Terastoru pragunemise põhjuste, stsenaariumide ja ennetusmeetmete analüüs

Terastorude lõhenemise olemus seisneb selles, et sisemine pinge on suurem kui materjali voolavuspiir/tõrketugevus. Lisaks on neli peamist põhjust: materjalidefektid, protsessivead, liigne välisjõud ja keskkonna korrosioon.

Alates mikroskoopilisest tera pragunemisest kuni mikro-pragude laienemiseni ja lõpetades makroskoopiliste pragudega, esineb see viies vormis: pikisuunaline pragunemine, põikpragunemine, ümbermõõdu pragunemine, otsapragunemine ja keevisõmbluse pragunemine.

1. Materiaalsed-põhjused (olemuslikud defektid)

1. Lisandid/faaside eraldamine tooraines
Terase tootmisel, kui väävli, fosfori, hapniku ja vesiniku sisaldus ületab normi, kogunevad sulfiidid ja oksiidid, mis häirivad metalliterade järjepidevust ja muutuvad pragude allikateks; kui süsiniku ekvivalent on liiga kõrge, muutub teras rabedaks ja nõrga sitkusega ning on altid külmpragunemisele.

2. Ebapiisav metallograafiline struktuur
Jämedad terad, ribaline struktuur, Vickersi struktuur, karastatud martensiit kõva ja rabe struktuur, oluliselt vähenenud plastilisus, isegi kerge pinge põhjustab pragunemist.

3. Ebaühtlane seina paksus, liigne elliptilisus
Toru üks külg on paksem ja teine ​​õhem, pinge koondub õhukeseseinalisele-alale ja praod tekivad eelistatavalt pinge all.

4. Vesiniku-indutseeritud pragunemine (kõige levinum)
Terase tootmise käigus neelavad happepesu-, keevitus-, galvaniseerimisprotsessid vesinikku, vesinikuaatomid tungivad läbi võre, akumuleeruvad siserõhu moodustamiseks, lõhenevad terad ja avalduvad enamasti hilinenud pragunemisena.

2. Tootmisprotsessi põhjused (tootmisjärgsed-vead)

1. Sobimatu kuumvaltsimise/külmtõmbamise protsess

• Liigne kütte-/jahutustemperatuur: Ülekuumenemine toob kaasa jämedate terade ja mittetäieliku sepistamise; liiga madal temperatuur põhjustab kehva plastilisuse ja otsese rebenemise rullimise ajal.
• Liigne veeremise vähenemine: Liigne deformatsioon ühe läbimise kohta ületab materjali taluvuspiiri, põhjustades sisemist kihistumist ja mikro{0}}pragusid.
• Külmtõmbamisel vahepealne lõõmutamine puudub: Tugev külmtöötlemine, liigne jääktõmbepinge ja loomulik pragunemine ladustamise ja lõikamise ajal.

2. Keevitatud terastorude defektid
Spiraalkeevitus, sirge õmblusega keevitamine: läbitungimise puudumine, räbu lisamine, gaasi poorsus, allalõige, keevisõmblus, keevisõmblus on nõrk ala, pinge kontsentratsioon põhjustab otsest pragunemist; liigne keevitussoojus, haprus kuumuse{0}}mõjutatud tsoonis.

3. Vale kuumtöötlus
Liiga kiire jahutamine normaliseerimise ja lõõmutamise ajal viib stressi summutamiseni; ebapiisav karastamine, jääkpinge ei vabane ja sellele järgnev aeglane pragunemine.

4. Lõikamine, faasimine, faasimine
Saagimine, leeklõikamine tekitavad termilise pinge ja kõvenenud kihi, mille tulemusena tekivad otsas mikropraod, mis hiljem laienevad.

3. Stress ja välised jõu põhjused
1. Sisemine jääkpinge
Pärast valtsimist, keevitamist ja külmtõmbamist ei ole sisemine pinge leevendunud. Terastorul on sees oma tõmbepinge ja see praguneb loomulikult ka ilma välise jõuta.

2. Välisjõudude mehaaniline ülekoormus
Surumine, löök, painutamine, ebaühtlane jõu jaotus tõstmise ja paigaldamise ajal ning terastoru projekteeritud voolavuspiiri ületamine.

