Les traitements thermiques de l'échangeur de chaleur en acier inoxydable U

Lorsqu'on parle du traitement thermique des tubes en acier inoxydable austénitique en forme de U, la plupart des gens pensent que ce n'est pas nécessaire en raison de la sensibilisation et de la température de traitement de la solution élevée, il est facile de provoquer une déformation du tuyau. En fait, le traitement thermique de l'acier inoxydable austénitique est inévitable, le traitement thermique ne peut pas modifier la structure des tubes en acier inoxydable, mais peut modifier la capacité de traitement.

Par exemple, en raison de la faible teneur en carbone, 304 Le tube d'échange de chaleur en acier inoxydable est difficile lors de la normalisation pour que la rugosité de surface de la fraise de façonnage des engrenages réponde aux exigences, réduise la durée de vie de l'outil. La structure de câble en martensite à faible teneur en carbone et en fer obtenue après une trempe incomplète peut grandement améliorer la dureté et la rugosité de surface, et la durée de vie du tuyau peut également être augmentée de 3 à 4 fois. De plus, la partie de pliage du tube d'échange de chaleur en forme de U a un petit rayon de courbure et un phénomène de durcissement évident, un traitement thermique est nécessaire, et par rapport à l'ensemble de l'équipement pour le traitement thermique, le traitement thermique de solution de tuyau en acier inoxydable austénitique, la passivation de décapage est beaucoup plus simple. Dans cet article, une série d'essais ont été effectués sur des tubes en U avec des spécifications, des rayons de courbure et des conditions de traitement thermique différents, et la nécessité d'un traitement thermique pour les tubes en U en acier inoxydable austénitique a été analysée.

 

Matériel expérimental :

304 tube en U en acier inoxydable

Taille : 19*2 mm, rayon de courbure : 40, 15, 190, 265, 340 mm

Taille : 25*2.5 mm Rayon de courbure : 40, 115, 190, 265, 340, mm

Traitement thermique : non traité, traitement en solution sous-solide, traitement en solution solide

 

Test de dureté

La section de courbure du tube d'échange de chaleur en forme de U sans traitement thermique et traitement de solution sous-solide : avec la diminution du rayon de courbure, la valeur de dureté augmente. La valeur de dureté du tube d'échange thermique après le traitement de la solution (par rapport à celle avant le pliage) n'a pas de changement évident. Cela indique que l'effet d'écrouissage de l'acier inoxydable austénitique est évident et qu'avec l'augmentation de la déformation, la tendance à l'écrouissage augmente.

 

Inspection microscopique

Pour la section de pliage en U avec un rayon de courbure de 40 mm : il y a beaucoup de martensite et de lignes de glissement dans la microstructure sans traitement thermique, et la forme équiaxe de l'austénite dans la microstructure a complètement disparu (trop de martensite rendra l'acier fragile). La majeure partie de la martensite dans le tissu traité en solution sous-solide a été transformée, mais une petite quantité de martensite existe toujours.

Après mise en solution, les grains d'austénite étaient équiaxes et aucune martensite n'a été trouvée. Les bandes de glissement et la martensite existaient également dans la microstructure non chauffée des tubes en forme de U avec un rayon de courbure R de 115, 190, 265 et 340 mm après courbure, mais le contenu diminuait progressivement avec l'augmentation du rayon de courbure. Lorsque le rayon de courbure R du tube en U est supérieur ou égal à 265 mm, l'effet sur la microstructure avant et après traitement thermique n'est pas significatif. Lorsque le rayon de courbure R est inférieur à 265 mm, il y a de la martensite dans la microstructure des tubes en forme de U non chauffés, et la teneur en martensite diminue avec l'augmentation de la température de traitement thermique (traitement en solution sous-solide et traitement en solution solide).

 

Essai de corrosion intergranulaire

Par examen microscopique, il a été constaté que la présence de martensite n'affectait pas la corrosion intergranulaire. Bien qu'il y ait une grande quantité de martensite dans la microstructure absolutisée, il n'y a pas de tendance à la corrosion intergranulaire avec la distribution de martensite. Certains joints de grains se sont élargis avant et après le traitement en solution, et la distribution des joints de grains élargis était indépendante de la distribution de la martensite. Sur la base d'un examen microscopique après le test de corrosion, le test de flexion a été effectué pour des tubes en forme de U dans divers états selon la norme d'essai. Aucune fissure de corrosion intergranulaire n'a été trouvée dans les tubes après cintrage à 180°.

 

Température de traitement de la solution

L'effet du traitement de la solution est affecté par la basse température de la solution, et les résultats de la microstructure et de la dureté ne peuvent pas être obtenus. Si la température est légèrement plus élevée, des défauts tels que des concavités ou des fissures peuvent apparaître à l'intérieur du segment en forme de U.

 

De l'expérience, il est connu que la transformation martensitique de l'acier inoxydable après traitement à froid, l'influence de la résistance à la corrosion est bien supérieure à la contrainte. Lorsque le rayon de courbure du tube en forme de U est inférieur à 115 mm, la microstructure du tube en forme de U avant et après le traitement en solution est significativement différente. Pour ce segment de coude de tuyau en forme de U de petit rayon, le traitement en solution solide doit être effectué après formage à froid. S'il n'y a pas d'exigence pour une résistance à la corrosion intergranulaire plus élevée, il est recommandé que la section de pliage en forme de U avec un rayon de pliage inférieur ou égal à 265 mm soit traitée avec un traitement de solution (note pour éliminer les contraintes résiduelles). Pour les tubes d'échange de chaleur en forme de U avec un grand rayon de courbure, la section de pliage ne peut pas être traitée avec une solution, sauf pour les environnements sensibles à la corrosion sous contrainte. Parce que la résistance aux fluides de petit diamètre de tuyau est grande, il est peu pratique de nettoyer et facile de bloquer la structure, et la résistance aux fluides de tuyau en acier inoxydable de grand diamètre n'est pas aussi grande que le petit diamètre de tuyau, facile à nettoyer, plus utilisé pour visqueux ou liquide sale.

 

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