Alasan, Dampak Dan Pencegahan Stratifikasi Billet Tabung Persegi

Pelapisan billet mengacu pada fenomena di mana pemisahan logam seperti lapisan terjadi sejajar dengan arah penggulungan di dalam billet (untuk tabung persegi mulus, hal ini berhubungan dengan billet tabung melingkar; untuk tabung persegi-yang dibentuk dan dilas dingin, hal ini berhubungan dengan pelat baja atau billet strip). Ini adalah cacat internal yang tersembunyi. Penyebabnya dapat dibagi menjadi dua kategori besar:cacat metalurgi yang melekat dan disebabkan oleh proses selanjutnya. Akhirnya, ia berkembang menjadi lapisan makroskopis selama proses deformasi plastis.

• Agregasi non-logaminklusi: Selama pembuatan baja, deoksidasi yang tidak sempurna dan hembusan lembut yang tidak memadai dalam pemurnian, serta pembentukan kerak atau erosi bahan tahan api, dapat mengakibatkan inklusi keras dengan titik leleh tinggi seperti Al₂O₃, sulfida, dan kalsium-aluminat yang tersisa dalam baja cair. Inklusi ini tidak memiliki plastisitas dan, selama penggulungan, memanjang menjadi lapisan tipis dan lemah, menjadi inti antarmuka untuk delaminasi.
• masukcacat akhir dari billet pengecoran kontinyu: Selama proses pengecoran kontinyu, porositas tengah, rongga penyusutan, dan gelembung bawah permukaan mungkin tertinggal jika tidak dilas seluruhnya selama pengerolan berikutnya. Mereka akan ditekan ke dalam celah berlapis; pada saat yang sama, segregasi karbon sentral dan struktur pita dapat menyebabkan sifat mekanik yang tidak rata pada penampang-, dan kekuatan ikatan zona segregasi jauh lebih rendah dibandingkan matriks, sehingga rentan terhadap pemisahan di bawah tekanan.

• Pemanasan yang tidak konsisten dan suhu yang tidak tepat:Jika billet tabung tidak dipanaskan secara menyeluruh atau terdapat perbedaan suhu yang besar di seluruh-penampang (umumnya dikenal sebagai "permukaan yin-yang"), hal ini akan mengakibatkan plastisitas logam tidak merata, dan selama deformasi, tegangan geser antarlapisan akan melebihi kekuatan ikatan, sehingga menyebabkan pemisahan di sepanjang permukaan yang lemah; jika suhu pemanasan terlalu rendah, plastisitas keseluruhan tidak akan mencukupi, dan selama penindikan/penggulungan, cacat internal lebih rentan untuk terlepas.
• Ketidaksesuaian parameter penusuk/penggulungan (proses mulus):  Selama penindikan penggulungan miring, jika kecepatan penggulungan terlalu tinggi dan sudut pengumpanan terlalu kecil, billet tabung akan mengalami tegangan geser aksial yang berlebihan, menyebabkan cacat kecil internal terlepas dan memanjang sepanjang arah aksial, membentuk lapisan sejajar dengan dinding tabung; Pengurangan satu lintasan-yang berlebihan dan keausan pahat yang berlebihan juga akan memperparah aliran logam yang tidak merata, sehingga memicu terjadinya pelapisan.
• Konsentrasi tegangan pada pembentukan pembengkokan dingin (proses pengelasan): Lapisan internal kecil yang ada pada baja strip akan mengembang sepanjang arah ketebalan di bawah tekanan lentur berulang selama pembentukan lentur dingin; distribusi lintasan pembentukan yang tidak wajar dan deformasi-lintasan tunggal yang berlebihan juga akan secara langsung menyebabkan lapisan geser pada arah ketebalan.
• Tidakpendinginan pasca-bergulir-terkendali: Jika kecepatan pendinginan terlalu cepat, secara bersamaan akan menimbulkan tekanan termal dan tekanan struktur mikro yang besar, menyebabkan terbentuknya retakan mikro di zona segregasi pusat; pendinginan tumpukan yang tidak tepat dan pembongkaran yang terlalu dini akan mencegah pelepasan tegangan sepenuhnya, yang pada akhirnya berkembang menjadi lapisan makroskopis.