3. Stressikontsentratsioon
Toru avamise sälgu juures tekivad praod, süvendeid tekitavad kriimustused, keerme töötlemisel tekivad teravad nurgad ja seina paksuse äkilised muutused. Kohalik pinge suureneb mitu korda, mis viib kohese pragunemiseni.

4. Korrosiooni ja keskkonna ja keskkonna halvenemise põhjused
1. Madala-temperatuuri haprus
Madala-süsinikusisaldusega ja madala-legeeritud terastorude löögitugevus väheneb väga madalatel temperatuuridel märkimisväärselt. Isegi kerge vibratsioon või löögid võivad põhjustada hapraid purunemisi ja pragusid.

2. Korrosioonipragunemine

• Pingekorrosioon: niiskus, happed, leelised, kloriidioonid + tõmbepinge, mille tulemuseks on pingekorrosioonipraod (SCC).
• Teradevaheline korrosioon: keskkond erodeerib terade piire, põhjustades järkjärgulist pragunemist.
• Vesinikkorrosioon, sulfiidkorrosioon (tavaline naftaväljade ja kivisöe keemiliste torustike süsteemides).

1. Pragunemine tootmise ajal

• Kuumvaltsimise ja augustamise ajal:Torutoorikul on madal temperatuur ja see sisaldab palju lisandeid, mille tulemuseks on otsene rebend augustamisotsas.
• Rullimisprotsessi ajal:Liigne rõhu vähendamine, juhtrullikute ebaõige reguleerimine, mis põhjustab toru seina pikisuunalist pragunemist.
• Külmtõmbe tootmise ajal:Vormide halb määrimine, liigne deformatsioon ja lõõmutamise ebaõnnestumine, mis põhjustab tõmbamise ajal pragunemist.
• Keevitamise ajal:Kehv keevisõmbluse moodustumine, keevitusvoolu ja -pinge mittevastavus, keevisõmbluse vahetu pragunemine.
• Sirgendamise ajal:Liigne surve sirgendusrullidele, mis põhjustab toru muljumise ja põikipragude tekkimise.

2. Pragunemine ladustamise/transpordi ajal

• Külmtõmmatud-torud ja keevitatud torud ei ole läbinud pingeleevendust ning äkilised temperatuurimuutused välistingimustes ladustamise ajal põhjustavad soojuspaisumist ja kokkutõmbumist, mis põhjustab pragunemist.
• Ebaõige sidumine transportimise ja tõstmise ajal ning ebamõistlikud polsterduspunktid põhjustavad lokaalset kokkusurumist ja hõõrdumist, mis põhjustab pragunemist.
• Kokkupuude niiskuse, vihma, rooste ja korrosiooniga, järk-järgult laienevad mikro{0}}praod pinnal.

3. Järeltöötlemise-krakkimine

• Toruotste leeklõikus ja lihvimine, termošokk põhjustab otsapragusid.
• Keerme lõikamine, keermestamine, pilude töötlemine, lõikepinge koos terava nurgapingega põhjustavad pragunemist.
• Juhuslikult kärbiv, karm koputamine ja vibratsioon võimendavad olemasolevaid mikro{0}}pragusid.

4. Pragunemine paigaldamise ja kasutamise ajal

• Torude sunnitud joondamine, ühendamiseks tugev tõmbamine, mille tulemuseks on paigalduse tõmbepinge.
• Survelaagri{0}}arvutussurve ületamine, veehaamri löök, rõhu järsk tõus ja langus.
• Välistingimustes kasutamiseks madalatel temperatuuridel, ilma isolatsioonita, põhjustades hapraid purunemisi.
• Maetud torude vundamendi vajumine, rippkoormus, pinnase korrosioon.
• Kõrge-temperatuuri tingimused: pikaajaline-kõrgtemperatuur-libisemine, pragunemist põhjustav tera libisemine; vahelduvad kuuma ja külma tsüklid, termilise väsimuse pragunemine.

1. Toormaterjalide kontroll (pragude vältimine allikast)

1. Kontrollige rangelt terase valmistamise koostist: vähendage väävlit ja fosforit, kontrollige süsinikekvivalenti, kontrollige rangelt vesiniku sisaldust, valige kvalifitseeritud kangid ning vältige vanaraua ja muude lisandite juhuslikku segamist.

