Mengapa Jalur Perlakuan Panas Menentukan Kualitas Pipa
Untuk casing, tubing, pipa saluran, dan pipa bertekanan, sifat mekanik yang diuji pelanggan dibuat di jalur perlakuan panas, bukan di rolling mill. Lini produksi perlakuan panas mengambil pipa yang telah dibentuk dan dilas atau ditusuk, memanaskannya kembali hingga suhu austenitisasi yang benar, memadamkannya pada laju yang terkendali dan kemudian memanaskannya untuk mencapai kombinasi kekuatan luluh, kekuatan tarik, perpanjangan, kekerasan dan ketangguhan impak yang ditentukan.
Karena persyaratan standar seperti API 5CT dan berbagai spesifikasi pipa ASTM diverifikasi pada panjang akhir, setiap tahapan jalur harus dapat diulang. Tata letak tungku, cara pipa diangkut, dan keseragaman semprotan pendinginan menentukan apakah pabrik dapat menampung pita properti sempit di seluruh pesanan.
Keuntungan dari Walking{0}}Beam Furnace
Tungku balok-berjalan adalah jenis tungku yang paling banyak digunakan dalam jalur perlakuan panas pipa, dan keunggulannya diperoleh langsung dari cara penyampaian beban kerja.
Keluaran tinggi. Tungku balok berjalan-adalah tungku kontinu, sehingga keluaran per jamnya bisa melebihi 50 t pada jalur yang bermuatan baik, dan menangani berbagai macam diameter dan panjang pipa tanpa-mengatur ulang tungku.
Cepat, pemanasan merata. Tungku ini dibakar dengan bahan bakar gas atau cair dan memindahkan panas ke pipa melalui radiasi dan konveksi. Pipa-pipa tersebut bertumpu pada balok tetap dan balok berjalan dengan posisi terangkat, sehingga dikelilingi oleh gas panas daripada terletak di tempat yang dingin.
Suhu pipa seragam. Keseragaman suhu sepanjang-keluaran tungku dijaga dalam pita sempit di sekitar titik setel, biasanya dalam kisaran plus atau minus 15 derajat Celsius. Keseragaman dicapai karena setiap langkah maju dari balok berjalan memutar pipa melalui sudut yang kecil, sehingga tidak ada permukaan pipa yang tetap menghadap pembakar.
Deformasi rendah. Karena siklus termalnya merata, kelengkungan dan ovalitas pada pintu keluar tungku menjadi kecil. Hal ini menciptakan kondisi dimensi yang diperlukan untuk quench lurus dan untuk pengukuran dan pelurusan selanjutnya.
Pengoperasian dan otomatisasi yang mudah. Kondisi burner dan posisi pipa dalam tungku mudah diamati, siklus langkah dapat disinkronkan dengan bagian quench dan temper, dan seluruh rangkaian dapat dijalankan dari satu sistem kendali.
Konfigurasi Garis Khas
| Panggung | Fungsi dan titik kontrol |
|---|---|
| Meja pengisian daya | Pipa diidentifikasi berdasarkan nomor panas, jarak yang diatur untuk paparan atmosfer tungku yang merata |
| Tungku astenitisasi | Transportasi-balok jalan, titik setel, dan waktu rendam disesuaikan dengan tingkatan, ketebalan dinding, dan spesifikasi |
| Unit pemadaman | Eksternal atau internal-Semprotan eksternal, suhu air, aliran dan tekanan dikontrol untuk menghasilkan laju pendinginan yang dapat direproduksi |
| Tungku temper | Temperatur dan waktu temper dipilih untuk memenuhi kekuatan luluh dan pita kekerasan yang ditentukan |
| Tempat tidur pendingin | Pendinginan udara terkontrol untuk menghindari siklus termal kedua yang tidak terkontrol |
| Meluruskan dan mengukur | Pelurusan putar atau tekan hingga toleransi kelurusan yang diizinkan |
| Inspeksi | Pemeriksaan non-destruktif, survei kekerasan, pengujian mekanis pada sampel, dan pengujian hidrostatis |
Efek pada Properti Pipa Akhir
Suhu temper adalah pengungkit utama kekuatan. Temperatur temper yang lebih rendah meningkatkan hasil dan kekuatan tarik namun mengurangi pemanjangan dan ketangguhan; suhu yang lebih tinggi melakukan hal sebaliknya. Oleh karena itu saluran harus dioperasikan di dalam jendela yang memenuhi persyaratan kekuatan, batas kekerasan, dan persyaratan tumbukan pada saat yang bersamaan. Untuk grade dengan tingkat kekerasan tertinggi, seperti grade kekerasan casing dan tubing yang terkontrol, siklus temper juga merupakan cara utama untuk menjaga produk jadi di bawah batas.
