Apa Arti Perlakuan Dingin dalam Produksi Pipa Tanpa Jahitan
Dalam produksi pipa seamless karbon dan{0}}paduan rendah, "perlakuan dingin" mencakup operasi setelah pengerjaan panas: pendinginan terkontrol dari suhu austenitis, temper, dan langkah penyelesaian dingin seperti penarikan dingin, penumpukan dingin, dan penghilangan tegangan. Tujuannya adalah kombinasi tertentu antara kekuatan, kekerasan, dan ketangguhan yang tidak dapat dijamin oleh pengerolan panas saja, karena dinding pipa harus didinginkan secara seragam hingga seluruh ketebalannya.
Dalam praktik pabrik, istilah ini diterapkan terutama pada tahap pendinginan, di mana baja dipanaskan kembali hingga kisaran austenisasinya dan kemudian didinginkan dengan cepat dalam media yang dipilih. Laju pendinginan menentukan seberapa banyak martensit atau bainit terbentuk, dan oleh karena itu kekerasan yang dapat dicapai pipa. Tempering, yang dilakukan segera setelahnya, mengembalikan keuletan dan ketangguhan impak ke tingkat yang dapat diterima sambil mempertahankan kekuatan yang diperoleh selama pendinginan.
Media Pendinginan Dibandingkan
| Media pendinginan | Intensitas pendinginan | Respon kekerasan | Risiko distorsi dan retak | Aplikasi khas |
|---|---|---|---|---|
| Air, dengan atau tanpa pengadukan | Yang tertinggi dari ketiganya | Maksimum saat-kekerasan padam | Tertinggi, terutama pada tembok tebal dan bagian yang tidak rata | Pipa baja karbon yang memerlukan pengerasan penuh |
| Minyak | Sedang, lebih lambat dari air | Lebih rendah dari air tetapi lebih seragam | Dikurangi, yang menurunkan risiko quench cracking | Kromium-molibdenum dan pipa paduan lainnya rentan retak |
| Garam cair atau rendaman polimer | Dapat disesuaikan, umumnya antara air dan minyak | Terkendali dan dapat diulang | Rendah, karena pendinginan paling seragam | Nilai khusus di mana kontrol dimensi lebih penting daripada kekerasan puncak |
Pendinginan air adalah cara klasik: pipa didinginkan dengan cepat untuk meningkatkan kekerasan, dan temper setelahnya mengembalikan sebagian ketangguhan yang dihilangkan oleh pendinginan cepat. Quenching dapat dilakukan langsung setelah tahap pemanasan atau mendahului tempering secara terus menerus, namun suhu, waktu perendaman dan waktu perpindahan harus diatur untuk grade baja karbon tertentu, ukuran pipa dan aplikasi.
Pendinginan oli mendingin lebih lambat, sehingga mengurangi kerapuhan sekaligus tetap menghasilkan kekerasan yang berguna. Pemandian garam dan polimer digunakan jika diperlukan laju pendinginan yang tinggi namun terkendali tanpa kejutan termal air yang parah; mereka juga mengurangi tekanan internal dan deformasi. Karena garam cair ditangani pada suhu tinggi, prosedur keselamatan khusus sangat penting.
Parameter Quenching dan Tempering Yang Mengontrol Hasil
Suhu austenisasi dan waktu perendaman:harus sepenuhnya melarutkan unsur karbon dan paduan tanpa membuat butiran menjadi kasar, yang akan mengurangi ketangguhan.
Waktu pemindahan:interval antara meninggalkan tungku dan memasuki pendinginan harus cukup pendek untuk menghindari transformasi parsial sebelum pendinginan dimulai.
Laju pendinginan dan agitasi:menentukan-profil kekerasan dinding tembus; laju yang tidak mencukupi meninggalkan pita ferit atau perlit lunak.
Temperatur dan waktu temper:pengungkit utama untuk memperdagangkan kekuatan melawan keuletan; suhu temper yang lebih tinggi memberikan kekuatan yang lebih rendah dan nilai dampak yang lebih baik.
Ketebalan bagian:dinding yang lebih berat mendingin lebih lambat di bagian tengahnya, sehingga kekerasan yang dapat dicapai menurun seiring dengan meningkatnya ketebalan dinding.
