Motivele, impactul și prevenirea stratificării bilețelor de tub pătrat

Stratificarea țaglei se referă la fenomenul în care separarea metalului de tip-strat are loc paralel cu direcția de rulare în interiorul țaglei (pentru țevi pătrate fără sudură, corespunde țaglei tubului circular; pentru țevile pătrate-formate și sudate la rece, corespunde plăcii de oțel sau țevilor de bandă). Acesta este un defect intern ascuns. Cauzele pot fi împărțite în două mari categorii:defecte metalurgice inerente și induse de procesele ulterioare. În cele din urmă, se extinde în stratificare macroscopică în timpul procesului de deformare plastică.

• Agregarea ne-metalicelorincluziuni: În timpul fabricării oțelului, dezoxidarea incompletă și suflarea moale insuficientă în rafinare, precum și formarea de calcar sau eroziunea materialelor refractare, pot avea ca rezultat incluziuni dure cu punct de -topire-înalt, cum ar fi Al₂O₃, sulfuri și aluminatul de calciu- rămas în oțelul topit. Aceste incluziuni nu au plasticitate și, în timpul rulării, sunt alungite în straturi subțiri, slabe, devenind nucleul interfeței pentru delaminare.
• Intedefecte rnale ale taglelor de turnare continuă: În timpul procesului de turnare continuă, porozitatea centrală, cavitățile de contracție și bulele de sub suprafață pot rămâne dacă nu sunt complet sudate în timpul rulării ulterioare. Acestea vor fi presate în goluri stratificate; în același timp, segregarea centrală a carbonului și structura cu benzi pot cauza proprietăți mecanice neuniforme ale secțiunii transversale-și forța de legătură a zonei de segregare este mult mai mică decât cea a matricei, făcând-o predispusă la separare sub stres.

• Încălzire inconsecventă și temperatură necorespunzătoare:Dacă țagla tubului nu este încălzită complet sau există o diferență mare de temperatură pe -secțiunea transversală (cunoscută în mod obișnuit ca „suprafață yin-yang”), aceasta va avea ca rezultat plasticitate neuniformă a metalului, iar în timpul deformării, efortul de forfecare interstrat va depăși rezistența de legătură, provocând separarea de-a lungul suprafeței slabe; dacă temperatura de încălzire este prea scăzută, plasticitatea generală va fi insuficientă, iar în timpul străpungerii/rulării, defectele interne sunt mai predispuse să fie desprinse.
• Nepotrivirea parametrilor de perforare/rulare (proces fără sudură):  În timpul străpungerii la rulare oblică, dacă viteza de rulare este prea mare și unghiul de alimentare este prea mic, țagla tubului va fi supusă unei solicitări de forfecare axiale excesive, determinând ca defectele interne minore să fie despărțite și extinzându-se de-a lungul direcției axiale, formând un strat paralel cu peretele tubului; Reducerea excesivă cu o singură trecere și uzura excesivă a sculei vor exacerba, de asemenea, fluxul neuniform de metal, declanșând stratificarea.
• Concentrarea tensiunilor în formarea prin îndoire la rece (proces de sudare): Stratificarea interioară minoră existentă în bandă de oțel se va extinde de-a lungul direcției grosimii sub solicitarea repetată la îndoire în timpul formării la îndoire la rece; distribuția nerezonabilă a trecerilor de formare și deformarea excesivă{0}}o singură trecere vor cauza, de asemenea, în mod direct stratificarea prin forfecare în direcția grosimii.
• Unrăcire post-laminare controlată: Dacă viteza de răcire este prea mare, va genera simultan stres termic mare și stres de microstructură, provocând formarea de microfisuri în zona centrală de segregare; Răcirea necorespunzătoare a stivei și demontarea prematură vor împiedica eliberarea completă a stresului, dezvoltându-se în cele din urmă în stratificare macroscopică.

