serupa dengan "kuku". Dalam kes yang teruk, ia akan menutupi permukaan luar tiub keluli. Kecacatan jenis ini kecil dan cetek dan boleh dihilangkan dengan mengisar.
Sebab utama retakan subkutaneus pada bilet tiub adalah kerana suhu lapisan permukaan bilet tiub bulat tuangan berterusan berubah berulang kali dan membentuk pelbagai perubahan fasa. Secara amnya, tiada kecacatan yang dihasilkan, dan jika ada, ia adalah lipatan kecil.
Retakan tengah dan retakan tengah dalam bilet tiub: Retakan tengah dan retakan tengah dalam bilet tiub bulat tuangan berterusan adalah punca utama lenturan ke dalam paip keluli tanpa sambungan. Punca retakan sangat rumit, melibatkan kesan pemindahan haba pemejalan, penembusan dan tekanan bilet, tetapi secara amnya, ia dikawal oleh proses pemejalan bilet dalam zon penyejukan sekunder.
Kelonggaran dan pengecutan bilet tiub: terutamanya disebabkan oleh kesan butiran lanjut bilet semasa proses pemejalan, pergerakan logam cecair dibentuk berdasarkan rintangan pengecutan yang disebabkan oleh penyejukan dalam arah pemejalan. Jika bilet tiub bulat tuangan berterusan mempunyai kelonggaran dan pengecutan, ia tidak akan memberi banyak kesan pada kualiti tiub kasar dengan penggelek serong dan perforasi.
1.3 Kecacatan mikrostruktur bilet tiub: pembesaran tinggi atau mikroskop elektron.
Apabila komposisi dan organisasi bilet tiub tidak sekata dan pengasingan yang teruk berlaku, paip keluli yang digulung akan menunjukkan organisasi jalur yang teruk, sekali gus menjejaskan sifat mekanikal dan sifat kakisan paip keluli, dan menjadikan prestasinya tidak memenuhi keperluan. Apabila kandungan kemasukan bilet tiub terlalu banyak, ia bukan sahaja akan menjejaskan prestasi paip keluli tetapi juga boleh menyebabkan keretakan pada paip keluli semasa proses pengeluaran.
Faktor: unsur berbahaya dalam keluli, komposisi dan pengasingan organisasi bilet tiub, dan rangkuman bukan logam dalam bilet tiub.
2. Kecacatan pemanasan bilet tiub.
Dalam penghasilan paip keluli lancar gulung panas, dua proses pemanasan secara amnya diperlukan daripada bilet tiub kepada paip keluli siap, iaitu pemanasan bilet tiub sebelum penebukan dan pemanasan semula tiub kasar selepas penggelek sebelum saiz. Apabila menghasilkan paip keluli gulung sejuk, penyepuhlindapan perantaraan diperlukan untuk menghapuskan tegasan baki paip keluli. Walaupun tujuan setiap pemanasan adalah berbeza dan relau pemanasan mungkin berbeza, jika parameter proses dan kawalan pemanasan setiap pemanasan tidak betul, bilet tiub (paip keluli) akan menghasilkan kecacatan pemanasan dan menjejaskan kualiti paip keluli. Tujuan pemanasan bilet tiub sebelum penebukan adalah untuk meningkatkan keplastikan keluli, mengurangkan rintangan ubah bentuk keluli, dan menyediakan struktur metalografi yang baik untuk paip penggelek. Relau pemanasan yang digunakan ialah relau pemanasan anulus, relau pemanasan rasuk berjalan, relau pemanasan bawah condong, dan relau pemanasan bawah kereta. Tujuan pemanasan semula tiub kasar sebelum saiz adalah untuk meningkatkan dan meratakan suhu tiub kasar, meningkatkan keplastikan, mengawal struktur metalografi, dan memastikan sifat mekanikal paip keluli. Relau pemanasan terutamanya merangkumi relau pemanasan rasuk berjalan, relau pemanasan bawah gulung berterusan, relau pemanasan bawah condong, dan relau pemanasan induksi elektrik. Tujuan rawatan haba penyepuhlindapan paip keluli semasa penggelek sejuk adalah untuk menghapuskan fenomena pengerasan kerja yang disebabkan oleh pemprosesan sejuk paip keluli, mengurangkan rintangan ubah bentuk keluli, dan mewujudkan keadaan untuk pemprosesan paip keluli yang berterusan. Relau pemanasan yang digunakan untuk rawatan haba penyepuhlindapan terutamanya merangkumi relau pemanasan rasuk berjalan, relau pemanasan bawah gulung berterusan, dan relau pemanasan bawah kereta.
