Ali je mogoče hladno valjane jeklene cevi API 5L X52 toplotno obdelati

Zakaj hladno valjane cevi API 5L X52 sprožajo vprašanje toplotne obdelave

API 5L X52, zapisan kot L360 v standardu ISO 3183, je razred cevi iz ogljika-mangana z določeno najmanjšo mejo tečenja 359 MPa ali 52 ksi. Cevi tega razreda se običajno proizvajajo z brezšivnim prebadanjem, elektrouporovnim varjenjem, obločnim varjenjem pod praškom ali spiralnim varjenjem in se dobavljajo kot-valjane, normalizirane, normalizirane in popuščene ali kaljene in popuščene. Hladno valjanje, hladno vlečenje in hladno pilgeriranje se uporabljajo predvsem za precizne cevi, sode hidravličnih cilindrov in strojno obdelane mehanske komponente, kjer sta toleranca tesne stene in gladka površina pomembnejša od razpona dimenzij prenosnega cevovoda.

Ker hladna obdelava poveča trdnost, hkrati pa zmanjša duktilnost, se inženirji procesov pogosto sprašujejo, ali je mogoče hladno valjano cev X52 še vedno toplotno obdelati in ali obdelava uniči identiteto kakovosti materiala. Toplotna obdelava je tehnično možna v vsakem primeru, vendar jo je treba izbrati glede na stanje dobave, navedeno v specifikaciji nakupa, in ne glede na samo hladno valjano stanje.

Metode toplotne obdelave, ki se uporabljajo za cevi iz ogljikovega jekla

Prevladujejo štiri klasične obdelave in vsaka deluje drugače na hladno obdelan izdelek.

Žarjenje:cev se segreje nad kritično območje, vzdržuje, dokler struktura ni enakomerna, in se počasi ohladi v peči. Trdota pade, plastičnost se poveča in hladno obdelana struktura je popolnoma rekristalizirana.

Normalizacija:cev se segreje nad kritično območje in ohladi v mirujočem zraku. Rezultat je finejša in bolj enakomerna struktura feritnih-perlitnih zrn s popolnim obratom utrjevanja pri hladni obdelavi.

Kaljenje:hitro segrevanje nad kritično območje, ki mu sledi kaljenje z vodo ali polimerom, povzroči trdo martenzitno strukturo. Redko se samostojno nanaša na cevi, ker ima nekaljena martenzitna struktura slabo žilavost.

Kaljenje:ponovno segrevanje kaljene cevi na nadzorovano temperaturo pod kritičnim območjem za lajšanje kalilne napetosti in obnovitev žilavosti. Kaljenje, ki mu sledi popuščanje, je standardna pot za višje stopnje trdnosti API 5L.

Tipična procesna okna in posledični učinki

Zgornje številke so običajne prodajne ponudbe za ogljikovo-manganovo jeklo za cevi. Kontrolna zahteva nikoli ni samo temperatura, temveč kvalificirani postopek, čas zadrževanja, hitrost ohlajanja in preskusi lastnosti, ki se izvajajo na obdelani cevi.

Zahteve glede pogojev dostave v API 5L in ISO 3183

API 5L ločuje ravni specifikacije izdelkov. Cev PSL1 je naročena samo po kakovosti. Cev PSL2 je treba naročiti tako z razredom kot s stanjem dobave, izraženo kot X52N za normalizirano, X52Q za kaljeno in popuščeno ali X52M za termomehansko valjano. Kadar se toplotna obdelava izvede po oblikovanju, mora proizvajalec dokazati, da končna cev še vedno izpolnjuje zahteve glede mehanskih lastnosti naročenega razreda in pogojev dobave, vključno z razponom meje tečenja, razponom natezne trdnosti, raztezkom in, če je določeno, udarno žilavostjo.

To je praktična meja za hladno valjani X52. Hladno valjana cev, ki je žarjena ali normalizirana, izgubi trdnost, ki jo prispeva hladno delo, in se vrne k lastnostim osnovnega jekla. Da bi po žarjenju dosegli minimalno mejo tečenja 359 MPa, je treba kemijo in obdelavo izbrati skupaj, rezultat pa je treba dokazati z nateznim in udarnim preskusom, namesto da bi ga predvidevali iz hladno valjanega stanja.

Praktične smernice za kupce in procesne inženirje

Izrecno naročite pogoje dostave. Če naj bi trdnost izhajala iz toplotne obdelave, navedite X52Q ali X52N namesto hladno valjanega izdelka.

Uporabite razbremenitev napetosti namesto popolnega žarjenja, kadar je cilj le zmanjšati preostalo napetost po hladni obdelavi, hkrati pa ohraniti večino trdnosti hladne obdelave.

Izogibajte se obdelavi hladno obdelanega ogljikovega-manganovega jekla v oknu 200–350 °C, kjer lahko staranje ob deformaciji in modra krhkost zmanjšata žilavost brez kakršnih koli vidnih sprememb videza.

Končne lastnosti potrdite z nateznim in udarnim preskusom na toplotno obdelani cevi, ne s prenosom vrednosti iz certifikata mlina za navadne kovine.

Zabeležite kvalificirani postopek s številko toplote, da je mogoče ponoviti naročila.

pogosta vprašanja

V: Ali je mogoče hladno valjane cevi X52 toplotno obdelati in še vedno prodajati kot X52?
Da, vendar ne samodejno. Žarjenje in normalizacija prekristalizirata hladno obdelano strukturo, zato se izgubi trdnost, pridobljena s hladnim valjanjem. Cev mora biti testirana glede na naročeno kakovost in pogoje dobave, preden se lahko označi z X52.

V: Katera toplotna obdelava je najboljša za hladno valjano cev X52?
Odvisno od namena. Razbremenitev pri 550-650 °C se uporablja, kadar je problem zaostala napetost in je treba ohraniti trdnost. Normalizacija pri 870-920 °C se uporablja, kadar so enotna struktura in predvidljive lastnosti pomembnejše od visoke trdnosti.

V: Ali toplotna obdelava spremeni kemično sestavo jekla?
Ne. Toplotna obdelava spremeni mikrostrukturo in s tem mehanske lastnosti, vendar kemična sestava jekla ostane takšna, kot je določena v toplotni analizi. Nadzorovati je treba samo površinsko oksidacijo in razogljičenje.

V: Katere lastnosti je treba preveriti po toplotni obdelavi?
Natezna trdnost, meja tečenja in raztezek preskušanca, vzetega iz obdelane cevi, plus udarna žilavost, kjer to zahteva specifikacija. Preizkušanje trdote je koristno dodatno preverjanje enakomernosti po dolžini.

V: Ali je kaljenje primerno za cev X52?
ja Kaljena in popuščena dostava, označena z X52Q, je priznana možnost API 5L. Običajno ga izvaja cevarna po kvalificiranem postopku in ne kot sekundarni postopek na končnih hladno valjanih cevi.

V: Ali je mogoče toplotno obdelano cev pozneje upogniti ali zvariti?
Da, previdno. Varjenje uvaja novo območje toplotnega vpliva, katerega lastnosti se razlikujejo od lastnosti obdelanega telesa cevi, zato je običajno potrebna kvalifikacija varilnega postopka in za kritične linije lokalna -toplotna obdelava po varjenju.