2. AKõik sissetulevad toorikud peavad läbima defektide tuvastamise: ultraheli/induktsioonivigade tuvastamine, sisemiste lisandite, kihiliste ja kokkutõmbumisdefektide eemaldamine.

3. Unitoorikute vormi kuumutamine: samm-sammuline ahjuküte konstantsel kiirusel, vältides kohalikku üle- ja alakuumenemist ning tagades ühtlase mikrostruktuuri saavutamiseks piisava säilitusaja.

2. Rull-/külmtõmbamisprotsessi reguleerimine
1. Täpne temperatuuri juhtimine
Kuumvaltsimisel kontrollitakse valtsimise alg- ja lõpptemperatuuri hapra tsooni vältimiseks rangelt; madala{0}}temperatuuriga keskkonnas tõstetakse tooriku kuumutamistemperatuuri vastavalt.

2. Vähendamise mõistlik jaotus
Vähendage ühe valtsimisdeformatsiooni suurust, kasutage mitut läbimist väikese vähendamisega, et vältida ühe korraga liigset pinget; optimeerida rullide ja juhikute vahekaugust, et tagada ühtlane seinapaksus ja täita elliptilisuse nõudeid.

3. Pragunemisvastane -külmtõmbeprotsess
Enne külmtõmbamist teostage sferoidiseerimise lõõmutamine, et kõrvaldada töökõvenemine; poleerige vorme ja tagage hõõrdepinge vähendamiseks piisav määrimine; kasutage mitut joonistuskäiku ja lisage keskele lõõmutamisprotsessid.

3. Spetsiaalsed pragunemisvastased meetmed-keevitatud terastorudele
1. Sobitage keevitusvool, pinge ja keevituskiirus, et vältida mittetäielikku läbitungimist, allalõikamist ja räbu kaasamist.
2. Eelsoojendage enne keevitamist ja jahutage aeglaselt pärast keevitamist. Kõrge -süsinikterasest/legeerterasest torud tuleb pärast keevitamist pinge leevendamiseks karastada.
3. Tehke keevisõmblustel-ultraheli- ja röntgen{2}}vigade tuvastamine ja eemaldage koheselt pragunenud terastorud.

4. Kuumtöötlus stressi leevendamiseks (põhiprotsess)
1. Külmtõmmatud-torud, paksuseinalised-torud ja sulamist torud peavad läbima pinge leevendamise lõõmutamise/normaliseerimise, et vabastada valtsimisest ja keevitamisest tekkivad jääkpinged.
2. Kontrollige jahutuskiirust. Keelake õhkjahutus või kiire jahutamine. Kasutage ahjujahutust, süvendites aeglast jahutamist, et vältida struktuuride kivistumist.

5. Järel-töötluse ja sirgendamise juhtimine
1. Peen-häälestage sirgendusrulli survet, et vältida liigset sirgendamist põiki pragude tekitamist; kontrollige pärast sirgendamist uuesti-.
2. Torusuudme ümardamiseks ja faasimiseks kasutage madala-kiirusega töötlemist, et vältida torusuudme otsest põlemist leeklõikamisel; selle asemel kasutage termiliste pragude vähendamiseks mehaanilist saagimist.
3. Pärast töötlemist tehke toru suudmesse ümar üleminek, et kõrvaldada teravatest nurkadest ja tühikutest põhjustatud pingekontsentratsioon.

6. Veebipõhine kvaliteedikontroll
Mikro-pragude eelnevalt tuvastamiseks ja pragudega toodete tootmisliinilt vabanemise vältimiseks viiakse läbi täis-protsessi pöörisvoolu-, ultraheli- ja hüdrostaatilised testid.

