I trattamenti termici dello scambiatore di calore in acciaio inossidabile U

Quando si parla del trattamento termico dei tubi in acciaio inossidabile austenitico a forma di U, la maggior parte delle persone pensa che non sia necessario a causa della sensibilizzazione e dell'elevata temperatura di trattamento della soluzione, che può facilmente causare la deformazione del tubo. Infatti, il trattamento termico dell'acciaio inossidabile austenitico è inevitabile, il trattamento termico non può modificare la struttura dei tubi in acciaio inossidabile, ma può modificarne la lavorabilità.

Ad esempio, a causa del basso contenuto di carbonio, 304 il tubo di scambio termico in acciaio inossidabile è difficile quando si normalizza per rendere la rugosità superficiale della fresa per modellare gli ingranaggi per soddisfare i requisiti, ridurre la durata dell'utensile. La struttura della martensite a basso tenore di carbonio e del cavo di ferro ottenuta dopo un raffreddamento incompleto può migliorare notevolmente la durezza e la rugosità superficiale e la durata del tubo può anche essere aumentata di 3 ~ 4 volte. Inoltre, la parte di piegatura del tubo di scambio termico a forma di U ha un raggio di curvatura ridotto e un evidente fenomeno di incrudimento, il trattamento termico è necessario e, rispetto all'intera attrezzatura per il trattamento termico, il trattamento termico della soluzione di tubi in acciaio inossidabile austenitico, la passivazione del decapaggio è molto più semplice. In questo articolo sono stati effettuati una serie di test su tubi a forma di U con specifiche, raggio di curvatura e condizioni di trattamento termico diversi, ed è stata analizzata la necessità del trattamento termico per tubi a forma di U in acciaio inossidabile austenitico.

 

Materiali sperimentali:

304 tubo a U in acciaio inox

Dimensioni: 19*2 mm, raggio di curvatura: 40, 15, 190, 265, 340 mm

Dimensioni: 25*2,5 mm Raggio di curvatura: 40, 115, 190, 265, 340 mm

Trattamento termico: trattamento con soluzione non trattata, subsolida, trattamento con soluzione solida

 

Test di durezza

La sezione di curvatura del tubo di scambio termico a forma di U senza trattamento termico e trattamento con soluzione subsolida: al diminuire del raggio di curvatura aumenta il valore della durezza. Il valore di durezza del tubo di scambio termico dopo il trattamento della soluzione (rispetto a quello prima della piegatura) non presenta cambiamenti evidenti. Ciò indica che l'effetto dell'incrudimento dell'acciaio inossidabile austenitico è evidente e, con l'aumento della deformazione, aumenta la tendenza dell'incrudimento.

 

Ispezione microscopica

Per la sezione di curvatura a forma di U con un raggio di curvatura di 40 mm: ci sono molte martensite e linee di scorrimento nella microstruttura senza trattamento termico e la forma equiassica dell'austenite nella microstruttura è completamente scomparsa (troppa martensite renderà l'acciaio fragile). La maggior parte della martensite contenuta nel tessuto trattato con la soluzione subsolida è stata trasformata, ma esiste ancora una piccola quantità di martensite.

Dopo il trattamento di solubilizzazione, i grani di austenite erano equiassici e non è stata trovata martensite. Le fasce di scorrimento e la martensite esistevano anche nella microstruttura non riscaldata dei tubi a forma di U con raggio di curvatura R di 115, 190, 265 e 340 mm dopo la piegatura, ma il contenuto diminuiva gradualmente con l'aumento del raggio di curvatura. Quando il raggio di curvatura R del tubo a forma di U è maggiore o uguale a 265 mm, l'effetto sulla microstruttura prima e dopo il trattamento termico non è significativo. Quando il raggio di curvatura R è inferiore a 265 mm, è presente martensite nella microstruttura dei tubi a forma di U non riscaldati e il contenuto di martensite diminuisce con l'aumento della temperatura del trattamento termico (trattamento con soluzione subsolida e trattamento con soluzione solida).

 

Prova di corrosione intergranulare

Dall'esame microscopico si è constatato che la presenza di martensite non ha influito sulla corrosione intergranulare. Sebbene sia presente una grande quantità di martensite nella microstruttura assolutizzata, non vi è alcuna tendenza alla corrosione intergranulare insieme alla distribuzione della martensite. Alcuni bordi di grano si sono allargati prima e dopo il trattamento con la soluzione, e la distribuzione dei bordi di grano allargati era indipendente dalla distribuzione della martensite. Sulla base dell'esame al microscopio dopo la prova di corrosione è stata eseguita la prova di flessione dei tubi a forma di U in diversi stati secondo la norma di prova. Non sono state riscontrate cricche da corrosione intergranulare nei tubi dopo piegatura a 180°.

 

Temperatura di trattamento della soluzione

L'effetto del trattamento della soluzione è influenzato dalla bassa temperatura della soluzione e non è possibile ottenere i risultati di microstruttura e durezza. Se la temperatura è leggermente più alta, all'interno del segmento a forma di U potrebbero apparire difetti come concavità o crepe.

 

Dall'esperimento, è noto che nella trasformazione martensite dell'acciaio inossidabile dopo la lavorazione a freddo, l'influenza della resistenza alla corrosione è di gran lunga maggiore dello stress. Quando il raggio di curvatura del tubo a forma di U è inferiore a 115 mm, la microstruttura del tubo a forma di U prima e dopo il trattamento con la soluzione è significativamente diversa. Per questo segmento di curvatura del tubo a forma di U a raggio piccolo, il trattamento con soluzione solida deve essere eseguito dopo la formatura a freddo. Se non è richiesta una maggiore resistenza alla corrosione intergranulare, si consiglia di trattare con solubilizzazione la sezione di curvatura a forma di U con raggio di curvatura inferiore o uguale a 265 mm (nota per eliminare le tensioni residue). Per i tubi di scambio termico a forma di U con curvatura ad ampio raggio, la sezione di piegatura non può essere trattata con la soluzione, ad eccezione degli ambienti sensibili alla tensocorrosione. Poiché la resistenza al fluido del tubo di piccolo diametro è grande, è scomodo pulire e facile bloccare la struttura, e la resistenza al fluido del tubo di acciaio inossidabile di grande diametro non è grande quanto il diametro del tubo piccolo, facile da pulire, più utilizzata per materiali viscosi o fluido sporco.

 

La WLD Company è in grado di fornire tubi per scambiatori di calore in acciaio inossidabile 304/316 da 10 mm a 114 mm, con spessore da 0,6 mm a 3,0 mm; La lunghezza può essere personalizzata in base alle condizioni di lavoro effettive. Se ne hai bisogno, contattaci oggi.