Laju pendinginan selama quenching mengontrol kemampuan pengerasan. Pendinginan yang terlalu lambat akan meninggalkan struktur feritik yang lunak dengan kekuatan yang buruk; pendinginan yang terlalu keras akan meningkatkan tegangan sisa dan distorsi serta meningkatkan risiko retaknya pendinginan pada dinding yang berat atau-panas karbon tinggi. Keseragaman semprotan di sepanjang pipa sama pentingnya dengan laju pendinginan rata-rata, karena pendinginan yang tidak seragam menghasilkan panjang yang tidak dapat diluruskan hingga mencapai toleransi.
Titik Pengoperasian dan Pemeliharaan
Suhu tungku harus dipantau dengan termokopel terkalibrasi yang diposisikan untuk mewakili beban kerja, bukan hanya atmosfer tungku, dan survei harus diulangi pada interval yang ditentukan. Penyesuaian pembakar menjaga atmosfer sedikit teroksidasi untuk melindungi permukaan baja dan menghindari kerak yang berlebihan, sementara rasio bahan bakar-terhadap-udara dipangkas untuk mempertahankan titik setel dengan lompatan minimum selama penggantian produk.
Pada bagian quench, kondisi nozzle, kebersihan filter dan kinerja pompa perlu dilakukan pengecekan secara rutin, karena nozzle yang tersumbat sebagian akan langsung terlihat sebagai hasil kekerasan dan tarik yang tersebar. Waktu siklus langkah dari balok berjalan harus disesuaikan dengan kapasitas pendinginan, sehingga pipa tidak dibiarkan menunggu di atmosfer tungku setelah mencapai suhu. Pelurusan dilakukan setelah proses tempering, karena meluruskan pipa yang sudah mengeras dan belum ditempa akan menimbulkan tegangan sisa yang tinggi dan beresiko menunda terjadinya keretakan.
Pertanyaan Umum
T: Mengapa tungku-balok berjalan lebih disukai daripada tungku-perapian rol untuk pipa?
Desain-balok berjalan mendukung dan memutar pipa, sehingga seluruh kelilingnya melihat atmosfer tungku yang sama dan distribusi suhu di sepanjang pipa tetap merata. Keseragaman tersebut sulit dicapai bila pipa bertumpu terus menerus pada roller yang berputar.
T: Output apa yang dapat diharapkan dari jalur perlakuan panas pipa?
Saluran kontinu modern dengan tungku balok berjalan-dapat melebihi 50 ton per jam, bergantung pada diameter pipa, ketebalan dinding, panjang tungku, dan waktu perendaman yang diperlukan oleh spesifikasi.
T: Seberapa seragam suhu di sepanjang pipa pada pintu keluar tungku?
Garis-yang dikontrol dengan baik menahan seluruh-variasi panjang dalam kisaran plus atau minus 15 derajat Celcius dari titik setel, yang biasanya cukup rapat untuk quench berikutnya guna menghasilkan properti yang konsisten di sepanjang garis tersebut.
T: Apakah perlakuan panas mengubah dimensi pipa?
Itu bisa. Quenching menimbulkan tekanan termal yang dapat menyebabkan ovalitas atau kelengkungan, sehingga garis yang dirancang dengan benar menjaga deformasi tetap kecil melalui pemanasan yang merata dan pendinginan yang seragam dan kemudian mengembalikan kelurusan dengan pelurusan terkontrol setelah temper.
T: Standar manakah yang menentukan parameter perlakuan panas?
Spesifikasi produk tidak. API 5CT untuk casing dan tubing, dan spesifikasi pipa ASTM yang relevan, menentukan sifat mekanik, batas kekerasan, dan pengujian yang harus dipenuhi oleh siklus perlakuan panas.
T: Dapatkah satu jalur merawat pipa baja karbon dan baja paduan?
Ya, asalkan titik setel, waktu perendaman, laju pendinginan, dan suhu temper diubah dan memenuhi syarat untuk setiap tingkatan. Nilai paduan umumnya memerlukan suhu austenitisasi yang lebih tinggi, kontrol atmosfer yang lebih ketat, dan pendinginan yang lebih ketat.
