المعالجة الحرارية هي العملية التي تحول الأنابيب الفولاذية المدرفلة إلى منتج يتمتع بالقوة والمتانة والبنية الدقيقة التي تتطلبها الخدمة، وما هو تأثير المعالجة الحرارية على أداء API 5L هو أحد المعالجات الموجودة في مجموعة الأدوات. تشرح هذه المقالة العلاج والغرض منه وتأثيره على أداء الأنابيب.
تعمل المعالجة الحرارية على ضبط توازن القوة-والصلابة للأنبوب.
التطبيع ينقي الحبوب. التبريد والتلطيف يرفعان القوة.
تخفيف الإجهاد يريح ضغوط اللحام المتبقية تحت AC1.
يؤدي التلدين بالمحلول إلى استعادة مقاومة التآكل غير القابل للصدأ.
تعتبر حالة التسليم، N أو Q+T أو M، جزءًا من الأمر.
لماذا تتم معالجة الأنابيب الفولاذية بالحرارة؟
نظرًا لأن-الأنابيب الفولاذية المدرفلة لها بنية مجهرية تحددها ظروف الدرفلة والتبريد، والتي قد لا توفر المزيج المطلوب من القوة والمتانة. تعمل المعالجة الحرارية على إعادة تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة يمكن التحكم فيها، واحتجازه، وتبريده بمعدل يمكن التحكم فيه بحيث تتحول البنية المجهرية إلى الحالة المرغوبة. تتم تسمية المعالجة في حالة التسليم: N (تطبيع)، Q+T (مروي ومخفف)، T (خفف)، أو M (مدرفل ميكانيكيًا حراريًا، وهي ليست معالجة حرارية بشكل صارم).
الصلب والتطبيع
يؤدي التلدين إلى تليين الفولاذ عن طريق التبريد البطيء من درجة حرارة أعلى من التحويل، مما يحسن قابلية التشكيل ويخفف الضغط. تسخن عملية التطبيع أيضًا بدرجة أعلى من درجة حرارة التحويل ولكنها تبرد في الهواء، مما يؤدي إلى تحسين حجم الحبوب وتجانس البنية؛ تتمتع الأنابيب العادية بتوازن جيد بين القوة والمتانة وهي شرط تسليم قياسي لأنابيب الخطوط وأنابيب الضغط.
التبريد والتلطيف
يؤدي التبريد إلى تبريد الأنبوب بسرعة من درجة حرارة الأوستنيتي، مما يؤدي إلى تشكيل مارتنسيت بصلابة وقوة عالية جدًا ولكن بصلابة منخفضة. تعمل عملية التقسية على إعادة تسخين الأنبوب المروي إلى درجة حرارة أقل من نطاق التحويل، مما يؤدي إلى استبدال بعض القوة بالليونة والمتانة. تحقق الأنابيب المسقية والمقساة (Q+T) قوة عالية مع صلابة كافية، وهذه هي الطريقة التي تصل بها درجات مثل X70 والأعلى إلى خصائصها في الأنابيب غير الملحومة.
هدأ، تخفيف التوتر والتليين دون الحرج
يؤدي التقسية تحت درجة الحرارة الحرجة المنخفضة AC1 إلى تقليل الصلابة دون إعادة-التلطيف، ويتم استخدامه بعد اللحام أو التبريد. يؤدي تخفيف الإجهاد إلى تسخين الأنبوب إلى حوالي 600-650 درجة مئوية لتخفيف ضغوط اللحام المتبقية، وهو أمر مهم لاستقرار الأبعاد في التصنيع ولمقاومة التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي. التليين تحت AC1 يخفف ويشكل الكربيدات لتشكيل البارد.
حل الصلب والنيترة
ينطبق التلدين بالمحلول على الأنابيب المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك: إذابة الرواسب واستعادة الهيكل الأوستنيتي أو المزدوج بالكامل. النيتروجين عبارة عن معالجة سطحية تعمل على نشر النيتروجين في الطبقة السطحية لتكوين هيكل صلب ومقاوم للتآكل-، يُستخدم في السبائك وفولاذ الأدوات بدلاً من استخدامه في أنابيب الخطوط؛ تعمل الحالة المعالجة على تحسين عمر التآكل والتعب للمكون.
تأثير المعالجة الحرارية على أداء الأنابيب
تعمل المعالجة الحرارية على تغيير توازن القوة-والصلابة للأنبوب. الأنبوب الطبيعي يعطي خصائص متسقة وقابلية اللحام؛ يصل أنبوب Q+T إلى قوة أعلى مع صلابة مقبولة؛ يؤدي التلدين بالمحلول إلى استعادة مقاومة التآكل في درجات الفولاذ المقاوم للصدأ. يتم تسجيل تاريخ المعالجة في شهادة المطحنة، ويجب أن تتطابق حالة التسليم مع الطلب بحيث يمكن التنبؤ بسلوك التصنيع والخدمة.
الأسئلة المتداولة
كلا الحرارة أعلى من درجة حرارة التحول؛ يبرد التلدين ببطء حتى يصبح طريًا، ويضبط التبريد في الهواء لتحسين الحبوب وتجانس البنية.
يشكل التبريد مارتنسيت صلبًا؛ هدأ ثم يعيد الليونة والمتانة. يصل المزيج إلى قوة عالية مع صلابة مقبولة لأنابيب الخطوط عالية الجودة-.
N تعني طبيعي، Q+T يعني مروي ومخفف، M يعني ملفوف ميكانيكيًا حراريًا. تعد الحالة جزءًا من الطلب ويتم التحقق منها من خلال شهادة المطحنة.
التسخين إلى حوالي 600-650 درجة مئوية لتخفيف الضغوط المتبقية، عادة بعد اللحام، وتحسين استقرار الأبعاد ومقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد.
معالجة تصلب السطح-تعمل على نشر النيتروجين في السطح لتكوين هيكل صلب مقاوم للتآكل-؛ يتم استخدامه على المكونات النهائية، وليس على أنابيب الخط.
لإذابة كربيدات الكروم واستعادة مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والمزدوج بعد العمل الساخن أو اللحام.
