सीमलेस स्टील पाइप के शीत उपचार के लिए सख्त अनुक्रम का पालन क्यों करना पड़ता है?

शीत उपचार (जिसे कभी-कभी उप-शून्य या क्रायोजेनिक उपचार भी कहा जाता है) कुछ सीमलेस स्टील पाइप और ट्यूब ग्रेड - को बुझाने के बाद लागू किया जाने वाला एक अनुसरणीय कदम है, जो आमतौर पर मिश्र धातु इस्पात, असर स्टील और परिशुद्धता से तैयार ट्यूब होता है, जहां सेवा जीवन पर आयामी स्थिरता सामान्य संरचनात्मक पाइप की तुलना में अधिक मायने रखती है। सही ढंग से किया गया, यह बचे हुए ऑस्टेनाइट को मार्टेंसाइट में बदल देता है और शमन के बाद आने वाले आंतरिक तनाव से राहत देता है। गलत क्रम में किया गया, या एक कदम छोड़े जाने पर, यह एक पाइप छोड़ सकता है जो दुकान के फर्श पर आयामी रूप से ठीक दिखता है और फिर सेवा में महीनों बाद टूट जाता है, विकृत हो जाता है, या सहनशीलता से बाहर हो जाता है।

यह प्रक्रिया अवधारणा में जटिल नहीं है, लेकिनयह केवल एक अनुक्रम के रूप में कार्य करता है- प्रत्येक चरण अपने पहले चरण से उत्पन्न तनाव को प्रबंधित करने के लिए मौजूद होता है। नीचे हम धातु विज्ञान के बारे में जानेंगे कि ठंड के उपचार की आवश्यकता क्यों है, चार चरण की प्रक्रिया जिस क्रम में यह वास्तव में होनी चाहिए, और जब आप पाइप खरीद रहे हों तो क्या जांच करनी चाहिए।

जब एक कठोर स्टील को बुझाया जाता है, तो इसकी संरचना में ऑस्टेनाइट मार्टेंसाइट में बदल जाता है क्योंकि सामग्री एमएस (मार्टेंसाइट स्टार्ट) नामक तापमान से पहले ठंडा हो जाती है। यह परिवर्तन जारी रहता है क्योंकि तापमान गिरता रहता है, निचले तापमान तक जिसे एमएफ (मार्टेंसाइट फ़िनिश) कहा जाता है - वह बिंदु जिस पर परिवर्तन अनिवार्य रूप से पूरा हो जाता है। समस्या यह हैकई मिश्र धातु और असर वाले स्टील्स के लिए, एमएफ कमरे के तापमान से काफी नीचे बैठता है. एक शमन जो कमरे के तापमान पर रुक जाती है (या हवा को वापस कमरे के तापमान पर ठंडा कर दिया जाता है) इसलिए परिवर्तन को आंशिक रूप से रोक देती है, जिससे मूल ऑस्टेनाइट का एक हिस्सा अपरिवर्तित रह जाता है। यह हैऑस्टेनाइट को बरकरार रखा.

बचा हुआ ऑस्टेनाइट मेटास्टेबल है - यह एक स्थायी रूप से स्थिर चरण नहीं है, यह ऑस्टेनाइट है जो कभी इतना ठंडा नहीं हुआ कि रूपांतरित हो सके। अकेले छोड़ दिया जाए तो, यह समय के साथ सेवा में धीरे-धीरे बदल सकता है, विशेष रूप से लोड, कंपन, या तापमान चक्र के तहत। चूँकि मार्टेंसाइट ऑस्टेनाइट की तुलना में अधिक मात्रा में होता है, जिससे यह धीमा परिवर्तन दिखाई देता हैभाग के पहले से ही सेवा में होने के बाद आयामी विकास और आंतरिक तनाव का निर्माण- बिल्कुल विफलता मोड जिसे रोकने के लिए शीत उपचार मौजूद है।

यही कारण है कि सर्दी का उपचार सबसे अधिक बार दिखाई देता हैसटीक सीमलेस ट्यूब, बियरिंग रेस, गेज घटक, और उपकरण {{0}स्टील के हिस्से- ऐसे अनुप्रयोग जहां भाग स्थापित करने के बाद आयामी बहाव का एक मिलीमीटर का एक अंश एक वास्तविक समस्या है, कॉस्मेटिक नहीं। इसे सादे कार्बन स्टील लाइन पाइप या संरचनात्मक सीमलेस पाइप पर एक नियमित कदम के रूप में लागू नहीं किया जाता है, क्योंकि वे ग्रेड पहले स्थान पर कठोर नहीं होते हैं और शमन के बाद सार्थक रूप से बरकरार ऑस्टेनाइट नहीं रखते हैं। यदि कोई खरीदार मानक सोर्सिंग कर रहा हैA106याएपीआई 5एलनिर्बाध लाइन पाइप, शीत उपचार के बारे में पूछने की कोई बात नहीं है; यदि ऑर्डर बेयरिंग हाउसिंग, हाइड्रोलिक सिलेंडर लाइनर, या गेज ब्लॉक के लिए सटीक ग्राउंड सीमलेस ट्यूब के लिए है, तो यह पूछना उचित है कि क्या आपूर्तिकर्ता की प्रक्रिया में यह शामिल है और कैसे।

चरण 1: पहले उबलते पानी में क्यों भिगोएँ?