1. Tüübi valik ja ühilduvus (valige esmalt õige toru)
1. Madala-temperatuuri keskkond:Valige terastorud, mis on vastupidavad madalal -temperatuuril (nt Q355C/D/E) ja vältige tavalise madala süsinikusisaldusega terase{2}} kasutamist.
2. Söövitavad ained (hape, leelised, keemilised, mereäärsed):Valige tsingitud torud, roostevaba teras,{0}}korrosioonivastased torud. Tavalised süsinikterasest torud on altid pingekorrosioonipragudele.
3. Kõrge-rõhk ja kõrge temperatuur{2}}:Valige paksud{0}}seinaga õmblusteta terastorud. Loobu õhukese{2}seinaga keevitatud torudest kui asendajatest.

2. Märkused ladustamise ja transpordi kohta
1. Hoidke valmis terastorusid tasasel pinnal, et vältida nende rippumist või ühe punktiga pinget; kasutage kihilisi puittugesid, et vältida otsest kõva kokkupuudet ja pigistamist.
2. Katke need vihmastel päevadel, et vältida vihmast tingitud roostetamist ja äkilistest temperatuurimuutustest põhjustatud pragude tekkimist; hoidke neid eemal happe- ja leeliskorrosiooniga keskkondadest.
3. Kasutage transportimiseks ja tõstmiseks painduvaid tõsterihmasid. Ärge vajutage terastrossidega otse torusuudmele või korpusele. Rangelt keelake karm käsitsemine ja löök.

3. Lõikamine ja sekundaarne töötlemine
1. Proovige kasutada nii palju kui võimalik mehaanilist külmlõikamist ja minimeerida leegiga kuumlõikamist; kui leeklõikus on vajalik, eemaldage pärast lõikamist kõvastunud kiht ja mikro{1}}praod.
2. Pärast keermestamist ja pilude lõikamist tehke faasid ja ümarad nurgad, et vältida pingete kontsentratsiooni teravatesse nurkadesse töötlemise ajal.
3. Kui töödeldud terastoru pinge on suur, võib pinge leevendamiseks läbi viia kohaliku lõõmutamise.

4. Paigaldamise ehituse spetsifikatsioonid

1. Torujuhtme paigaldamist ei tohi teostada jõuga joondamise või jõuga tõmbamise või lükkamise teel. Jäta piisav soojuspaisumisvaru, et vältida paigaldamise ajal jääktõmbepinget.
2. Tugede ja laagrite vahekaugus peab vastama eeskirjadele, et vältida torujuhtme rippumist, vajumist või paindumist jõu mõjul.
3. Kõrge temperatuuriga -torustike puhul tuleks soojuspaisumise ja kokkutõmbumise kompenseerimiseks paigaldada paisumisvuugid, vältides termilise pinge tekitamist pragude tekkeks.

5. Kasutus- ja hoolduskaitse
1. Ärge töötage üle rõhu või koormuse piiri, et vältida veehaamrit ja järske rõhukõikumisi.
2. Hapra pragunemise vältimiseks isoleerige madala temperatuuriga torujuhtmed ja vältige nende külmumist; keelata talvel torustike otsene löömine ja koputamine.
3. Pinnase kloriidioonide, hapete ja leeliste korrosiooni eest isoleerimiseks kandke maetud torujuhtmetele korrosioonivastane-kate ja katoodkaitse.
4. Regulaarsed kontrollid: keskenduge keevisõmbluste, toruavade ja põlveosade kontrollimisele (kus pinge on kõige suurem ja pragude tekkimise tõenäosus kõige suurem) ning lõigake ja asendage kõik väiksemad praod kohe, et vältida nende laienemist ja torujuhtme purunemist.

1. Pragunemise algpõhjus:Materjalivead + jääkpinge + vale protsess + välisjõud / madal temperatuur / korrosioon kombineeritud;

2. Mõranemisohtlikud stsenaariumid:Tootmisvaltsimine/keevitamine, külmtõmbamine karastamine, lõikamine termošokk, madalal -temperatuuril kasutamine, söövitav keskkond, sundpaigaldus;

3. Tootmise pragunemise vältimine:Toormaterjalide juhtimine, temperatuuri reguleerimine, mõistlik vähendamine, keevisõmbluse -järgne kuumtöötlus, pinge leevendamine, liinivigade tuvastamine;

4. Pragunemise vältimine:Valige õige materjal, õrn ladustamine ja transport, külmlõikamine, standardne paigaldamine, kontrollrõhk, korrosioonivastane-ja külmumisvastane{1}.