Электросварные трубы после формовки и сварки шва сохраняют остаточные напряжения и неоднородную структуру металла в зоне термического влияния. Объемная термическая обработка позволяет устранить эти особенности и получить по всей длине, толщине и периметру изделия однородную мелкозернистую структуру. От вида и корректности режимов обработки зависят прочность, пластичность и эксплуатационная надежность трубопровода.
Задачи объемной термической обработки
ОТО решает несколько технологических задач, которые влияют на эксплуатационные характеристики трубопровода:
- Повышение прочности и вязкости. Улучшается сочетание прочностных и пластических характеристик как основного металла, так и сварного шва.
- Снятие остаточных напряжений. Снижается риск образования трещин и повышается надежность конструкции.
- Устранение неоднородности в зоне сварного шва. Неравномерный нагрев при сварке приводит к различиям в структуре и термообработка выравнивает эти участки по свойствам.
- Улучшение специальных свойств. В зависимости от режима повышаются коррозионная стойкость, хладостойкость и стойкость против водородного растрескивания.
- Снижение овальности концов труб. Это упрощает монтаж и улучшает товарный вид изделия.
Виды термической обработки
Режим ОТО подбирается под марку стали, толщину стенки и назначение трубы, именно поэтому на практике применяются несколько видов обработки:
|
Вид обработки |
Суть |
Что дает |
|
Термическое улучшение |
Закалка с последующим высоким отпуском |
Высокая прочность при достаточной пластичности |
|
Нормализация |
Нагрев выше критических точек и охлаждение на воздухе |
Однородная мелкозернистая структура, стабильные свойства |
|
Отпуск |
Нагрев ниже критических точек с выдержкой и охлаждением |
Снятие внутренних напряжений после сварки или формовки |
Выбор конкретного режима определяется требуемыми свойствами и геометрией трубы. Для тонкостенных труб с соотношением диаметра к толщине стенки d/t ≥ 30 чаще применяют нагрев ниже точки Ac1 с охлаждением на воздухе. Для толстостенных труб с d/t < 30 – нагрев выше точки Ac3 с последующей закалкой и отпуском.
Технология процесса
Объемная термическая обработка выполняется на специализированных линиях, где труба последовательно проходит все стадии цикла. Каждый этап влияет на конечную структуру металла и механические свойства изделия, потому режимы подбираются под марку стали и толщину стенки:
- Нагрев. Трубы помещают в нагревательные печи, например газовые с шагающими балками, и доводят до заданной температуры.
- Выдержка. При температуре нагрева труба выдерживается столько времени, сколько необходимо для полного структурного превращения металла.
- Охлаждение. Способ зависит от вида обработки, поскольку для закалки применяют водяные спрейеры, для нормализации – охлаждение на воздухе. Иногда используют комбинированные методы, например закалку с двух сторон, то есть изнутри и снаружи, что повышает равномерность и прокаливаемость толстостенных труб.
- Отпуск. После закалки трубы направляют в другую печь для снятия внутренних напряжений и получения окончательных свойств.
- Правка. После охлаждения изделия проходят правку на косовалковой правильной машине, которая устраняет кривизну и уменьшает овальность.
Для ОТО используются специализированные линии, включающие газовые печи с шагающими балками, спрейеры для закалки, печи для отпуска, калибровочный стан и косовалковую правильную машину.
Особенности обработки сварных швов
Сварной шов отличается от основного металла по структуре, поэтому требует отдельного внимания. Для повышения эффективности последующей термообработки перед ОТО часто применяют горячую пластическую деформацию шва – раскатку. Шов деформируют до уровня основного металла в диапазоне температур Ar3+30 °C – Ar1+30 °C. Такая операция измельчает дендритную структуру шва, устраняет концентраторы напряжений и делает последующую объемную обработку более результативной.
Контроль качества
После термообработки трубы проходят повторные контрольные и сдаточные испытания. В программу входят гидроиспытания и неразрушающий контроль. К отгрузке допускаются только изделия, соответствующие требованиям нормативной документации. Режимы нагрева, выдержки и охлаждения при температурах выше 300 °C регистрируются самопишущими приборами, а термообработка сварных соединений выполняется без перерывов. При вынужденной остановке обеспечивают медленное охлаждение до 300 °C, чтобы не допустить появления новых напряжений.
Режим термической обработки определяет, как металл поведет себя под нагрузкой, при низких температурах и в агрессивной среде. Поэтому его результаты стоит оценивать наравне с маркой стали и геометрией трубы.
Компания «Металлинвест» поставляет электросварные трубы с ОТО, соответствующие требованиям стандартов. В каталоге можно подобрать трубы по диаметру, толщине стенки и марке стали, уточнить наличие и цену, а также заказать резку и доставку. Специалисты помогут выбрать термообработанные трубы под условия эксплуатации трубопровода. Получить консультацию и оформить заказ можно по телефону 73512160137.