इससे पहले कि पाइप शून्य से नीचे के तापमान पर जाए, इसे पहले उबलते पानी में रखा जाता है और वहीं रखा जाता हैलगभग 30 सेकंड. यह चरण एक साथ दो कार्य करता है. सबसे पहले, यहआंतरिक तनाव से लगभग 15% राहत मिलती हैमूल शमन - तनाव से बचा हुआ जो अन्यथा शीत उपचार द्वारा शुरू किए जाने वाले नए तनाव के ऊपर जमा हो जाएगा। दूसरा, यहबरकरार ऑस्टेनाइट को स्थिर करता हैइससे पहले कि यह भाग बहुत बड़े तापमान उतार-चढ़ाव के संपर्क में आए, इसकी वर्तमान स्थिति में। इस चरण को छोड़ने से शीत उपचार काम करना बंद नहीं करता है, लेकिन यह उस बफर को हटा देता है जिस पर बाद के चरण भरोसा कर रहे हैं, और यह तब अपनाए जाने वाले अधिक सामान्य शॉर्टकटों में से एक है जब कोई दुकान चक्र समय बचाने की कोशिश कर रही होती है।

चरण 2: दो चरणों में उपचार क्यों करें - सबजीरो, फिर डीप क्रायोजेनिक?

शीत उपचार स्वयं एक के बजाय दो तापमान चरणों में किया जाता है। पाइप सबसे पहले जाता है aपारंपरिक शून्य से नीचे का तापमान लगभग -60 डिग्री सेल्सियस, और उसके बाद ही नीचे जाता हैलगभग -120 डिग्री सेल्सियस पर गहन क्रायोजेनिक उपचार. इसे दो चरणों में करने के बजाय सीधे {{2}120 डिग्री सेल्सियस तक गिरने से उसी कारण से मौजूद होता है जो उबलने से पहले {{3} पानी भिगोने से पहले {{4} होता है: यह थर्मल शॉक की दर को नियंत्रित करता है, क्योंकि एक बड़ा, अनियंत्रित डेल्टा {{5} टी वास्तव में पहले से ही बुझे हुए, पहले से ही तनावग्रस्त हिस्से में दरार खोलने की प्रवृत्ति रखता है।

उपचार तापमान जितना कम होगा, ऑस्टेनाइट उतना ही अधिक मार्टेंसाइट में परिवर्तित होगा- यह -60 डिग्री सेल्सियस पर रुकने के बजाय -120 डिग्री सेल्सियस तक जाने का संपूर्ण बिंदु है। लेकिन परिवर्तन कभी पूरा नहीं होता. परीक्षण से लगातार यह पता चलता हैलगभग 2% ऑस्टेनाइट अवशेष बरकरार रखा गया हैयहां तक ​​कि -120 डिग्री सेल्सियस पर गहरे क्रायोजेनिक उपचार के बाद भी, भले ही रोके जाने का समय कितना भी बढ़ाया गया हो। वह अवशेष शून्य तक पीछा करने के लिए कोई दोष नहीं है - संरचना में छोड़ी गई बरकरार ऑस्टेनाइट की एक छोटी, नियंत्रित मात्रा एक के रूप में कार्य करती हैबफर जो तनाव को अवशोषित करता हैइसे आसपास के मार्टेंसाइट में सीधे प्रसारित करने के बजाय, जो एक कारण है कि गहरे क्रायोजेनिक उपचार विनिर्देश शून्य {{0}बरकरार किए गए {{1}ऑस्टेनाइट परिणाम के बजाय एक तापमान और धारण समय को लक्षित करते हैं।

चरण 3: तड़का लगाने से पहले गर्म पानी को दोबारा गर्म क्यों करें?

