UNS S32750 الأنابيب غير الملحومة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ دوبلكس فائقة الجودة دراسة عن عملية البثق

مقدمة

نظرًا لأن البنية التحتية للطاقة والبتروكيماويات من الجيل التالي تتطلب خطوط أنابيب خدمة شديدة التآكل, يجذب الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج للغاية الاستخدام المكثف لمزيج القوة المتوازن الفريد, صلابة و تآكل مقاومة متفوقة على السبائك التقليدية. ضمن عائلة هذه المواد الحديد الأوستنيتي Fe-Cr-Ni-Mo, يظهر UNS S32750 محددًا بشكل متكرر نظرًا لمقاومة التآكل المرتفعة / الشقوق من خلال إضافات Mo و W المخصصة. ومع ذلك, بينما تكثر التطبيقات، فإن تصنيعها في أنابيب غير ملحومة يتطلب فهمًا شاملاً ومعالجة مُحسّنة. يهدف هذا التقرير إلى فحص تقنية البثق المطبقة في تصنيع الأنابيب غير الملحومة فائقة الاتجاه S32750 من خلال تقييم تعدين السبائك وسلوكياتها خلال مراحل مختلفة تشمل التسخين المسبق., قذف بدون حاوية, وما بعد المعالجة.

البنية المجهرية والخصائص

تتضمن مراحل البنية المجهرية الأولية التي تحكم أداء S32750 توازنًا شبه متساوٍ من الأوستينيت عالي المقاومة للتآكل γ-Fe(ني,الجمهورية التشيكية) والفريت α-Fe يوفران تأثيرًا تآزريًا. تعمل عناصر السبائك الرئيسية على تعزيز هذا الهيكل المزدوج من خلال:

• الكروم (24-26%) يعمل على استقرار كل من الفريت والأوستينيت مع توفير مقاومة للتآكل
• السيليكون (3.5-4.5%) والتنغستن (1.5-2.5%) تعزيز مقاومة التآكل الموضعي مثل الحفر
• النيكل (5-7%) يزيد من جزء الأوستينيت الذي يمنح بعد ذلك قدرات الاستطالة

معًا ينتج عن ذلك بنية مجهرية لل 40-60% جزر الأوستينيت المنتشرة داخل مصفوفة من الحديد تمتلك القدرة المثلى على تحمل الضرر والمقاومة. يُظهر S32750 عادةً قوة شد نهائية تتجاوز 90 كسي مع 20% الحد الأدنى من الاستطالة والمتانة الممتازة وصولاً إلى درجات الحرارة المبردة.

إنتاج الخام

إنتاج المواد الخام اللازمة S32750 (البليت) يبدأ البثق بمكونات عنصرية خام نقية مذابة تحت غاز الأرجون الخامل باستخدام أفران الحث الفراغي. تعمل التعديلات الدقيقة على تأمين التركيبات وفقًا لمواصفات ASTM مع تقليل العناصر الخلالية غير المرغوب فيها مثل الكبريت, يرتبط الفوسفور والنيتروجين بمراحل ثانوية ضارة. تقوم آلات الصب المستمر بتصلب المعدن المنصهر بسرعة إلى كتل مستطيلة تتطلب معالجة إضافية لتحقيق الخصائص الكاملة.

التسخين

يتضمن الهدف الأساسي قبل البثق تجانس القضبان لتحسين بنية الحبوب وإذابة شوائب الكربيدات/النيتريدات التي قد تضعف أداء الأنابيب. وبما أن آلية تقوية السبائك تعتمد على تحسين هذه المرحلة الثانوية، فإنه يتم اعتماد التسخين المسبق متعدد الخطوات بشكل شائع:

• النقع الأولي يحمل القضبان عند درجة حرارة 900-1020 درجة مئوية مما يسمح بذوبان بطيء للشوائب التي تترسب على شكل مشتتات دقيقة
• التبريد البطيء 1-2 أيام تحتفظ بالرواسب قبل المزاج النهائي في النطاق المزدوج (850-950° C) لضمان التوازن الكامل للبنية المجهرية عند تبريد الهواء البطيء

تعمل الضوابط الصارمة لدرجة الحرارة على حماية التوازن المعدني خلال مراحل التسخين/النقع هذه والتي يمكن أن تستمر لمدة تصل إلى أسبوع بشكل عام.

