Ohýbání za studena, lisování, zploštění a další procesy tváření za studena jsou široce používány při výrobě topných trubek z nerezové oceli 316, aby byly splněny složité požadavky na uspořádání potrubí. Silná plastická deformace během tváření za studena způsobí vysoké zbytkové tahové napětí uvnitř matrice trubky, zvláště soustředěné na ohnuté oblouky, deformované přechodové zóny a upnuté tvářecí polohy. Když jsou tyto namáhané součásti uváděny do provozu v chloridových -obsahujících- vysokoteplotních médiích, vazebný efekt tahového zbytkového napětí, chloridových iontů a vysoké teploty vytváří nezbytné podmínky pro korozní praskání napětím (SCC). Mikrotrhliny klíčí na hranicích zrn a rychle expandují při cyklickém tepelném zatížení, což případně vede ke křehkému lomu topných trubek bez zjevné plastické deformace. Mnoho náhlých prasknutí trubek za studena-zpracovaných topných trubek není způsobeno střední korozí nebo vadami materiálu, ale neuvolněným zbytkovým pnutím. Implementace standardizovaného de-žíhání za studena-formovaných obrobků může účinně uvolnit zbytkové napětí a výrazně zlepšit{11}}ochranu proti SCC ohřívacích trubek v drsných pracovních podmínkách.
Od-žíhání za studena-zpracované nerezové oceli 316 má za cíl eliminovat deformaci mřížky způsobenou plastickou deformací a snížit zbytkové tahové napětí na bezpečný rozsah prostřednictvím mírného zahřívání a tepelné konzervace bez vyvolání senzibilizace materiálu. Proces se musí vyhnout teplotnímu intervalu 450 stupňů až 850 stupňů, kde se karbid chrómu snadno sráží; jinak dojde k vyčerpání chrómu na hranicích zrn a vyvolá mezikrystalovou korozi. Běžně se používají dva hlavní proudy-procesů odbourávání napětí: nízko-teplotní žíhání pro uvolnění napětí a vysokoteplotní-rozpouštěcí žíhání. Nízkoteplotní žíhání je vhodné pro mírně deformované topné trubky, které uvolní většinu zbytkového napětí a přitom zachová původní mechanické vlastnosti nezměněné. Díly pro těžké tváření za studena vyžadují úplné rozpouštěcí žíhání, které nejen zcela eliminuje zbytkové pnutí, ale také obnovuje jednotnou austenitickou strukturu nerezové oceli a současně zabraňuje riziku SCC a mezikrystalové koroze. Nesprávná teplota ohřevu, nedostatečná doba zdržení a nerovnoměrné teplotní pole pece budou mít za následek neúplné odlehčení pnutí nebo senzibilizaci materiálu a zanechají dvojí skrytá nebezpečí koroze.
Tabulka 1 Klasifikace stupně deformace za studena, parametry procesu de-spěťového žíhání a účinky řízení rizika koroze
表格
| Stupeň deformace za studena | Deformační prvek | Teplota žíhání | Doba držení | Způsob chlazení | Úroveň zbytkového stresu | Riziko SCC |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Mírná deformace | Deformace ohybem Menší nebo rovna 15 % | 300-400 stupňů | 1,5 min na mm tloušťky stěny | Chlazení pece na 200 stupňů, poté chlazení vzduchem | Nízký | Velmi nízká |
| Střední deformace | Deformace ohybem 15%–30% | 900-950 stupňů | 2 min na mm tloušťky stěny | Rychlé nucené chlazení vzduchem | Velmi nízká | Zanedbatelný |
| Těžká deformace | Lisování, opakované ohýbání, deformace＞30% | 1050-1100 stupňů | 2,5 min na mm tloušťky stěny | Kalení vodou | Téměř vyřazeno | Vyřazeno |
| Svar + kompozit pro tváření za studena | Deformace plus tepelný příkon svařování | Plné rozpouštěcí žíhání | 3 min na mm tloušťky stěny | Rychlé chlazení vodou | Minimální | Extrémně nízká |
Podniky potřebují klasifikovat topné trubky podle rychlosti deformace tvářením za studena před tepelným zpracováním a přísně zavádět odpovídající postupy žíhání namísto přijímání jednotných empirických parametrů. Ohřívací pece musí být pravidelně kalibrovány, aby byla zajištěna odchylka teploty v rozmezí ±10 stupňů, aby se zabránilo místnímu přehřátí nebo nedohřátí. Obrobky musí být umístěny volně uvnitř pece, aby byla zajištěna úplná cirkulace tepla a rovnoměrný nárůst teploty každé součásti trubky. Po odstranění-stresu se provede kontrola vzorku pomocí rentgenového zbytkového zátěžového testeru, aby se ověřil účinek odlehčení napětí; obrobky s nekvalifikovaným zbytkovým napětím potřebují sekundární žíhání. Všechny záznamy o tepelném zpracování včetně teplotní křivky pece, stupně deformace surových obrobků, čísla šarže a podpisu inspektora musí být svázány s kódem sledovatelnosti produktu pro trvalou archivaci. Procesy tváření za studena by navíc měly být předem optimalizovány, aby se zabránilo nadměrné jednorázové{8}}deformaci, což může snížit obtížnost odlehčení pnutí a snížit riziko místní degradace vlastností materiálu.
Standardizované od{0}}žíhání namáháním eliminuje klíčovou indukci korozního praskání pod napětím ve výrobním zdroji. V kombinaci s řízením tepelného vstupu svařování, omezením vysoko-středních parametrů a online monitorováním namáhání vytváří kompletní anti-technický obranný systém SCC pro za studena-tvarované topné trubky z nerezové oceli 316. Efektivní snížení zbytkového pnutí nejen prodlužuje životnost topných zařízení ve vysokoteplotním chloridovém prostředí, ale také zabraňuje katastrofickým bezpečnostním nehodám s křehkým lomem, čímž zajišťuje stabilní a spolehlivý dlouhodobý-provoz průmyslových topných systémů.