Cacat pelapisan ditandai dengan penyembunyiannya (sebagian besar tidak terlihat dengan mata telanjang) dan keluasannya. Hal ini secara mendasar melemahkan kinerja material pipa dan menimbulkan risiko signifikan terhadap kualitas dan keamanan penggunaan.

• Penurunan sifat mekanik yang signifikan: Pelapisan akan menyebabkan ketebalan dinding bantalan efektif material pipa berkurang, dan kekuatan tarik pada area berlapis akan turun 30% hingga 50%, ketangguhan impak dapat dikurangi hingga di bawah 10J, dan plastisitas (pemanjangan) serta ketahanan lelah juga akan menurun secara bersamaan; tepi lapisan merupakan titik konsentrasi tegangan alami, dan rentan terhadap pemuaian cepat akibat gaya eksternal.
• Kegagalan kinerja proses: Selama proses pembengkokan dingin, pemuaian, perataan, dan pembengkokan berikutnya, area pelapisan akan langsung retak; jika terdapat lapisan pada alur ujung pipa, pengelasan akan menyebabkan fusi yang tidak sempurna dan masuknya terak selama pengelasan, yang secara langsung mengakibatkan sambungan las tidak memenuhi syarat.
• Kegagalan untuk memenuhi persyaratan pengujian standar: Saat melakukan pengujian ultrasonik (UT) sesuai standar seperti GB/T 20490, pelapisan akan menunjukkan gelombang cacat yang jelas, yang merupakan cacat internal inti untuk menentukan ketidaksesuaian, yang secara langsung mengarah pada penurunan kualitas atau penghapusan produk.

• Risiko patah tulang bantalan struktural: Ketika digunakan dalam skenario struktural seperti struktur jaringan bangunan dan penyangga mekanis, lapisan di bawah beban statis akan meluas secara bertahap, menyebabkan patahnya bagian; pada beban bolak-balik akan dengan cepat menyebabkan retak lelah, menyebabkan patah getas secara tiba-tiba dan mengakibatkan kecelakaan keselamatan struktur.
• Tekanan-yang menyebabkan kebocoran dan pecahnya pipa: Bila digunakan untuk transportasi fluida dan pipa bertekanan, perluasan lapisan ke arah dinding bagian dalam akan menyebabkan kebocoran dinding pipa. Dalam kondisi-tekanan tinggi, mungkin langsung meledak; jika mengangkut belerang-mengandung hidrogen atau media asam, celah lapisan akan memicu perengkahan yang diinduksi hidrogen-(HIC) dan korosi celah, sehingga mempercepat kegagalan material pipa.
• Penurunan daya tahan dan penampilan: Setelah media korosif memasuki celah lapisan, hal itu akan menyebabkan korosi internal yang tersembunyi, secara bertahap menghancurkan material pipa dari dalam ke luar, sehingga secara signifikan memperpendek masa pakai; pelapisan yang parah juga akan menyebabkan permukaan pipa menggembung, penyimpangan ukuran, dan pembentukan gelembung serta pengelupasan setelah galvanisasi atau pelapisan.

• Meningkatkan kemurnian baja cair dan kualitas pengecoran kontinyu:

1. Memperkuat proses pemurnian LF/VD untuk memastikan durasi peniupan argon yang lembut, meningkatkan flotasi dan pelepasan inklusi; menggunakan perlakuan kalsium untuk memodifikasi inklusi Al₂O₃ yang keras, mengubahnya menjadi inklusi-titik leleh-berbentuk bola yang rendah, sehingga mengurangi sumber stratifikasi-seperti lembaran.
2. Gunakan pengadukan elektromagnetik cetakan + ujung selama proses pengecoran kontinu untuk mengurangi segregasi sentral dan porositas sentral; kendalikan kecepatan tarikan dengan mantap untuk menghindari terak gulungan dan gelembung bawah permukaan.

• Periksa dengan ketat bahan mentah saat masuk keitupabrik: Untuk billet/pelat yang masuk ke pabrik, pemeriksaan awal ultrasonik 100% harus dilakukan untuk mendeteksi stratifikasi internal, inklusi, dan cacat porositas. Billet yang tidak memenuhi syarat harus langsung ditolak; secara bersamaan, retakan dan bekas luka permukaan harus diratakan untuk menghindari perluasan cacat permukaan selama penggulungan.

