Сталёвыя трубы выкарыстоўваюцца не толькі для транспарціроўкі вадкасцей і парашкападобных цвёрдых рэчываў, абмену цеплавой энергіяй і вырабу механічных дэталяў і кантэйнераў, але яны таксама з'яўляюцца эканамічным відам сталі. Выкарыстанне сталёвых труб для вырабу будаўнічых канструкцыйных рашотак, слупоў і механічных апор можа знізіць вагу, зэканоміць 20-40% металу і дазволіць механізаванае будаўніцтва, падобнае да заводскага. Выкарыстанне сталёвых труб для будаўніцтва дарожных мастоў можа не толькі зэканоміць сталь і спрасціць будаўніцтва, але і значна паменшыць плошчу ахоўнага пакрыцця, што дазваляе зэканоміць інвестыцыйныя выдаткі і выдаткі на абслугоўванне.Сталёвыя трубы вялікага дыяметрамаюць полыя сячэнні, даўжыня якіх значна большая за дыяметр або акружнасць сталі. Па форме папярочнага сячэння яны падзяляюцца на круглыя, квадратныя, прастакутныя і спецыяльныя сталёвыя трубы; па матэрыяле яны падзяляюцца на трубы з вугляродзістай канструкцыйнай сталі, нізкалегіраваныя канструкцыйныя сталёвыя трубы, легаваныя сталёвыя трубы і кампазітныя сталёвыя трубы; па прызначэнні яны падзяляюцца на транспартныя трубаправоды, інжынерныя збудаванні, сталёвыя трубы для цеплавога абсталявання, нафтахімічнай прамысловасці, машынабудавання, геалагічнага бурэння, абсталявання высокага ціску і г.д.; па вытворчым працэсе яны падзяляюцца на бясшвовыя сталёвыя трубы і зварныя сталёвыя трубы, сярод якіх бясшвовыя сталёвыя трубы падзяляюцца на гарачакатаныя і халоднакатаныя (цягнутыя). Існуе два тыпы: зварныя сталёвыя трубы падзяляюцца на прамыя зварныя сталёвыя трубы і спіральныя зварныя сталёвыя трубы.
Па-першае, што такое працэс тэрмічнай апрацоўкі сталёвых труб вялікага дыяметра?
(1) Падчас працэсу тэрмічнай апрацоўкі прычынай змены геаметрычнай формы сталёвых труб вялікага дыяметра з'яўляецца ўздзеянне напружанняў пры тэрмічнай апрацоўцы. Напружанні пры тэрмічнай апрацоўцы — гэта адносна складаная праблема. Яны з'яўляюцца не толькі прычынай такіх дэфектаў, як дэфармацыя і расколіны, але і важным сродкам павышэння трываласці на стомленасць і тэрміну службы дэталяў.
(2) Таму важна разумець механізм і правілы змены напружанняў пры тэрмічнай апрацоўцы, а таксама авалодаць метадамі кантролю ўнутраных напружанняў. Напружанне пры тэрмічнай апрацоўцы адносіцца да напружання, якое ўзнікае ўнутры дэталі з-за фактараў тэрмічнай апрацоўкі (тэрмічнага працэсу і працэсу структурнага пераўтварэння).
(3) Яно знаходзіцца ў стане самараўнавагі ва ўсім аб'ёме або частцы аб'ёму апрацоўванай дэталі, таму называецца ўнутраным напружаннем. Тэрмаапрацоўчае напружанне падзяляецца на расцягвальнае і сціскальнае ў залежнасці ад характару яго дзеяння; яно можа быць падзелена на імгненнае напружанне і рэшткавае напружанне ў залежнасці ад часу яго дзеяння; і яно можа быць падзелена на тэрмічнае напружанне і тканевае напружанне ў залежнасці ад прычыны яго ўтварэння.