एक बार जब गहरी क्रायोजेनिक पकड़ पूरी हो जाती है, तो पाइप को वापस बाहर लाया जाता है और गर्म किया जाता हैगर्म पानी, अपने आप परिवेशीय वायु के बराबर होने के लिए नहीं छोड़ा गया। यह पुनः गरम करने का चरणठंड के इलाज से होने वाले तनाव से लगभग 40% राहत मिलती है- सबजीरो और डीप क्रायो चरणों के दौरान बनने वाला नया मार्टेंसाइट मूल शमन से जो कुछ भी बचा था, उसके ऊपर अपना आंतरिक तनाव रखता है। पानी को धीरे-धीरे गर्म करने से वापसी यात्रा ठीक उसी तरह हो जाती है, जिस तरह उबलने से पहले पानी में भिगोने से यात्रा धीमी हो जाती है: अचानक होने के बजाय तापमान में बदलाव को नियंत्रित करके।

चरण 4: टेम्परिंग तुरंत क्यों होनी चाहिए?

यह क्रम तड़के के साथ समाप्त होता है, औरगर्म पानी को दोबारा गर्म करने के तुरंत बाद तड़का लगाया जाना चाहिए, उत्पादन शेड्यूल में सुविधाजनक बाद के बिंदु पर नहीं। तड़का लगाने से गर्म पानी के चरण के बाद जो भी ठंडा {1} उपचार का तनाव रहता है, उसका बड़ा हिस्सा दूर हो जाता है, और यह वास्तव में विलंबित दरार को रोकता है {{3} क्रायोजेनिक चरणों से ताजा बना मार्टेंसाइट कठोर और भंगुर होता है, और यह ठंडे उपचार और तड़का लगाने के बीच की खिड़की में अपनी सबसे अधिक दरार {{4} पर होता है। कमरे के तापमान पर भी, उस खिड़की में बहुत लंबे समय तक रखे गए पाइप में सूक्ष्म दरारें विकसित होने का वास्तविक खतरा होता है, इससे पहले कि टेम्परिंग को उस तनाव से राहत पाने का मौका मिले जो उन्हें प्रेरित कर रहा है।

सही ढंग से किया गया, यह अंतिम चरण पूरी प्रक्रिया का व्यावहारिक लाभ प्रदान करता है: एक भागस्थिर अंतिम आयाम, सेवा में धीमी गति से विकृति पैदा करने वाला कोई अवशिष्ट तनाव नहीं है, और भाग पहले ही भेज दिए जाने के बाद दिखने के इंतजार में टेम्पर्ड संरचना में बैठे रहने पर कोई गुप्त दरार का जोखिम नहीं है।

इस क्रम में प्रत्येक चरण पिछले चरण द्वारा उत्पन्न तनाव को प्रबंधित करने के लिए मौजूद है, यही कारण है कि क्रम सुविधा का विषय नहीं है:

• भिगोने से पहले उबलते पानी को छोड़ दें, और शून्य से नीचे/गहरा क्रायो चरण उच्च बेसलाइन आंतरिक तनाव से शुरू होता है, जिससे ठंड के चरण के दौरान दरार का खतरा बढ़ जाता है।
• -60 डिग्री सेल्सियस मध्यवर्ती चरण के बिना सीधे -120 डिग्री सेल्सियस पर जाएं, और पाइप बहुत बड़े एकल थर्मल झटके का अनुभव करता है, जिससे दरार का जोखिम कम होने के बजाय फिर से बढ़ जाता है।
• गर्म पानी को दोबारा गरम करना छोड़ दें या कम कर दें, और लगभग 40% सर्दी के उपचार का तनाव तड़के में जाने वाले हिस्से में बंद रहता है, जो तड़के को पूरा करने की कोशिश कर रहा है।
• दोबारा गर्म करने के बाद तड़का लगाने में देरी करें, और यह भाग आवश्यकता से अधिक समय तक अपनी सबसे अधिक दरार वाली स्थिति में रहता है, इस बात की कोई गारंटी नहीं है कि देरी क्षमा योग्य होगी।

एक आपूर्तिकर्ता जो इसे दोनों सिरों पर क्रमिक दृष्टिकोण के बिना, एक ही ठंडे सोख और एक ही तापमान में संपीड़ित करता है, एक ऐसा हिस्सा तैयार कर सकता है जो तत्काल आयामी जांच से गुजरता है और अभी भी तनाव या दरार का जोखिम रखता है जो केवल बाद में दिखाई देता है।