Defectul de stratificare se caracterizează prin ascunderea sa (majoritatea este invizibilă cu ochiul liber) și prin expansiune. Slăbește în mod fundamental performanța materialului țevii și prezintă riscuri semnificative pentru calitate și siguranța utilizării.

• Deteriorarea semnificativă a proprietăților mecanice: Stratificarea va determina scăderea grosimii efective a peretelui portant al materialului țevii, iar rezistența la tracțiune în zona stratificată va scădea cu 30% până la 50%, duritatea la impact poate fi redusă la sub 10J, iar plasticitatea (alungirea) și rezistența la oboseală vor scădea, de asemenea, simultan; marginile stratificației sunt puncte naturale de concentrare a tensiunilor și sunt predispuse la expansiune rapidă sub forța externă.
• Eșecul performanței procesului: În timpul procesării ulterioare de îndoire la rece, expansiune, aplatizare și îndoire, zona de stratificare se va crăpa direct; dacă există stratificare la canelura de la capătul țevii, sudarea va provoca fuziune incompletă și includerea de zgură în timpul sudării, ducând direct la o îmbinare de sudură necalificată.
• Nerespectarea cerințelor standard de testare: Când se efectuează testarea cu ultrasunete (UT) conform standardelor precum GB/T 20490, stratificarea va arăta unde defect evidente, care sunt defectele interne de bază pentru determinarea neconformității, conducând direct la retrogradarea sau casarea produsului.

• Riscul de rupere a rulmentului structural: Atunci când este utilizat în scenarii structurale, cum ar fi structurile de grilă de construcție și suporturile mecanice, stratificarea sub sarcini statice se va extinde treptat, ducând la ruperea secțiunii; sub sarcini alternative, va induce rapid fisuri de oboseală, provocând fracturi bruște fragile și ducând la accidente de siguranță structurală.
• Scurgeri de presiune-lagărului de conductă și explozie: Atunci când este utilizat pentru transportul fluidelor și conducte de presiune, extinderea straturilor către peretele interior va cauza scurgeri din peretele conductei. În condiții de-înaltă presiune, poate să spargă direct; dacă transportați sulf-conținând hidrogen sau medii acide, golurile de stratificare vor declanșa fisurarea indusă de hidrogen-(HIC) și coroziunea în crăpături, accelerând defectarea materialului conductei.
• Durabilitatea și deteriorarea aspectului: După ce mediul coroziv intră în golurile de stratificare, va provoca coroziune internă ascunsă, distrugând treptat materialul țevii din interior spre exterior, scurtând semnificativ durata de viață; stratificarea severă va cauza, de asemenea, suprafața țevii să se umfle, abateri de dimensiune și formarea de bule și decojirea după galvanizare sau acoperire.

• Îmbunătățiți puritatea oțelului topit și calitatea turnării continue:

1. Consolidarea proceselor de rafinare LF/VD pentru a asigura durata de suflare a argonului moale, promovând flotarea și descărcarea incluziunilor; utilizați tratamentul cu calciu pentru a modifica incluziunile dure de Al₂O₃, transformându-le în incluziuni sferice cu punct de topire scăzut{--, reducând sursa stratificării-de tip foaie.
2. Utilizați o matriță + amestecare electromagnetică de capăt pe tot parcursul procesului de turnare continuă pentru a reduce segregarea centrală și porozitatea centrală; controlați viteza de tragere în mod constant pentru a evita zgura de rulare și bulele de sub suprafață.

• Inspectați cu strictețe materiile prime la intrarea încelfabrică: Pentru țagle/plăci care intră în fabrică, trebuie efectuată pre-inspecție cu ultrasunete 100% pentru a detecta stratificarea internă, incluziunile și defecte de porozitate. Taglele necalificate trebuie respinse direct; simultan, fisurile și cicatricile de suprafață trebuie să fie șlefuite pentru a evita extinderea defectelor de suprafață în timpul rulării.

