Per què es deformen les canonades d'acer inoxidable durant el processament?
Les canonades d'acer inoxidable poden deformar-se, inclinar-se o distorsionar-se durant el processament i en servei. La deformació rarament és un esdeveniment únic; normalment és el resultat del comportament material, la pràctica de processament i les condicions de servei que actuen conjuntament. Entendre els tres grups de causes és el primer pas per prevenir la reelaboració, la ferralla i la fallada prematura.
Material-Causes relacionades
Els acers inoxidables austenítics com el 304 i el 316 tenen un coeficient d'expansió tèrmica aproximadament un 50% més gran que l'acer al carboni i una conductivitat tèrmica aproximadament un -terç. Quan s'aplica calor durant la soldadura o el conformat en calent, la zona escalfada s'expandeix fortament mentre el metall fred circumdant resisteix; en refredar-se, la mateixa zona es contrau i desforma la secció. L'estructura austenítica també té un límit de fluència relativament baix a temperatura elevada, de manera que el material es distorsiona fàcilment abans que s'endureixi. A més, una química mal controlada o un producte de molí inconsistent poden introduir tensions residuals del treball en fred, que s'alliberen durant el tall o el mecanitzat i es mostren com una inclinació sobtada.
Processament-causes relacionades
Entrada de calor de soldadura excessiva: les soldadures grans posen més calor a la canonada, augmentant la contracció i la distorsió angular.
Seqüència de soldadura desequilibrada: la soldadura d'un costat completament abans de l'altre permet que la contracció acumulada doble la canonada.
Manca de contenció o suport: llargs llargs sense suport s'enfonsen pel seu propi pes durant la soldadura o la manipulació.
Treball en fred incorrecte: el plegat agressiu o el conformat més enllà de la capacitat del material, o el plegat sense suport de mandril, produeix un aprimament local i un retorn elàstic que apareix com una distorsió.
Mal tractament de la superfície: la mòlta pesada que elimina massa material debilita la paret localment i allibera tensions residuals.
Els fabricants amb un control de procés incomplet ho mostren com una qualitat inconsistent: algunes canonades es deformen immediatament després de la instal·lació, mentre que altres només es deformen després de mesos de servei, depenent de la quantitat d'estrès residual i de quants micro-defectes comporta cada lot.
-Causes relacionades amb el servei
La deformació en funcionament sol ser un signe de sobrecàrrega o atac ambiental. Els cicles tèrmics entre les temperatures d'operació i d'aturada tensionen repetidament la canonada; si els suports o llaços d'expansió estan equivocats, la canonada s'arrossega o s'inclina. La corrosió externa, les picades o les esquerdes per corrosió per tensió apriman la paret i redueixen la secció de càrrega-fins que la canonada cedi. Fins i tot l'acumulació-d'escala dura a l'exterior, seguida d'una expansió tèrmica diferencial, pot trencar un tub de paret-prima.
Com prevenir la deformació
Controleu l'entrada de calor: utilitzeu TIG de baix -amperatge amb cordons de soldadura estrets i permeteu el refredament entre passades.
Equilibri la seqüència de soldadura i utilitzeu soldadures de punt, més plantilles o suports forts per frenar la contracció.
Suport llargs recorreguts de canonades amb rodets o suports durant la soldadura i després del tall.
Recuit-de tensió o solució-allà on el codi i el servei ho permetin, per eliminar les tensions residuals abans del mecanitzat final.
Seleccioneu el grau correcte per al servei: els graus de baix-carboni (304L/316L) resisteixen la sensibilització i els graus estabilitzats resisteixen l'atac intergranular en servei en calent.
Compenseu el retorn elàstic a la flexió amb un sobre{0}}flexió lleugerament i utilitzant els radis de mandril i matriu recomanats.
Què fer quan una canonada ja s'ha deformat
Sovint, la petita inclinació es pot corregir mitjançant un redreçament mecànic en una premsa o una redreçadora de rodets, seguida d'una verificació dimensional. Si la deformació va acompanyada d'esquerdes, aprimament greu de la paret o corrosió, la secció s'ha de tallar i substituir en lloc de redreçar-se, perquè el material redreçat reté les tensions residuals perjudicials. Re-verifiqueu sempre el diàmetre, la rodonesa i el gruix de la paret després de qualsevol treball de correcció.
Preguntes freqüents
P1: Per què l'acer inoxidable distorsiona més que l'acer al carboni quan es solda?
Com que l'acer inoxidable austenític s'expandeix aproximadament un 50% més que l'acer al carboni quan s'escalfa i condueix la calor només aproximadament un-terç més ràpid. Per tant, la mateixa soldadura produeix una zona més gran i més calenta que tira més fort sobre el metall circumdant, augmentant la distorsió tant longitudinal com angular.
P2: Es pot soldar la canonada d'acer inoxidable 304 sense distorsió?
La distorsió es pot minimitzar però no eliminar. La baixa entrada de calor, les seqüències de soldadura-enrere o equilibrades, l'adherència i la restricció rígida redueixen el moviment final. Per a muntatges crítics, els accessoris de soldadura i l'adreçament posterior-de soldadura són pràctiques estàndard.
P3: El gruix de la paret de la canonada afecta la deformació?
Sí. Les canonades-de paret fines tenen menys rigidesa i es distorsionen més fàcilment amb la mateixa entrada de calor. Per a tubs inoxidables de paret fina-, es recomana un TIG polsat amb gas de suport i un corrent més baix per mantenir la distorsió dins de la tolerància.
P4: La deformació durant l'ús pot ser un signe d'un defecte material?
De vegades. Les inclusions, les tensions residuals excessives o una microestructura sensibilitzada poden promoure la corrosió i l'esquerdament que després es mostren com a deformació. Un examen metalogràfic d'una mostra tallada revelarà si la causa és material, processament o servei.
P5: És segur redreçar una canonada d'acer inoxidable deformada?
El redreçament mecànic és segur quan la canonada està lliure d'esquerdes i la paret està intacta. Si hi ha corrosió, picades o esquerdes, el redreçament pot propagar el dany i la substitució de la secció afectada és l'opció més segura.
P6: Quina és la millor qualitat per evitar la deformació a alta temperatura?
Per a cicles tèrmics repetits, els graus{0}}resistents a la calor amb un crom més alt i una mida de gra controlada (per exemple, 310/310S o grau estabilitzat 321) conserven una resistència millor que 304. La canonada també s'ha de suportar amb guies i bucles d'expansió ben espaiades.