Els motius, els impactes i la prevenció de l'estratificació dels tubs quadrats

L'estratificació de la palanquilla es refereix al fenomen en què la separació de metalls-com a capa es produeix paral·lela a la direcció de laminació dins de la palangana (per als tubs quadrats sense soldadura, correspon a la palangana de tub circular; per als tubs quadrats-formats i soldats en fred, correspon a la placa d'acer o la palanca). Aquest és un defecte intern ocult. Les causes es poden dividir en dues grans categories:defectes metal·lúrgics inherents i induïts per processos posteriors. Finalment, s'expandeix en capes macroscòpiques durant el procés de deformació plàstica.

• Agregació de no-metàl·licsinclusions: Durant la fabricació d'acer, la desoxidació incompleta i el bufat suau insuficient en el refinament, així com la formació d'escala o l'erosió de materials refractaris, poden donar lloc a inclusions dures de -punt de fusió-alt, com ara Al₂O₃, sulfurs i aluminat-de calci que queden a l'acer fos. Aquestes inclusions no tenen plasticitat i, durant el rodatge, s'allargan en capes fines i febles, convertint-se en el nucli de la interfície per a la delaminació.
• InteDefectes finals de les palanques de colada contínua: Durant el procés de colada contínua, la porositat central, les cavitats de contracció i les bombolles subsuperficials poden romandre si no estan completament soldades durant el rodatge posterior. Es pressionaran en buits en capes; al mateix temps, la segregació central de carboni i l'estructura en bandes poden provocar propietats mecàniques desiguals de la secció-transversal, i la força d'unió de la zona de segregació és molt inferior a la de la matriu, la qual cosa la fa propensa a la separació sota estrès.

• Escalfament inconsistent i temperatura inadequada:Si la palangana del tub no s'escalfa a fons o hi ha una gran diferència de temperatura a través de la secció-transversal (coneguda comunament com a "superfície yin-yang"), es produirà una plasticitat metàl·lica desigual i, durant la deformació, la tensió de tall entre capes superarà la força d'unió, provocant la separació al llarg de la superfície feble; si la temperatura d'escalfament és massa baixa, la plasticitat general serà insuficient i, durant la perforació/enrotllament, els defectes interns són més propensos a separar-se.
• Incoherència dels paràmetres de perforació/rolling (procés sense fissures):  Durant la perforació de rodatge oblic, si la velocitat del rotllo és massa alta i l'angle d'alimentació és massa petit, la palanquilla del tub estarà sotmesa a un esforç de cisalla axial excessiu, provocant que els defectes menors interns s'estimin i s'estengui al llarg de la direcció axial, formant una capa paral·lela a la paret del tub; una reducció excessiva d'una-passa i un desgast excessiu de l'eina també agreujaran el flux metàl·lic desigual, provocant l'estratificació.
• Concentració d'esforços en el conformat per flexió en fred (procés de soldadura): Les capes internes menors existents a la cinta d'acer s'expandiran al llarg de la direcció del gruix sota l'esforç de flexió repetit durant la formació de flexió en fred; La distribució no raonable de les passades de conformació i la deformació excessiva d'una sola-passada també provocaran directament una capa de cisalla en la direcció del gruix.
• Unrefredament controlat-post rolling: Si la velocitat de refrigeració és massa ràpida, generarà simultàniament una gran tensió tèrmica i estrès de microestructura, provocant la formació de microesquerdes a la zona de segregació central; El refredament inadequat de la pila i el desapilament prematur evitaran que l'estrès s'alliberi completament i, finalment, es converteixi en capes macroscòpiques.

El defecte de capa es caracteritza per la seva ocultació (la majoria és invisible a simple vista) i la seva expansivitat. Debilitat fonamentalment el rendiment del material de la canonada i suposa riscos significatius per a la qualitat i la seguretat d'ús.

• Deteriorament important de les propietats mecàniques: L'estratificació farà que el gruix efectiu de la paret de suport del material de la canonada disminueixi, i la resistència a la tracció a l'àrea en capes disminuirà entre un 30% i un 50%, la resistència a l'impacte es pot reduir a menys de 10J i la plasticitat (allargament) i la resistència a la fatiga també disminuiran simultàniament; les vores de les capes són punts de concentració d'estrès naturals i són propensos a una ràpida expansió sota força externa.
• Falla en el rendiment del procés: Durant el processament posterior de flexió, expansió, aplanament i flexió en fred, l'àrea de capes s'esquerdarà directament; si hi ha capes a la ranura de l'extrem de la canonada, la soldadura provocarà una fusió incompleta i la inclusió d'escòries durant la soldadura, donant lloc directament a una junta de soldadura no qualificada.
• No complir els requisits estàndards de prova: Quan es realitzen proves d'ultrasons (UT) d'acord amb estàndards com GB/T 20490, la capa mostrarà ones de defecte evidents, que són els defectes interns bàsics per determinar la no conformitat, que condueixen directament a la degradació o el desballestament del producte.

• Risc de fractura de coixinets estructurals: Quan s'utilitza en escenaris estructurals com ara estructures de quadrícula de construcció i suports mecànics, les capes sota càrregues estàtiques s'expandiran gradualment, donant lloc a la fractura de la secció; sota càrregues alternes, induirà ràpidament esquerdes per fatiga, provocant fractures sobtades i trencadisses i provocant accidents de seguretat estructural.
• Fuga i esclat de la canonada del coixinet de pressió{0}: Quan s'utilitza per al transport de fluids i canonades de pressió, l'expansió de les capes cap a la paret interior provocarà fuites de la paret de la canonada. En condicions d'alta-pressió, pot esclatar directament; si transporteu sofre-hidrogen o medis àcids, els buits de la capa desencadenaran l'esquerda induïda per l'hidrogen-(HIC) i la corrosió de les esquerdes, accelerant la fallada del material de la canonada.
• Durabilitat i deteriorament de l'aspecte: Després que el medi corrosiu entri als buits de la capa, provocarà corrosió interna oculta, destruint gradualment el material de la canonada des de dins cap a fora, escurçant significativament la vida útil; Les capes severes també provocaran que la superfície de la canonada s'abombi, desviacions de mida i la formació i pelat de bombolles després de la galvanització o el recobriment.

