Термическая обработка U-образного теплообменника из нержавеющей стали

Говоря о термической обработке труб из аустенитной U-образной нержавеющей стали, большинство людей считают, что в этом нет необходимости, поскольку сенсибилизация и высокая температура обработки раствором легко вызывают деформацию трубы. Фактически, термообработка аустенитной нержавеющей стали неизбежна, термообработка не может изменить структуру труб из нержавеющей стали, но может изменить технологичность.

Например, из-за низкого содержания углерода, 304 Теплообменная трубка из нержавеющей стали при нормализации затруднена, чтобы обеспечить соответствие шероховатости поверхности зубодолбежной фрезы требованиям, что сокращает срок службы инструмента. Низкоуглеродистая мартенситная и железная структура кабеля, полученная после неполной закалки, может значительно улучшить твердость и шероховатость поверхности, а срок службы трубы также может быть увеличен в 3-4 раза. Кроме того, U-образная изгибаемая часть теплообменной трубки имеет небольшой радиус изгиба и очевидное явление наклепа, необходима термообработка, и по сравнению со всем оборудованием для термообработки, термообработка раствором трубы из аустенитной нержавеющей стали, пассивация травления намного проще. В данной работе проведена серия испытаний U-образных труб с различными характеристиками, радиусом изгиба и режимами термообработки, а также проанализирована необходимость термической обработки U-образных труб из аустенитной нержавеющей стали.

 

Экспериментальные материалы:

304 U-образная трубка из нержавеющей стали

Размер: 19*2 мм, радиус изгиба: 40, 15, 190, 265, 340 мм.

Размер: 25*2,5 мм. Радиус изгиба: 40, 115, 190, 265, 340 мм.

Термическая обработка: необработанная, обработка твердым раствором, обработка твердым раствором

 

Испытание твердости

Участок изгиба П-образной теплообменной трубы без термической обработки и обработки твердым раствором: с уменьшением радиуса изгиба значение твердости увеличивается. Значение твердости теплообменной трубки после обработки на раствор (по сравнению с твердостью до изгиба) не имеет явного изменения. Это указывает на то, что эффект наклепа аустенитной нержавеющей стали очевиден, и с увеличением деформации тенденция наклепа увеличивается.

 

Микроскопический осмотр

Для П-образного участка изгиба с радиусом изгиба 40 мм: в микроструктуре без термической обработки много мартенсита и линий скольжения, а равноосная форма аустенита в микроструктуре полностью исчезла (слишком большое количество мартенсита сделает сталь хрупкий). Большая часть мартенсита в ткани, обработанной субтвердым раствором, трансформировалась, но небольшое количество мартенсита все еще существует.

После обработки на раствор аустенитные зерна были равноосными, мартенсита не обнаружено. Полосы скольжения и мартенсит также присутствовали в непрогретой микроструктуре П-образных труб с радиусами изгиба R 115, 190, 265 и 340 мм после изгиба, но их содержание постепенно уменьшалось с увеличением радиуса изгиба. Когда радиус изгиба R U-образной трубы больше или равен 265 мм, влияние на микроструктуру до и после термообработки незначительно. При радиусе изгиба R менее 265 мм в микроструктуре необогреваемых П-образных труб присутствует мартенсит, причем содержание мартенсита уменьшается с увеличением температуры термообработки (обработка в полутвердом растворе и обработка в твердом растворе).

 

Испытание на межкристаллитную коррозию

Микроскопическим исследованием установлено, что наличие мартенсита не влияет на межкристаллитную коррозию. Хотя в абсолютизированной микроструктуре присутствует большое количество мартенсита, тенденция межкристаллитной коррозии наряду с распределением мартенсита отсутствует. Некоторые границы зерен расширились до и после обработки на раствор, причем распределение расширенных границ зерен не зависело от распределения мартенсита. На основании микроскопического исследования после коррозионного испытания было проведено испытание на изгиб U-образных труб в различных состояниях согласно стандарту испытаний. Межкристаллитных коррозионных трещин в трубах после изгиба на 180° не обнаружено.

 

Температура обработки раствора

На эффект обработки раствора влияет низкая температура раствора, поэтому невозможно получить результаты по микроструктуре и твердости. Если температура будет немного выше, внутри U-образного сегмента могут появиться такие дефекты, как вогнутость или трещина.

 

Из эксперимента известно, что при мартенситном превращении нержавеющей стали после холодной обработки влияние коррозионной стойкости значительно больше, чем напряжения. Когда радиус изгиба U-образной трубы составляет менее 115 мм, микроструктура U-образной трубы до и после обработки раствором существенно различается. Для этого сегмента U-образного изгиба трубы малого радиуса после холодной штамповки следует провести обработку твердым раствором. Если нет требований к более высокой стойкости к межкристаллитной коррозии, рекомендуется П-образный участок изгиба с радиусом изгиба не более 265 мм обработать раствором (обратить внимание на устранение остаточных напряжений). Для U-образных теплообменных трубок с большим радиусом кривизны изгибаемый участок нельзя обрабатывать раствором, за исключением сред, чувствительных к коррозии под напряжением. Поскольку сопротивление жидкости трубы малого диаметра велико, ее неудобно чистить и легко блокировать конструкцию, а сопротивление жидкости трубы большого диаметра из нержавеющей стали не такое большое, как труба малого диаметра, ее легко чистить, больше использовать для вязких или грязная жидкость.

 

Компания WLD может предоставить теплообменные трубки из нержавеющей стали 304/316 диаметром от 10 до 114 мм, толщиной от 0,6 до 3,0 мм; Длина может быть изменена в соответствии с вашими фактическими условиями работы. Если вам это нужно, пожалуйста, свяжитесь с нами сегодня.