วิธีการป้องกันการแตกร้าวจากการชุบแข็งของท่อเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางและสูงผสมโลหะต่ำ

(A) หากท่อเหล็กทั้งท่อถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิหยุดการเปลี่ยนรูปมาร์เทนไซต์ (จุด Mf) หรือต่ำกว่านั้นด้วยการชุบเย็นด้วยน้ำร้อนจัด รอยแตกร้าวจากการชุบเย็นจะเกิดขึ้นด้วยความน่าจะเป็นสูง

(B) เนื่องจากรอยแตกที่เกิดขึ้นขณะเกิดการแตกร้าวจากการชุบแข็งนั้นขยายตัวออกไปในทิศทางตามแนวแกนของท่อเหล็กเป็นส่วนใหญ่ จึงอาจพิจารณาได้ว่าแรงหลักที่ทำให้รอยแตกขยายตัวคือแรงดึงในทิศทางตามแนวเส้นรอบวง

(ค) สำหรับสาเหตุของความเค้นดึงในทิศทางรอบวงดังกล่าว อาจพิจารณาได้ว่าความแตกต่างของอุณหภูมิในทิศทางความหนาของผนัง (อุณหภูมิไม่สม่ำเสมอ) ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการระบายความร้อน ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนในจังหวะเวลาของการเปลี่ยนแปลงบนผิวด้านนอกและด้านในของท่อเหล็ก

(D) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณใกล้เคียงกับพื้นผิวระบายความร้อนที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิมาก (กล่าวคือ ความแตกต่างของอุณหภูมิจากด้านในพื้นผิวมีมาก) มีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกขนาดเล็กเนื่องจากการแตกหักแบบเปราะ ซึ่งอาจกลายเป็นจุดเริ่มต้นของการขยายตัวของรอยแตก

(E) ในกรณีส่วนใหญ่ รอยแตกมักจะเริ่มจากปลายท่อเหล็ก สาเหตุคาดว่าเกิดจากค่าสัมประสิทธิ์การเพิ่มขึ้นของความเค้นบริเวณปลายท่อที่มีพื้นผิวอิสระมีค่ามากกว่าค่าสัมประสิทธิ์บริเวณอื่นที่ไม่ใช่ปลายท่อ

(F) เมื่ออัตราการเย็นตัวถูกยับยั้งโดยไม่ใช้การระบายความร้อนด้วยน้ำ รอยแตกร้าวจากการชุบแข็งจะไม่เกิดขึ้นในเหล็กกล้าผสมต่ำที่มีคาร์บอนสูงและเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีโครเมียมเป็นส่วนประกอบหลัก ควรสังเกตว่า สำหรับเหล็กกล้าผสมต่ำที่มีคาร์บอนสูง เมื่อการเกิดความไวต่อการกัดกร่อนถูกยับยั้งและโครงสร้างถูกทำให้เป็นโครงสร้างแบบเบนไนต์ รอยแตกร้าวจากการชุบแข็งจะไม่เกิดขึ้น กล่าวโดยสรุป อาจพิจารณาได้ว่าในกรณีส่วนใหญ่ รอยแตกร้าวจากการชุบแข็งจะเริ่มต้นจากรอยแตกร้าวที่เกิดขึ้นที่ปลายท่อเหล็กที่มีพื้นผิวอิสระ รอยแตกร้าวเหล่านี้เกิดขึ้นจากการพัฒนาของรอยแตกร้าวขนาดเล็กที่เกิดจากการเย็นตัว ความเครียดจากความร้อนเกิดจากอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอในทิศทางความหนาของผนังและความเครียดดึงในทิศทางรอบวง (ต่อไปนี้จะเรียกว่า "ความเครียด") ที่เกิดจากความเครียดจากการเปลี่ยนเฟสที่กระทำต่อการเย็นตัวที่เกิดขึ้นใกล้พื้นผิว

(G) แม้แต่ท่อเหล็กที่ทำจากเหล็กอัลลอยต่ำหรือเหล็กอัลลอยปานกลางซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวจากการชุบแข็งด้วยน้ำ หากปลายท่อเหล็กไม่ได้รับการระบายความร้อนด้วยน้ำ ก็สามารถมั่นใจได้ว่าส่วนอื่นๆ นอกเหนือจากปลายท่อจะมีความยืดหยุ่นเพียงพอ หากอัตราการระบายความร้อนเป็นไปตามอัตราส่วนปริมาตรของการระบายความร้อนด้วยน้ำ การชุบแข็งด้วยน้ำก็สามารถทำได้อย่างเสถียรโดยไม่เกิดรอยแตกร้าวจากการชุบแข็ง

(H) เมื่อใช้วิธีการชุบแข็งด้วยน้ำดังกล่าวข้างต้นกับท่อเหล็กที่ทำจากเหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก จะสามารถรับประกันประสิทธิภาพสูงโดยปราศจากรอยแตกจากการชุบแข็ง วิธีการชุบแข็งท่อเหล็กนี้ มีลักษณะเฉพาะคือ เป็นวิธีการชุบแข็งที่ท่อเหล็กถูกชุบแข็งโดยการระบายความร้อนด้วยน้ำจากพื้นผิวด้านนอก โดยที่ปลายท่อไม่ได้ถูกระบายความร้อนด้วยน้ำ แต่ส่วนใดส่วนหนึ่งนอกเหนือจากปลายท่ออย่างน้อยที่สุดจะถูกระบายความร้อนด้วยน้ำ ควรสังเกตว่า "ปลายท่อ" ดังกล่าวข้างต้นหมายถึงปลายทั้งสองด้านของท่อเหล็ก