Hoe GOST 550 Steel 20 naadloze buizen worden vervaardigd

Wat GOST 550 Steel 20 naadloze buis is

Naadloze buizen gemaakt van staal 20 zijn een van de standaard buisproducten van gewone koolstof die in de Russische en GOS-praktijk worden gebruikt voor stoom-, water-, gas- en algemene technische diensten. Staal 20 is de materiaaldefinitie: het is een koolstofarm constructiestaal waarvan de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen zijn uiteengezet in GOST 1050, en het is de kwaliteit waartegen de sterkte en ductiliteit van de buis worden geverifieerd.

De productieroute is dezelfde naadloze route die overal voor koolstofstalen buizen wordt gebruikt: een massieve knuppel wordt door middel van doorboren in een holle schaal veranderd, de schaal wordt langwerpig en op maat gemaakt, en de voltooide buis wordt met warmte behandeld, rechtgetrokken en getest. Wat een Steel 20-bestelling onderscheidt, is de materiaalcontrole bij elke stap, omdat het lage koolstof- en lage legeringsgehalte van de soort de kwaliteit goed vervormbaar en lasbaar maakt, maar de procesparameters de volledige last van het bereiken van de vereiste maatnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit overlaten.

De materiële basis: staal 20 tot GOST 1050

Staal 20 is een ongelegeerd constructiestaal met een nominaal koolstofgehalte van ongeveer een vijfde van een procent. Daarom wordt het gespecificeerd op nummer in plaats van op sterkteklasse. Een zacht koolstofniveau houdt het staal taai en lasbaar, terwijl silicium en mangaan voor de sterkte en deoxidatie zorgen.

Omdat de kwaliteit ductiel en lasbaar is, wordt het gebruikt voor stoom- en warmwaterleidingen, ketel- en warmtewisselaarbuizen in lage- en middendrukleidingen, gas- en waterleidingen en algemene mechanische buizen. De maatvereisten voor de afgewerkte buis volgen de toepasselijke GOST-normen voor naadloze buizen voor warm vervormde en koud vervormde producten.

De hete route: verwarmen, doordringen en rollen

Het proces begint met de selectie van stalen knuppels of blokken van de juiste kwaliteit, die op het vereiste gewicht worden gesneden en worden geïnspecteerd op oppervlaktedefecten. De knuppel wordt vervolgens in een opwarmoven verwarmd tot het temperatuurbereik waarbij het staal smeedbaar wordt. De verwarming moet gelijkmatig over de doorsnede zijn en de inweektijd moet lang genoeg zijn om de temperatuur gelijk te maken, omdat een koude kern niet netjes doorprikt en een verbrand oppervlak niet uitrolt.

Zodra de knuppel de vereiste temperatuur heeft bereikt, wordt deze doorboord. Een doorsteekmolen dwingt een doorn door het midden van het verwarmde staal, waardoor een holle schaal wordt geopend en deze tegelijkertijd wordt verlengd. De doorboorde schaal wordt vervolgens langwerpig gemaakt en gevormd door heet walsen, met behulp van een plugmolen, een doornmolen of een molen van het Assel- of Diescher-type, afhankelijk van het groottebereik en de wanddikte. Tijdens het walsen wordt de buitendiameter verkleind, de wanddikte op de gewenste waarde gebracht en de lengte vergroot. Walsen verfijnt ook de korrelstructuur en verbetert de mechanische eigenschappen van het staal.

Na het walsen wordt de buis opnieuw verwarmd of vastgehouden voor het op maat maken, door een maat- en verkleiningsmolen gevoerd om de diameter binnen de tolerantie te brengen, afgekoeld op een koelbed, rechtgetrokken en op lengte gesneden. Elk van deze stappen laat zijn eigen stempel op het eindproduct achter: de maat bepaalt de diameter, het rechttrekken bepaalt de boog en de koelpraktijk beïnvloedt de uiteindelijke microstructuur.

De koude route: tekenen, gloeien en afwerken

Koudtrekken wordt gebruikt waar nauwere toleranties, een dunnere wand of een superieure oppervlakteafwerking vereist zijn. De warmgewalste schaal of buis wordt eerst gebeitst om de oxidehuid te verwijderen en vervolgens bedekt met een smeermiddeldrager zodat het treksmeermiddel zich zal hechten. De voorbereide buis wordt vervolgens bij kamertemperatuur door een matrijs en over een doorn getrokken, waardoor zowel de diameter als de wanddikte worden verkleind en de oppervlakteafwerking en de maatnauwkeurigheid worden verbeterd.