• Standarisasi persiapan pemanasan billet: Berdasarkan jenis baja, rumuskan kurva pemanasan yang tepat, kendalikan laju pemanasan untuk memastikan penetrasi panas yang seragam; rencanakan terlebih dahulu pemuatan billet secara terpusat dengan spesifikasi dan jenis baja yang sama untuk menghindari pemanasan yang tidak merata karena perbedaan ukuran.

• Kontrol proses pemanasan secara tepat: Pastikan waktu penahanan bagian penyeimbang, kendalikan perbedaan suhu bagian tabung dalam rentang yang diizinkan, hilangkan "permukaan ganda" dan-penggulungan suhu rendah; mengontrol secara ketat batas atas suhu pemanasan untuk menghindari penurunan gaya ikatan antar butir akibat panas berlebih.

• Optimalkan parameter penindikan dan penggulungan (proses mulus):

1. Kontrol kecepatan gulungan di bawah kecepatan pelapisan kritis, tingkatkan sudut pengumpanan dengan tepat, kurangi tegangan geser aksial selama penindikan, dan hindari pembentukan lapisan dari mekanisme deformasi.
2. Distribusikan jumlah pengurangan setiap lintasan secara wajar untuk menghindari deformasi berlebihan dalam satu lintasan; periksa secara teratur keausan gulungan, pelat pemandu, dan kepala, ganti tepat waktu jika keausan melebihi batas, dan pastikan aliran logam seragam.

• Mengoptimalkan proses pembengkokan dan pengelasan dingin (welding process): Perbaiki lintasan pembentuk, kurangi-sudut deformasi lintasan tunggal, kurangi tegangan geser pada arah ketebalan, hindari perluasan lapisan internal lajur; cocokkan kekuatan pengelasan-frekuensi tinggi dan jumlah ekstrusi untuk memastikan kualitas fusi las, hindari pelapisan las.

• Standarisasi pendinginan pasca-penggulungan dan pendinginan lambat: 

1. Kendalikan kecepatan pendinginan pascapenggulungan pada tingkat stabil 3 hingga 5 derajat/s, hindari pembentukan bainit rapuh di inti billet berdinding tebal, dan kurangi tekanan organisasi.
2. Menerapkan penumpukan suhu-konstan dan pendinginan lambat: untuk ketebalan kurang dari atau sama dengan 50mm, pendinginan lambat harus lebih dari atau sama dengan 12 jam; untuk ketebalan > 50mm, pendinginan lambat harus lebih dari atau sama dengan 24 jam.Suhu awal tumpukan harus lebih besar dari atau sama dengan 500 derajat. Jangan izinkan pembongkaran awal; untuk pelat dengan panjang dan lebar yang sama, susun menjadi satu, dan jika perlu, bungkus dengan kain asbes sebagai insulasi agar bagian tepinya tidak terlalu cepat dingin. 

• Cakupan penuh atas-pengujian non-destruktif untuk produk jadi: Mematuhi standar GB/T 20490 untuk melakukan pengujian ultrasonik otomatis, mencakup seluruh dinding pipa sebesar 100%, secara akurat menemukan lokasi cacat lapisan; tambahkan pemeriksaan ulang manual di ujung pipa untuk menghindari keluarnya produk cacat.
• Perlakuan panas dan verifikasi kinerja: Tabung-baja bermutu tinggi, berdinding tebal-persegi dan persegi panjang menjalani perlakuan normalisasi + temper untuk menghilangkan tegangan sisa, menghomogenkan struktur, dan meningkatkan segregasi untuk ketangguhan; pengujian proses perataan tekanan, pemuaian, dan pembengkokan dingin sampel untuk memverifikasi tidak ada keretakan lapisan di bawah beban pemrosesan.
• Ketertelusuran yang rusak dan-peningkatan loop tertutup: Ketika cacat pelapisan terdeteksi, lacak balik parameter proses pembuatan baja, pengecoran, dan penggulungan berdasarkan bentuk dan distribusi cacat, identifikasi penyebabnya dan segera sesuaikan prosesnya; pelapisan kecil dapat menyebabkan bagian yang rusak dihilangkan dan diturunkan versinya untuk digunakan, sedangkan pelapisan yang parah mengakibatkan seluruh bagian dihilangkan.