De ce țeava laminată la rece API 5L X52 ridică o întrebare privind tratamentul termic
API 5L X52, scris ca L360 în ISO 3183, este un tip de conductă de carbon-mangan, cu o limită de curgere specificată minimă de 359 MPa sau 52 ksi. Conducta de linie de acest grad este produsă în mod normal prin perforare fără sudură, sudare cu rezistență electrică, sudare cu arc scufundat sau sudare în spirală și este livrată ca-laminată, normalizată, normalizată plus călită sau călită și călită. Laminarea la rece, trefilarea la rece și perecherea la rece sunt utilizate în principal pentru tuburile de precizie, butoaiele cilindrilor hidraulici și componentele mecanice prelucrate, unde toleranța strânsă a peretelui și o suprafață netedă contează mai mult decât domeniul dimensional al unei conducte de transmisie.
Deoarece prelucrarea la rece crește rezistența în timp ce reduce ductilitatea, inginerii de proces se întreabă adesea dacă un tub X52 laminat la rece poate fi încă tratat termic și dacă tratamentul distruge identitatea materialului. Tratamentul termic este posibil din punct de vedere tehnic în fiecare caz, dar trebuie selectat în funcție de condiția de livrare menționată în specificația de achiziție, mai degrabă decât de condiția laminată la rece.
Metode de tratare termică aplicate țevilor din oțel carbon
Domină patru tratamente clasice și fiecare acționează diferit asupra unui produs prelucrat la rece.
Recoacere:conducta este încălzită peste intervalul critic, ținută până când structura este uniformă și răcită lent în cuptor. Duritatea scade, plasticitatea crește și structura prelucrată la rece este complet recristalizată.
Normalizare:conducta este încălzită peste intervalul critic și răcită în aer nemișcat. Rezultatul este o structură a granulelor de ferită-perlită mai fină și mai uniformă, cu inversarea completă a călirii prin lucru la rece.
stingere:încălzirea rapidă peste intervalul critic, urmată de stingerea cu apă sau polimer, produce o structură martensitică dură. Se aplică rar la conducta de conductă singur, deoarece o structură martensitică necălită are o duritate slabă.
temperare:reîncălzirea unei țevi stinse la o temperatură controlată sub intervalul critic pentru a reduce stresul de stingere și a restabili duritatea. Călirea urmată de călirea este calea standard pentru nivelurile mai mari de rezistență API 5L.
Ferestrele tipice de proces și efectele rezultate
| Tratament | Temperatura tipică | Răcire | Efect asupra țevii laminate la rece |
|---|---|---|---|
| Recoacere completă | 800-900 grade C | Cuptor | Recristalizare completă, duritate cea mai scăzută, cea mai bună formabilitate |
| Normalizarea | 870-920 grade C | Încă aer | Structură uniformă cu granulație fină, rezistență moderată |
| Reducerea stresului | 550-650 grade C | Aer | Ameliorează stresul rezidual cu pierderea limitată a rezistenței la lucru la rece |
| stingere | 850-900 grade C | Apă sau polimer | Structură martensitică, duritate maximă |
| Se stinge și se temperează | 850-900 apoi 550-680 grade C | Apa, apoi aer | Forță și duritate echilibrate |
Cifrele de mai sus sunt gamele obișnuite de magazin pentru oțel carbon-mangan. Cerința de control nu este niciodată numai temperatura, ci procedura calificată, timpul de menținere, viteza de răcire și testele de proprietate efectuate pe conducta tratată.
Condițiile de livrare în API 5L și ISO 3183
API 5L separă nivelurile de specificații ale produsului. Conducta PSL1 este comandată numai după grad. Țeava PSL2 trebuie să fie comandată atât cu o calitate cât și cu o condiție de livrare, exprimată ca X52N pentru normalizat, X52Q pentru călită și revenită sau X52M pentru laminat termomecanic. În cazul în care tratamentul termic este aplicat după formare, producătorul trebuie să demonstreze că țeava finită îndeplinește în continuare cerințele privind proprietățile mecanice ale gradului comandat și ale condițiilor de livrare, inclusiv intervalul de curgere, domeniul de rezistență la tracțiune, alungirea și, acolo unde este specificat, rezistența la impact.