Aplikasi dan Seleksi Kelas
Pipa mulus untuk layanan-suhu dan tekanan tinggi biasanya dikirimkan dalam kondisi-selesai panas, dan perlakuan panas ditentukan hanya jika aplikasi memerlukannya. ASTM A106 memerlukan pipa yang ditarik dingin untuk diberi perlakuan panas, dan pipa bersuhu rendah ASTM A333 disuplai secara normal untuk ketangguhan takik pada suhu rendah. Nilai paduan seperti pipa kromium-molibdenum ASTM A335 biasanya disuplai dalam kondisi normal dan ditempa atau dipadamkan dan ditempa tergantung pada kelasnya. Pipa saluran ke API 5L disuplai dalam kondisi pengiriman seperti-digulung, dinormalisasi, atau dipadamkan dan ditempa, dan kondisi yang dipilih harus dicantumkan dalam pesanan.
Untuk layanan asam basah, kontrol kekerasan menjadi persyaratan desain dan bukan preferensi bengkel: NACE MR0175 / ISO 15156 membatasi baja karbon dan baja paduan rendah hingga kekerasan maksimum 22 HRC untuk mengurangi risiko retak tegangan sulfida. Quenching dan tempering adalah cara paling umum untuk memenuhi batas tersebut sambil menjaga kekuatan cukup tinggi untuk tekanan desain.
Titik Inspeksi dan Kesalahan Umum
Survei kekerasan pada badan pipa, diambil dari ujungnya, sesuai dengan rencana pengambilan sampel yang disepakati dengan pembeli.
Uji tarik dan, jika ditentukan, uji tumbukan Charpy pada benda uji yang diambil dalam arah memanjang.
Pemeriksaan struktur mikro untuk memastikan struktur martensit temper atau bainit temper, tanpa pita ferit bebas.
Pemeriksaan permukaan untuk mencari retakan quench, yang hampir selalu disebabkan oleh{0}}medium yang terlalu parah, agitasi yang buruk, atau temper yang lambat.
Kontrol dekarburisasi dan kerak selama pemanasan ulang, karena keduanya mempengaruhi kekerasan permukaan akhir.
Pertanyaan Umum
T: Apakah perlakuan dingin sama dengan pengerjaan dingin?
Tidak. Pengerjaan dingin mengacu pada deformasi mekanis seperti penarikan dingin atau penimbunan dingin, sedangkan perlakuan dingin pada pabrik pipa biasanya berarti pendinginan dan penempaan. Keduanya sering digabungkan: sebuah pipa mungkin ditarik dengan dingin sesuai ukurannya, kemudian diberi perlakuan panas dan dihilangkan tegangannya.
Q: Media quenching manakah yang menghasilkan kekerasan tertinggi?
Air, terutama dengan pengadukan yang kuat, memberikan pendinginan tercepat dan oleh karena itu merupakan{0}}kekerasan terpadamkan tertinggi. Mandi minyak dan garam mendingin lebih lambat dan menghasilkan kekerasan yang lebih rendah namun lebih seragam.
Q: Mengapa tempering selalu dilakukan setelah quenching?
Karena-struktur yang dipadamkan bersifat keras namun rapuh. Tempering mengurangi tegangan internal, mengembalikan keuletan dan ketangguhan benturan, serta memungkinkan tingkat kekuatan disesuaikan dengan spesifikasi.
Q: Bisakah quench dilakukan segera setelah hot rolling?
Quenching langsung dapat dilakukan ketika suhu rolling masih dalam kisaran austenisasi, namun memerlukan kontrol yang ketat terhadap suhu penyelesaian dan waktu transfer. Banyak pabrik lebih memilih tungku pemanas ulang terpisah agar pengulangan lebih baik.
T: Apakah perlakuan dingin meningkatkan ketahanan terhadap korosi?
Hanya secara tidak langsung. Struktur temper yang seragam menghilangkan efek galvanik dari struktur mikro yang terikat atau tersegregasi, namun ketahanan korosi jangka panjang dalam pelayanan terutama ditentukan oleh kandungan paduan, lingkungan, dan lapisan atau lapisan pelindung yang digunakan.
T: Bagaimana cara memverifikasi kekerasan pada pipa yang sudah jadi?
Dengan pengujian kekerasan portabel atau bangku pada badan pipa, menggunakan metode Brinell atau Rockwell, dengan lokasi, jumlah pembacaan dan batas penerimaan ditetapkan dalam spesifikasi. Pipa-panas dan pipa yang ditarik dingin-diperiksa sesuai kondisi pasokannya.
T: Apa yang terjadi jika tempering ditunda?
Tempering yang tertunda menyebabkan pipa berada dalam kondisi yang sangat tertekan, rapuh, dan sangat meningkatkan risiko retak selama penanganan atau pelurusan. Tempering harus dilakukan setelah quenching tanpa penundaan yang tidak perlu.