① Kecacatan biasa pemanasan bilet tiub termasuk: pemanasan bilet tiub (paip keluli) yang tidak sekata (biasanya dikenali sebagai permukaan yin dan yang), pengoksidaan, penyahkarbonan, retakan pemanasan, terlalu panas, dan pembakaran berlebihan.
② Faktor utama yang mempengaruhi kualiti pemanasan bilet tiub: ialah suhu pemanasan, kelajuan pemanasan, masa pemanasan dan pegangan, dan atmosfera relau.
③ Suhu pemanasan bilet tiub: terutamanya ditunjukkan sebagai suhu yang terlalu rendah atau terlalu tinggi atau suhu pemanasan yang tidak sekata. Jika suhu terlalu rendah, ia akan meningkatkan rintangan ubah bentuk keluli dan mengurangkan keplastikan. Terutamanya apabila suhu pemanasan tidak dapat memastikan struktur metalografi keluli diubah sepenuhnya menjadi butiran austenit, kecenderungan retakan pada bilet tiub semasa penggelek panas akan meningkat. Apabila suhu terlalu tinggi, permukaan bilet tiub akan mengalami pengoksidaan teruk, penyahkarbonan, dan juga terlalu panas atau terbakar.
④ Kelajuan pemanasan bilet tiub: Saiz kelajuan pemanasan bilet tiub berkait rapat dengan penghasilan retakan pemanasan bilet tiub. Apabila kelajuan pemanasan terlalu pantas, bilet tiub terdedah kepada retakan pemanasan. Sebab utamanya ialah: apabila suhu permukaan bilet tiub meningkat, logam di dalam bilet tiub dan logam di permukaan mempunyai perbezaan suhu, mengakibatkan pengembangan haba logam dan tekanan haba yang tidak konsisten. Sebaik sahaja tekanan haba ini melebihi tekanan patah bahan, retakan akan berlaku; retakan pemanasan bilet tiub mungkin wujud pada permukaan bilet tiub atau di dalamnya. Apabila bilet tiub dengan retakan pemanasan berlubang, mudah untuk membentuk retakan atau lipatan pada permukaan dalam dan luar tiub kasar. Pencegahan: Apabila bilet tiub masih pada suhu rendah selepas memasuki relau pemanasan, kelajuan pemanasan yang lebih rendah digunakan. Apabila suhu bilet tiub meningkat, kelajuan pemanasan boleh ditingkatkan sewajarnya.
Masa pemanasan dan masa pegangan bilet tiub: Tempoh masa pemanasan dan masa pegangan bilet tiub berkaitan dengan kecacatan pemanasan (pengoksidaan permukaan, penyahkarbonan, saiz butiran kasar, terlalu panas atau pembakaran berlebihan, dll.). Secara amnya, semakin lama bilet tiub dipanaskan pada suhu tinggi, semakin besar kemungkinan ia menyebabkan pengoksidaan permukaan yang teruk, penyahkarbonan, terlalu panas, atau pembakaran berlebihan, yang boleh menyebabkan paip keluli dikikis dalam kes yang teruk. Langkah pencegahan: A. Pastikan bilet tiub dipanaskan secara sekata dan diubah sepenuhnya menjadi struktur austenit; B. Karbida harus dilarutkan menjadi butiran austenit; C. Butiran austenit tidak boleh kasar dan kristal campuran tidak boleh muncul; D. Bilet tiub tidak boleh terlalu panas atau terlalu panas selepas pemanasan.
Pendek kata, untuk meningkatkan kualiti pemanasan bilet tiub dan mencegah kecacatan pemanasan, keperluan berikut biasanya dipatuhi semasa merumuskan parameter proses pemanasan bilet tiub: A. Suhu pemanasan yang tepat untuk memastikan proses penembusan dijalankan dalam julat suhu dengan kebolehtelapan bilet tiub yang terbaik; B. Suhu pemanasan yang seragam, berusaha untuk membuat perbezaan suhu pemanasan bilet tiub di sepanjang arah membujur dan melintang tidak lebih daripada ±10°C; C. Kurang pembakaran logam, semasa proses pemanasan, bilet tiub harus dicegah daripada pengoksidaan berlebihan, retakan permukaan, lekatan, dll. D. Sistem pemanasan yang munasabah, suhu pemanasan, kelajuan pemanasan dan masa pemanasan (masa pegangan) harus diselaraskan secara munasabah untuk mengelakkan bilet tiub daripada terlalu panas atau terbakar.
Masa siaran: 17 Jan-2025