Paslanmaz Çelik Borular İşleme Sırasında Neden Deforme Olur?
Paslanmaz çelik borular işleme ve kullanım sırasında eğilebilir, eğilebilir veya deforme olabilir. Deformasyon nadiren tek bir olaydır; normalde malzeme davranışının, işleme uygulamasının ve hizmet koşullarının birlikte hareket etmesinin sonucudur. Üç grup nedenin anlaşılması, yeniden çalışmayı, hurdaya çıkmayı ve erken arızayı önlemenin ilk adımıdır.
Maddi-İlgili Nedenler
304 ve 316 gibi östenitik paslanmaz çelikler, karbon çeliğinden yaklaşık %50 daha yüksek bir termal genleşme katsayısına ve yaklaşık-üçte biri kadar bir termal iletkenliğe sahiptir. Kaynak veya sıcak şekillendirme sırasında ısı uygulandığında, ısıtılan bölge güçlü bir şekilde genişlerken çevredeki soğuk metal direnir; Soğuma sırasında aynı bölge büzülür ve kesiti şeklinin dışına çeker. Östenitik yapı ayrıca yüksek sıcaklıkta nispeten düşük akma dayanımına sahiptir, dolayısıyla malzeme sertleşmeden önce kolayca deforme olur. Ayrıca, kötü kontrol edilen kimya veya tutarsız bir değirmen ürünü, soğuk işlemeden kaynaklanan, kesme veya işleme sırasında serbest kalan ve ani eğilme olarak ortaya çıkan artık gerilimlere neden olabilir.
-İlgili Nedenler İşleniyor
Aşırı kaynak ısısı girdisi: Büyük kaynaklar boruya daha fazla ısı vererek büzülmeyi ve açısal distorsiyonu artırır.
Dengesiz kaynak sırası: Bir tarafın diğer taraftan tamamen kaynaklanması, kümülatif büzülmenin boruyu bükmesine neden olur.
Kısıtlama veya destek eksikliği: Uzun desteklenmeyen uzunluklar, kaynak veya taşıma sırasında kendi ağırlıkları altında sarkmaktadır.
Yanlış soğuk işleme: Malzemenin kapasitesinin ötesinde agresif bükme veya şekillendirme veya mandrel desteği olmadan bükme, distorsiyon olarak görünen yerel incelmeye ve geri esnemeye neden olur.
Kötü yüzey işlemi: Çok fazla malzemeyi kaldıran ağır taşlama, duvarı yerel olarak zayıflatır ve kalan gerilimleri serbest bırakır.
Eksik süreç kontrolüne sahip üreticiler bunu tutarsız bir kalite olarak gösteriyor: Bazı borular kurulumdan hemen sonra deforme olurken diğerleri, her partinin ne kadar artık gerilime ve kaç mikro{0}}kusur taşıdığına bağlı olarak yalnızca aylarca hizmet verdikten sonra deforme olur.
Hizmetle-İlgili Nedenler
Çalışma sırasındaki deformasyon genellikle aşırı yüklenmenin veya çevresel saldırının bir işaretidir. Çalışma ve kapatma sıcaklıkları arasındaki termal döngü, boruyu tekrar tekrar zorlar; destekler veya genişleme halkaları yanlışsa boru sürünür veya eğilir. Dış korozyon, çukurlaşma veya stresli korozyon çatlaması duvarı inceler ve boru akıncaya kadar yük-taşıma bölümünü azaltır. Dış tarafta-sert birikinti oluşması ve ardından diferansiyel termal genleşme bile ince-duvarlı bir tüpün bükülmesine neden olabilir.
Deformasyon Nasıl Önlenir?
Isı girişini kontrol edin: dar kaynak boncuklarıyla düşük-amperli TIG kullanın ve pasolar arası soğumaya izin verin.
Kaynak sırasını dengeleyin ve büzülmeyi engellemek için punto kaynakları artı mastarlar veya güçlü arkalıklar kullanın.
Kaynak sırasında ve kesme sonrasında uzun boru hatlarını rulolar veya sehpalarla destekleyin.