बेयरिंग अनुप्रयोग के लिए सटीक सीमलेस ट्यूब के एक बैच को एक छोटे चक्र पर काम करने वाले उपठेकेदार द्वारा ठंडा किया गया था: - 120 डिग्री सेल्सियस तक एक एकल प्रत्यक्ष डुबकी, बिना किसी- 60 डिग्री सेल्सियस मध्यवर्ती चरण के, फिर से गर्म करने के तुरंत बाद अगले दिन तड़का लगाने के बाद। ट्यूबों ने प्राप्ति पर आयामी निरीक्षण पास कर लिया। कई हफ्तों के उपयोग के बाद, बैच के एक उपसमुच्चय में हेयरलाइन क्रैकिंग का पता संपीड़ित उपचार चक्र से चला - शीतलन के दौरान एक बड़े एकल थर्मल झटके का संयोजन और तड़के से पहले एक विस्तारित देरी ने सामग्री में अव्यक्त तनाव छोड़ दिया था जिसे अकेले आयामी निरीक्षण का पता नहीं लगाया जा सका। बैच को पूरे चार-चरण अनुक्रम के साथ फिर से तैयार किया गया था, और आपूर्तिकर्ता की प्रक्रिया दस्तावेज़ीकरण को केवल अंतिम आयामों के अलावा, आगे बढ़ने वाले प्रत्येक लॉट के लिए होल्ड टाइम और रीहीट और टेम्परिंग के बीच के अंतर को रिकॉर्ड करने के लिए संशोधित किया गया था।

शीत उपचार एक प्रक्रिया है, न कि कोई विशिष्ट रेखा, और एक मिल प्रमाणपत्र जो केवल अंतिम कठोरता या अंतिम आयामों की रिपोर्ट करता है, आपको यह नहीं बताएगा कि अनुक्रम का वास्तव में पालन किया गया था या नहीं। सीमलेस पाइप या ट्यूब का ऑर्डर देने से पहले, जहां आपके आवेदन के लिए ठंडा उपचार मायने रखता है, यह पूछना उचित है:

1. पुष्टिकरण ग्रेड को वास्तव में शीत उपचार की आवश्यकता है।प्रत्येक सीमलेस स्टील पाइप ग्रेड को इस प्रक्रिया से लाभ नहीं होता है - यह कम एमएफ बिंदु के साथ मिश्र धातु, बीयरिंग और टूल स्टील्स के लिए मायने रखता है, न कि सादे कार्बन संरचनात्मक या लाइन पाइप के लिए जो कभी भी कठोर नहीं होता है।
2. प्रत्येक चरण के लिए होल्ड समय और तापमान का दस्तावेजीकरण किया गया, सिर्फ एक नोट नहीं कि "क्रायोजेनिक उपचार" किया गया था। विशेष रूप से पूछें कि क्या प्रक्रिया में स्नातक -60 डिग्री सेल्सियस / -120 डिग्री सेल्सियस दृष्टिकोण या एकल प्रत्यक्ष ठंडे सोख का उपयोग किया गया है।
3. गर्म पानी को दोबारा गर्म करने और तड़का लगाने के बीच का अंतर।एक आपूर्तिकर्ता जो इस अंतर को नहीं बता सकता है, या जो दोबारा गर्म करने के बाद तुरंत करने के बजाय विलंबित बैच शेड्यूल पर गुस्सा करता है, वह प्रमाण पत्र में दिखाए जाने की तुलना में अधिक दरार जोखिम उठा रहा है।
4. ऑस्टेनाइट या माइक्रोस्ट्रक्चर परीक्षण डेटा को बनाए रखा जहां एप्लिकेशन इसके प्रति संवेदनशील है- निम्न एकल अंकों में एक अवशिष्ट स्तर अपेक्षित है और आम तौर पर फायदेमंद है; बहुत अधिक अवशिष्ट स्तर से पता चलता है कि ठंड के उपचार के चरणों को छोटा कर दिया गया था या छोड़ दिया गया था।
5. क्या पानी को उबालने से पहले भिगोने का कदम आपूर्तिकर्ता की मानक प्रक्रिया का हिस्सा है, क्योंकि यह अंतिम निरीक्षण रिपोर्ट में दिखाए बिना चुपचाप छोड़ देने के सबसे आसान चरणों में से एक है।
6. लॉट ट्रैसेबिलिटी, ताकि यदि कोई आयामी या क्रैकिंग समस्या बाद में सामने आती है, तो इसे सामान्य सामग्री दोष के रूप में मानने के बजाय विशिष्ट उपचार चक्र में वापस खोजा जा सकता है।

एक आपूर्तिकर्ता जो बिना किसी हिचकिचाहट के इनमें से सभी छह का उत्तर दे सकता है वह एक नियंत्रित प्रक्रिया का वर्णन कर रहा है। जो केवल अंतिम कठोरता संख्या को इंगित कर सकता है वह एक परिणाम का वर्णन कर रहा है, न कि एक प्रक्रिया - और ठंड से उपचारित सीमलेस पाइप के लिए, पहले दिन का परिणाम आपको यह नहीं बताता है कि छह महीने की सेवा में वह हिस्सा क्या करने जा रहा है।

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