Aceasta este limita practică pentru X52 laminată la rece. Un tub laminat la rece care este recoacet sau normalizat pierde rezistența adusă de lucrul la rece și revine la proprietățile oțelului de bază. Pentru a atinge o limită de curgere minimă de 359 MPa după recoacere, chimia și tratamentul trebuie selectate împreună, iar rezultatul trebuie să fie dovedit prin încercări de tracțiune și de impact, mai degrabă decât asumat din condiția laminată la rece.
Ghid practic pentru cumpărători și ingineri de proces
Comandați în mod explicit condiția de livrare. Dacă rezistența este menită să provină din tratamentul termic, specificați X52Q sau X52N în loc de un produs laminat la rece.
Utilizați reducerea tensiunii în loc de recoacere completă atunci când obiectivul este doar de a reduce stresul rezidual după prelucrarea la rece, păstrând în același timp cea mai mare parte a rezistenței la lucru la rece.
Evitați tratarea oțelului carbon-manganez prelucrat la rece în fereastra de 200-350 de grade C, unde îmbătrânirea sub tensiune și fragilitatea albastră pot reduce duritatea fără nicio modificare vizibilă a aspectului.
Confirmați proprietățile finale prin încercări de tracțiune și de impact pe conducta tratată termic, nu prin transpunerea valorilor din certificatul morii de metal de bază.
Înregistrați procedura calificată cu numărul de căldură, astfel încât comenzile repetate să poată fi reproduse.
FAQ
Î: Țeava laminată la rece X52 poate fi tratată termic și totuși vândută ca X52?
Da, dar nu automat. Recoacerea și normalizarea recristalizează structura prelucrată la rece, astfel încât rezistența câștigată prin laminare la rece se pierde. Conducta trebuie testată în raport cu gradul comandat și starea de livrare înainte de a putea fi marcată X52.
Î: Care tratament termic este cel mai bun pentru un tub X52 laminat la rece?
Depinde de scop. Reducerea tensiunii la 550-650 grade C este utilizată atunci când stresul rezidual este problema și rezistența trebuie păstrată. Normalizarea la 870-920 grade C este utilizată atunci când o structură uniformă și proprietăți previzibile sunt mai importante decât rezistența ridicată.
Î: Tratamentul termic modifică compoziția chimică a oțelului?
Nu. Tratamentul termic modifică microstructura și, prin urmare, proprietățile mecanice, dar compoziția chimică a oțelului rămâne așa cum este specificată în analiza termică. Trebuie controlate doar oxidarea suprafeței și decarburarea.
Î: Ce proprietăți ar trebui verificate după tratamentul termic?
Rezistența la tracțiune, rezistența la curgere și alungirea dintr-o piesă de testare prelevată din țeava tratată, plus rezistența la impact acolo unde specificația o cere. Testarea durității este o verificare suplimentară utilă pentru uniformitatea pe lungime.
Î: Este stingerea și revenirea potrivite pentru conducta de linie X52?
Da. Livrarea călită și călită, desemnată X52Q, este o opțiune recunoscută API 5L. În mod normal, este efectuată de moara de țevi în conformitate cu o procedură calificată, mai degrabă decât ca o operație secundară pe tubul laminat la rece finit.
Î: Teava tratată termic poate fi îndoită sau sudată după aceea?
Da, cu grijă. Sudarea introduce o nouă zonă afectată de căldură ale cărei proprietăți diferă de corpul țevii tratate, astfel încât, în mod normal, sunt necesare calificarea procedurii de sudare și, pentru liniile critice, tratamentul termic local post-sudare.