Son işlemeden önce artık gerilimleri ortadan kaldırmak için kodun ve hizmetin izin verdiği durumlarda gerilimi- hafifletme veya çözüm-tavlaması.
Hizmet için doğru kaliteyi seçin: düşük-karbonlu kaliteler (304L/316L) hassaslaşmaya karşı dayanıklıdır, stabilize kaliteler ise sıcak hizmette tanecikler arası saldırıya karşı direnç gösterir.
Bükülme sırasındaki geri esnemeyi, hafifçe aşırı-bükerek ve önerilen mandrel ve kalıp yarıçaplarını kullanarak telafi edin.
Boru Zaten Deforme Olduğunda Ne Yapmalı?
Küçük eğimler genellikle bir preste veya rulolu düzleştiricide mekanik düzleştirme ve ardından boyut doğrulaması ile düzeltilebilir. Deformasyona çatlaklar, şiddetli duvar incelmesi veya korozyon eşlik ediyorsa, düzleştirilen malzeme zarar verici artık gerilimleri koruduğu için kesit düzleştirilmek yerine kesilip değiştirilmelidir. Herhangi bir düzeltme çalışmasından sonra daima-çapı, yuvarlaklığı ve et kalınlığını yeniden doğrulayın.
SSS
Soru 1: Kaynak yapıldığında paslanmaz çelik neden karbon çeliğine göre daha fazla deforme olur?
Çünkü östenitik paslanmaz çelik, ısıtıldığında karbon çeliğine göre yaklaşık %50 daha fazla genleşir ve ısıyı yalnızca-üçte bir oranında daha hızlı iletir. Bu nedenle aynı kaynak, çevredeki metali daha sert çeken, hem uzunlamasına hem de açısal distorsiyonu artıran daha büyük, daha sıcak bir bölge üretir.
S2: 304 paslanmaz çelik boru bozulmadan kaynaklanabilir mi?
Bozulma en aza indirilebilir ancak ortadan kaldırılamaz. Düşük ısı girişi, geri-adım veya dengeli kaynak sekansları, puntolama ve katı kısıtlamanın tümü son hareketi azaltır. Kritik montajlar için kaynak fikstürleri ve kaynak-sonrası düzeltme standart uygulamadır.
S3: Boru et kalınlığı deformasyonu etkiler mi?
Evet. İnce-duvarlı borular daha az sertliğe sahiptir ve aynı ısı girdisi nedeniyle daha kolay deforme olur. İnce duvarlı paslanmaz borular için, distorsiyonu tolerans dahilinde tutmak amacıyla destek gazı ve daha düşük akım içeren darbeli TIG önerilir.
S4: Kullanım sırasındaki deformasyon malzeme kusurunun işareti olabilir mi?
Bazen. Kalıntılar, aşırı artık gerilimler veya hassaslaştırılmış bir mikro yapı, daha sonra deformasyon olarak ortaya çıkan korozyonu ve çatlamayı teşvik edebilir. Kesilen bir numunenin metalografik incelemesi, nedenin malzeme, işleme veya hizmet olup olmadığını ortaya çıkaracaktır.
S5: Deforme olmuş bir paslanmaz çelik boruyu düzeltmek güvenli midir?
Boruda çatlak olmadığı ve duvarın sağlam olduğu durumlarda mekanik düzeltme güvenlidir. Korozyon, çukurlaşma veya çatlama mevcutsa, düzeltme hasarın yayılmasına neden olabilir ve etkilenen bölümün değiştirilmesi daha güvenli bir seçenektir.
S6: Yüksek sıcaklıkta deformasyonu önlemek için en iyi kalite nedir?
Tekrarlanan termal döngü için, daha yüksek kromlu ve kontrollü tane boyutuna sahip ısıya-dirençli kaliteler (örneğin 310/310S veya 321 stabilize kalite) mukavemetini 304'ten daha iyi korur. Boru ayrıca uygun aralıklarla yerleştirilmiş kılavuzlar ve genleşme halkaları ile desteklenmelidir.