• Standardizați pregătirea încălzirii țaglelor: Pe baza tipului de oțel, formulați curbe precise de încălzire, controlați viteza de încălzire pentru a asigura o penetrare uniformă a căldurii; planificați în avans încărcarea centralizată a țaglelor de aceeași specificație și tip de oțel pentru a evita încălzirea neuniformă din cauza diferențelor de dimensiune.

• Controlați cu precizie procesul de încălzire: Asigurați timpul de menținere al secțiunii de egalizare, controlați diferența de temperatură a secțiunii tubului în intervalul permis, eliminați „fețele duble” și rularea la -temperatura scăzută; controlați cu strictețe limita superioară a temperaturii de încălzire pentru a evita scăderea forței de lipire intergranulară din cauza supraîncălzirii.

• Optimizați parametrii de perforare și rulare (proces fără sudură):

1. Controlați viteza de rulare sub viteza critică de stratificare, creșteți în mod corespunzător unghiul de alimentare, reduceți efortul de forfecare axial în timpul străpungerii și evitați generarea de stratificare din mecanismul de deformare.
2. Distribuiți în mod rezonabil cantitatea de reducere a fiecărei treceri pentru a evita deformarea excesivă într-o singură trecere; verificați regulat uzura rolelor, plăcilor de ghidare și a capetelor, înlocuiți-le la timp dacă uzura depășește limita și asigurați un flux uniform de metal.

• Optimizați procesul de îndoire și sudare la rece (proces de sudare): Rafinați trecerile de formare, reduceți unghiul de deformare cu o singură trecere{0}, reduceți tensiunea de forfecare în direcția grosimii, evitați expansiunea straturilor interne a benzii; potriviți puterea de sudură de înaltă-frecvență și cantitatea de extrudare pentru a asigura calitatea fuziunii sudurii, evitați stratificarea sudurii.

• Standardizați răcirea post-laminare și răcirea lentă: 

1. Controlați viteza de răcire post-laminare la o viteză stabilă de 3 până la 5 grade/s, evitați formarea de bainită fragilă în miezul țaglelor cu pereți-groși și reduceți stresul organizațional.
2. Implementați stivuirea la temperatură constantă-și răcirea lentă: pentru grosimi mai mici sau egale cu 50 mm, răcirea lentă ar trebui să fie mai mare sau egală cu 12 ore; pentru grosimi > 50 mm, răcirea lentă ar trebui să fie mai mare sau egală cu 24 de ore.Temperatura de pornire a stivei trebuie să fie mai mare sau egală cu 500 de grade. Nu permiteți dezasamblarea timpurie; pentru plăci cu lungime și lățime similare, stivuiți-le împreună și, dacă este necesar, înfășurați-le cu pânză de azbest pentru izolare pentru a preveni răcirea prea rapidă a marginilor. 

• Acoperire completă a testelor ne-distructive pentru produsele finite: Respectați standardul GB/T 20490 pentru a efectua teste automate cu ultrasunete, acoperind întregul perete al țevii la 100%, localizând cu precizie defectele de stratificare; adăugați re-inspecție manuală la capătul conductei pentru a evita eliberarea produselor defecte.
• Tratament termic și verificare a performanței: Tuburile pătrate și dreptunghiulare din oțel-de calitate înaltă, cu pereți-groși sunt supuse unui tratament de normalizare + revenire pentru a elimina stresul rezidual, a omogeniza structura și a îmbunătăți segregarea pentru duritate; Teste ale procesului de aplatizare, expansiune și îndoire la rece a presiunii probei pentru a verifica nicio fisurare a straturilor sub sarcinile de procesare.
• Trasabilitatea defectelor și îmbunătățirea-în buclă închisă: Când este detectat un defect de stratificare, urmăriți invers parametrii procesului de fabricare a oțelului, turnare și laminare pe baza formei și distribuției defectului, identificați cauza și ajustați prompt procesul; stratificarea minoră poate avea secțiunea defectă îndepărtată și degradată pentru utilizare, în timp ce stratificarea severă duce la casarea întregii secțiuni.