البثق بدون حاوية

يشير البثق المباشر بدون حاوية إلى العملية التي يتم فيها ضغط الكتل من خلال قالب فولاذي مخروطي الشكل خاليًا من أي حاوية محيطة. وهذا يضفي مزايا تشغيلية مقارنة بالبثق التقليدي القائم على الحاوية لتصنيع الأنابيب S32750. الجوانب الرئيسية:

• تدخل قطع الخام المسخنة مسبقًا إلى 1050-1150 درجة مئوية إلى مدخل القالب مثبتة على حذاء معزول ويتم دفعها بواسطة مكبس هيدروليكي
• الهندسة المخروطية الموجهة بزاوية نصف 8-15 درجة تولد ضغط ضغط موحد, إجبار المعدن على التدفق بسلاسة من خلال نسب التخفيض 3-10x
• تخرج "جذوع الأشجار" المبثوقة ذات الشكل القريب من الشبكة من وحدة صيانة القالب 95% دقة الأبعاد دون دموع/شقوق
• تصل إنتاجية العملية إلى 30 مترًا في الدقيقة مع الحد الأدنى من توليد الفلاش ومعدلات العيوب أقل من 1 جزء في المليون
• يتم إخماد جذوع الأشجار على الفور في الماء لقفل البنية المجهرية المزدوجة ثم تقويمها

يعمل البثق بدون حاوية على تعزيز التهيئة المسبقة للبليت, ضغوط يمكن التحكم فيها وتصميم القالب الأمثل لتقديم أنابيب S32750 عالية الجودة دون التعرض لخطر عيوب الحاوية.

مرحلة ما بعد المعالجة

مزيد من التشكيل والمعالجات الحرارية تعمل على ضبط البنية المجهرية والخصائص:

• يؤدي الطحن/الخراطة إلى إزالة عيوب السطح وتحقيق تفاوتات في استدارة الأنبوب/سمك الجدار
• عقد الصلب الحل 1 ساعة بين 1000-1100 درجة مئوية تعيد حل أي طبقات صلبة قبل التبريد السريع
• تصلب هطول الأمطار ينطوي على الشيخوخة 2-6 ساعات بين 600-750 درجة مئوية لتكوين التوزيع المطلوب لتقوية جزيئات مقياس النانو مثل الكربيدات
• يقوم الاختبار غير المدمر بتقييم السلامة والتأكد من أن الخواص الميكانيكية تتوافق مع رموز التطبيق
• يتم تطبيق الطلاء/الكسوة الاختيارية قبل الشحن للحماية من التآكل أثناء الخدمة المستقبلية

عند المعالجة اللاحقة، يُظهر الأنبوب غير الملحوم S32750 المظهر الجانبي المستهدف عالي القوة والمتانة والذي يتم منحه من خلال طرق معالجة محسنة مثل البثق بدون حاوية جنبًا إلى جنب مع المعالجات الحرارية الدقيقة.

خاتمة

تلبية المتطلبات الصارمة المطلوبة في الخارج, تتطلب أسواق النفط والغاز والمواد الكيميائية تقنيات تصنيع محسنة. يوضح هذا التقرير بالتفصيل عملية البثق بدون حاوية متعددة المراحل المطبقة لإنتاج أنابيب غير ملحومة عالية الجودة من سبائك مقاومة للصدأ فائقة الازدواج UNS S32750. عن طريق الشروط المسبقة للقضبان, الاستفادة من ضغوط التشوه التي يتم التحكم فيها وصقل الهياكل المجهرية, تحقق الأنابيب غير الملحومة خصائص متوازنة بشكل فريد من المصفوفة المزدوجة لهذه السبائك مما يجعلها لا غنى عنها لخطوط الأنابيب طويلة العمر التي تنقل السوائل المسببة للتآكل. يؤدي التقدم المستمر إلى تعزيز قدرات البثق مما يضمن البنية التحتية المستدامة في المستقبل.