• Millorar la puresa de l'acer fos i la qualitat de la colada contínua:

1. Reforçar els processos de refinació LF/VD per assegurar la durada del bufat d'argó suau, afavorint la flotació i la descàrrega d'inclusions; Utilitzeu un tractament amb calci per modificar les inclusions dures d'Al₂O₃, convertint-les en inclusions esfèriques de punt baix-de fusió-, reduint la font d'estratificació-com la làmina.
2. Utilitzeu un motlle + agitació electromagnètica final durant tot el procés de colada contínua per reduir la segregació central i la porositat central; Controleu la velocitat de tracció de manera constant per evitar l'escòria del rodet i les bombolles subterrànies.

• Inspeccioneu estrictament les matèries primeres a l'entradaelfàbrica: Per a palanxes/plaques que entren a la fàbrica, s'ha de fer una inspecció prèvia al 100% per ultrasons per detectar l'estratificació interna, les inclusions i els defectes de porositat. Els totxos no qualificats s'han de rebutjar directament; simultàniament, les esquerdes i les cicatrius superficials s'han de rectificar per evitar l'extensió dels defectes superficials durant el rodatge.

• Estandarditzar la preparació de la calefacció de billets: Basat en el tipus d'acer, formuleu corbes de calefacció precises, controleu la velocitat d'escalfament per garantir una penetració uniforme de la calor; planificar amb antelació la càrrega centralitzada de palanxes de la mateixa especificació i tipus d'acer per evitar escalfaments desiguals a causa de les diferències de mida.

• Controleu amb precisió el procés de calefacció: Assegureu-vos que el temps de retenció de la secció d'equalització, controleu la diferència de temperatura de la secció del tub dins de l'interval permès, elimineu les "caras duals" i el rodatge a baixa -temperatura; Controleu estrictament el límit superior de la temperatura d'escalfament per evitar la disminució de la força d'enllaç intergranular a causa del sobreescalfament.

• Optimitzar els paràmetres de perforació i rodament (procés sense fissures):

1. Controleu la velocitat del rotllo per sota de la velocitat crítica de capes, augmenteu adequadament l'angle d'alimentació, reduïu l'esforç de cisalla axial durant la perforació i eviteu la generació de capes a partir del mecanisme de deformació.
2. Distribuïu raonablement la quantitat de reducció de cada passada per evitar una deformació excessiva en una sola passada; Comproveu regularment el desgast dels rotlles, plaques de guia i capçals, substituïu-los a temps si el desgast supera el límit i assegureu-vos un flux metàl·lic uniforme.

• Optimitzar el procés de plegat i soldadura en fred (procés de soldadura): Perfeccioneu les passades de conformació, reduïu l'angle de deformació d'una sola -passa, reduïu l'esforç de cisalla en la direcció del gruix, eviteu l'expansió de la capa interna de la cinta; coincideix amb la potència de soldadura d'alta freqüència i la quantitat d'extrusió per garantir la qualitat de la fusió de la soldadura, evitar l'estratificació de la soldadura.

• Estandarditzeu el refredament post-rolling i el refredament lent: 

1. Controleu la velocitat de refredament post-laminació a una velocitat estable de 3 a 5 graus /s, eviteu la formació de bainita trencadissa al nucli de totxos de paret-gruixuda i reduïu l'estrès organitzatiu.
2. Implementeu l'apilament a -temperatura constant i el refredament lent: per a gruixos inferiors o iguals a 50 mm, el refredament lent hauria de ser superior o igual a 12 hores; per a gruixos > 50 mm, el refredament lent hauria de ser superior o igual a 24 hores.La temperatura inicial de la pila ha de ser superior o igual a 500 graus. No permeteu el desapilament anticipat; per a plaques de llargada i amplada similars, apilar-les i, si cal, embolicar-les amb tela d'amiant per aïllar-les per evitar que les vores es refredin massa ràpidament. 

• Cobertura completa de proves no-destructives dels productes acabats: Complir amb l'estàndard GB/T 20490 per realitzar proves d'ultrasons automàtiques, cobrint tota la paret de la canonada al 100%, localitzant amb precisió els defectes de capes; afegiu una re-inspecció manual a l'extrem de la canonada per evitar que s'alliberin productes defectuosos.
• Tractament tèrmic i verificació del rendiment: els tubs quadrats i rectangulars d'-alta qualitat, de paret-gruixuda se sotmeten a un tractament de normalització + tremp per eliminar la tensió residual, homogeneïtzar l'estructura i millorar la segregació per a la duresa; Proves de procés d'aplanament, expansió i flexió en fred de la pressió de la mostra per verificar que no hi ha capes esquerdades sota càrregues de processament.
• Traçabilitat de defectes i millora de-bucle tancat: Quan es detecta un defecte de capa, traceu inversament els paràmetres del procés de fabricació d'acer, fosa i laminació en funció de la forma i distribució del defecte, identifiqueu la causa i ajusteu ràpidament el procés; Les capes menors poden treure la secció defectuosa i reduir-la per al seu ús, mentre que les capes severes fa que es descarri tota la secció.