Omdat koud bewerken het staal verhardt, moet de buis tussen de trekgangen worden uitgegloeid. Het aantal doorgangen, de reductie per doorgang en het uitgloeischema zijn gekozen om de uiteindelijke maat te bereiken zonder de ductiliteit van het materiaal te overschrijden. Na de laatste passage wordt de buis rechtgetrokken, gesneden en waar nodig voorzien van een laatste glansgloeide of gebeitste afwerking. Koudgetrokken buizen worden normaal gesproken geleverd met nauwere maattoleranties dan warm eindproducten. Daarom wordt er de voorkeur aan gegeven voor warmtewisselaarbuizen, instrumentleidingen en fijnmechanische toepassingen.

Warmtebehandeling, testen en vrijgave

De laatste fase van de productie is de warmtebehandeling. Normaliseren, afschrikken en temperen worden gebruikt om de vereiste sterkte, hardheid en ductiliteit te bereiken, en het specifieke schema is afhankelijk van het beoogde gebruik van de buis en van de vereisten van de aankoopspecificatie. Voor gewone koolstofstaal 20-buizen is normaliseren de gebruikelijke behandeling, omdat dit een uniforme ferriet- en perlietstructuur produceert met voorspelbare eigenschappen en de spanningen verlicht die zijn achtergelaten door rollen of trekken.

Kwaliteitscontrole loopt over het hele traject en niet aan het eind ervan. Het omvat chemische verificatie van de hitte, dimensionale controles van diameter en wanddikte, visuele inspectie van de interne en externe oppervlakken en niet-destructief onderzoek zoals ultrasoon of wervelstroomonderzoek om interne defecten op te sporen. Hydrostatische druktests bevestigen de drukintegriteit, en mechanische tests van monsters uit de voltooide buis verifiëren de treksterkte, vloeigrens en rek ten opzichte van de kwaliteitseis. Pas nadat deze controles zijn voltooid, wordt de buis op de uiteindelijke lengte afgesneden, gemarkeerd met het hittenummer en vrijgegeven.

Veelgestelde vragen

Vraag: Wat is staal 20?
Staal 20 is een gewone koolstofstaalsoort gespecificeerd door GOST 1050, met een koolstofgehalte van ongeveer 0,17 tot 0,24 procent en minimumwaarden van 410 MPa treksterkte en 245 MPa vloeigrens.

Vraag: Waarom wordt de knuppel verwarmd voordat deze wordt doorboord?
Door verhitting wordt het staal smeedbaar, zodat de doorn een schone holle schaal kan openen. Een gelijkmatige sectieverwarming is essentieel, omdat een koude kern doorsteekfouten veroorzaakt en een oververhit oppervlak niet goed uitrolt.

Vraag: Wat is het verschil tussen warmgewalste en koudgetrokken buis?
Heetwalsen vormt de buis bij hoge temperatuur en is economisch voor normale maten en toleranties. Bij koudtrekken wordt de buis bij kamertemperatuur door een matrijs getrokken om een ​​nauwere tolerantie, dunnere wanden en een betere oppervlakteafwerking te bereiken.

Vraag: Waarom is uitgloeien nodig tussen koude trekgangen?
Koud bewerken verhardt het staal en vermindert de taaiheid ervan. Door gloeien wordt de taaiheid hersteld, zodat verdere reductie mogelijk is zonder dat de buis barst.

Vraag: Welke warmtebehandeling wordt normaal gesproken toegepast op stalen 20-buis?
Normaliseren is de gebruikelijke behandeling. Het produceert een uniforme ferriet- en perlietstructuur, geeft voorspelbare sterkte en ductiliteit en verlicht de interne spanningen die worden veroorzaakt door walsen of trekken.

Vraag: Welke tests worden er uitgevoerd voordat de tube wordt vrijgegeven?
Chemische verificatie van de hitte, dimensionele inspectie van diameter en wanddikte, visueel onderzoek van de oppervlakken, ultrasone of wervelstroomtesten, een hydrostatische druktest en mechanische testen op treksterkte, vloeigrens en rek.