(4) Цеплавое напружанне выклікана сінхроннымі зменамі тэмпературы ў розных частках дэталі падчас награвання або астуджэння. Напрыклад, у цвёрдай дэталі паверхня заўсёды награваецца хутчэй, чым асяродак пры награванні, а асяродак астывае павольней, чым паверхня пры астуджэнні. Гэта адбываецца таму, што паглынанне і рассейванне цяпла праходзяць праз паверхню.
(5) Для сталёвых труб вялікага дыяметра, склад і арганізацыйны стан якіх не змяняюцца пры розных тэмпературах, пакуль каэфіцыент лінейнага пашырэння не роўны нулю, удзельны аб'ём будзе змяняцца. Такім чынам, падчас награвання або астуджэння паміж паверхняй і цэнтрам дэталі будзе зазор. Унутранае напружанне ўзаемнага расцяжэння. Відавочна, што чым большая розніца тэмператур, тым большае цеплавое напружанне, якое ўзнікае ўнутры дэталі.
Па-другое, як астуджаць сталёвыя трубы вялікага дыяметра пасля працэсу загартоўкі?
(1) Падчас працэсу загартоўкі дэталь неабходна нагрэць да больш высокай тэмпературы і астудзіць хутчэй. Такім чынам, падчас загартоўкі, асабліва падчас працэсу астуджэння пасля загартоўкі, узнікае вялікая цеплавая нагрузка. Калі сталёвы шар дыяметрам 26 мм астуджаецца ў вадзе пасля награвання да 700°C, тэмпература паверхні і стрыжня змяняецца.
(2) На пачатковай стадыі астуджэння хуткасць астуджэння паверхні значна вышэйшая, чым у ядра, і розніца тэмператур паміж паверхняй і ядром пастаянна павялічваецца. Пры працягу астуджэння хуткасць астуджэння паверхні запавольваецца, а хуткасць астуджэння ядра адносна павялічваецца. Калі хуткасці астуджэння паверхні і ядра амаль аднолькавыя, розніца тэмператур паміж імі дасягае вялікага значэння.
(3) Пасля гэтага хуткасць астуджэння ядра перавышае хуткасць астуджэння паверхні, і розніца тэмператур паміж паверхняй і ядром паступова памяншаецца, пакуль розніца тэмператур не знікне, калі ядро цалкам астыне. Працэс узнікнення цеплавога напружання падчас хуткага астуджэння.
(4) На ранняй стадыі астуджэння павярхоўны пласт хутка астывае, і паміж ім і ядром пачынае ўзнікаць розніца тэмператур. З-за фізічных характарыстык цеплавога пашырэння і сціскання аб'ём паверхні павінен надзейна скарачацца, але тэмпература ядра ўсё яшчэ высокая, а ўдзельны аб'ём вялікі, што перашкаджае паверхні свабодна сціскацца ўнутр, утвараючы тым самым цеплавое напружанне, пры якім паверхня расцягваецца, а ядро сціскаецца.
(5) Па меры астуджэння вышэйзгаданая розніца тэмператур працягвае павялічвацца, і адпаведна павялічваецца ўзнікаючае цеплавое напружанне. Калі розніца тэмператур дасягае вялікага значэння, цеплавое напружанне таксама вялікае. Калі цеплавое напружанне ў гэты момант ніжэйшае за мяжу цякучасці сталі пры адпаведнай тэмпературы, гэта не выкліча пластычнай дэфармацыі, а толькі невялікай пругкай дэфармацыі.
(6) Пры далейшым астуджэнні хуткасць астуджэння паверхні запавольваецца, а хуткасць астуджэння ядра адпаведна павялічваецца, розніца тэмператур мае тэндэнцыю да памяншэння, і цеплавое напружанне паступова змяншаецца. Па меры памяншэння цеплавога напружання вышэйзгаданая пругкая дэфармацыя таксама адпаведна памяншаецца.
Час публікацыі: 05 верасня 2023 г.