Soğuk Çekilmiş Dikişsiz (CDS) bir hassas çelik boru . akma mukavemetini ve yüzey kalitesini arttırmak için sıcak işlenmiş malzemenin bir kalıptan (ve genellikle bir mandrel üzerinden) çekilmesiyle üretilen Öncelikle ASTM A519 tarafından yönetilen bu standart, hidrolik silindirler ve doğrusal şaftlar için standarttır. Asimetrik işleme sırasında yıkıcı bükülme ('muz etkisi') veya hafifletilmemiş artık kasnak gerilimi nedeniyle uzunlamasına yarılma nedeniyle başarısız olur.
SOĞUK ÇEKİLMİŞ BORU HAKKINDA ORTAK ALAN SORULARI
Tüp neden kama yuvasını kestikten hemen sonra eğiliyor?
Bu asimetrik artık gerilimin serbest bırakılmasıdır. Soğuk çekme, yüksek gerilimli bir dış yüzey ve sıkıştırıcı bir çekirdek oluşturur. Bir kama yuvasının kesilmesi, bir taraftaki gerilme sınırını kırarak, sıkıştırıcı çekirdeğin boruyu bir yay (kesiğe doğru içbükey) içine itmesine olanak tanır.
OD döndürüldükten sonra delik çapı neden küçüldü?
OD'nin düşürülmesi, çekirdeği sıkıştıran çekme 'kasnak' katmanını ortadan kaldırır. Bu dış kısıtlama kaldırıldığında, iç basınç gerilmeleri dışarıya doğru gevşer ve parçanın uzamasına ve deliğin hafifçe daralmasına neden olur.
Lavabodan çekilen boruları ayırırken duyulan yüksek 'pop' sesi nedir?
Bu ses, aşırı gerilme çemberi geriliminin duyulabilir salınımıdır. Mandrelle çekilen boruların aksine, lavaboyla çekilen (havayla çekilen) boruların dış çapı üzerinde yüksek gerilim vardır. Derin oluk açma, kalan malzeme artık gerilimi içeremeyecek hale gelinceye kadar yapıyı zayıflatır, bu da yapının uzunlamasına kopmasına veya bölünmesine neden olur.
Gizli Katil: Çember Gerilmesi ve Boyuna Çatlama
Soğuk çekilmiş dikişsiz (CDS) borular, sıcak işlenmiş muadillerine kıyasla üstün yüzey kalitesi ve boyutsal toleranslar sunar, ancak depolanan enerjinin 'gizli pilini' taşır: artık çember gerilimi . Nispeten stres açısından nötr olan sıcak haddelenmiş çeliğin aksine, soğuk çekilmiş borular esasen önceden yüklenmiş bir yaydır. Bu gerilimin yönü ve yoğunluğu tamamen çizim yöntemine bağlıdır.
'Cilt Etkisi' (Mandrel Çizimi)
Çoğu hassas CDS bir mandrel üzerine çizilir. Bu, OD yüzeyinin yüksek çekme gerilimi (+) altında olduğu ve ID/Çekirdek'in yüksek basınç gerilimi (-) altında olduğu bir gerilim profili oluşturur. OD'yi kapattığınızda ('soğanın kabuğunu soymak'), gerilmeyi önleyen tabakayı kaldırırsınız. Artık dengesiz olan sıkıştırıcı çekirdek uzunlamasına genişler.
'Saatli Bomba' (Lavabo Çekilmiş)
Mandrel olmadan çekilen borular (Batan) tehlikeli bir profile sahiptir: İç çap üzerinde aşırı basınç kasnak gerilimi ve dış çap üzerinde yüksek çekme kasnak gerilimi. ID sürekli olarak genişlemeye çalışıyor ve yalnızca OD'nin gerilme mukavemeti tarafından engelleniyor. Amonyak veya klorür içeren ortamlarda, depolanan bu enerji, stresli korozyon çatlamasını (SCC) hızlandırır ve genellikle tüpün rafta beklerken bölünmesine (Mevsim Çatlaması) neden olur.
Soğuk çekilmiş boruyu ısıl işlem görmeden galvanizlemek güvenli midir?
Hayır. Çinko banyosunun termal şoku (yaklaşık 830°F) mevcut yüksek artık gerilimle birleştiğinde, banyoda sıvı metal gevrekleşmesini veya anlık gerilim çatlamasını tetikleyebilir.
Distorsiyon Profillerinin İşlenmesi
Spesifik gerilim durumunu anlamak, bozulma yönünü tahmin etmenize olanak tanır. Aşağıdaki tablo, standart işlemlerin belirli geometrik arızaları nasıl tetiklediğini özetlemektedir.
İşleme
Talaş Kaldırma Katmanı
Gerilme Mekanizması
Bozulmayla Ortaya Çıkan
Dış Çap Tornalama
Dış Deri (Çekilme)
Çekirdek sıkıştırma sürümleri
Uzunluk Büyümesi ve Çap Çökmesi
Kimlik Sıkıcı
İç Cilt (Basınçlı)
Dış gerilim serbest kalır
OD Genişlemesi ve Uzunluk Küçülmesi
Kama Yuvası/Yuva
Asimetrik OD
Dengesiz salınım
'Muz' Yay (Kesime doğru içbükey)
Ayrım
Radyal Kesim
Eksenel Gerilimin serbest bırakılması
Yüz Bombeleme (İçbükey/Dışbükey uçlar)
Mühendislik Çıkarımı: Boru iç çapı dış çapın %50'sinden azsa artık gerilimler katlanarak artar; Bu ağır duvarlı boruların önceden Gerilim Giderme (SR) olmadan işlenmesinin hareketle sonuçlanması neredeyse garantidir.
Ağır duvarlı CD'leri bükülmeden nasıl işleyebilirim?
'Kaba ve Dinlenme' protokolünü kullanın. Boruyu 0,040 inçlik bir çapa kadar kaba işleyin, parçalarını açın ve son bitirme kesiminden önce birincil gerilim hareketinin oluşmasına izin vermek için oturmasına izin verin (veya düşük sıcaklıkta Gerilim Giderme işlemi gerçekleştirin).
ASTM A519 'Doğruluk Tuzağı'
Mühendisler genellikle ASTM A519'u belirtir. düz bir boruyu garanti ettiğine inanarak Değil. Standart doğruluk toleransları cömerttir (tipik olarak 5 feet'te 1/8') ve birçok boyut veya 'özel' duvar kalınlığı için, spesifikasyonda düzgünlüğün 'alıcı ile üretici arasında karşılıklı olarak kararlaştırıldığı' belirtilmektedir.
Satın alma siparişinde açıkça bir doğruluk toleransı tanımlamazsanız (örneğin, 'maksimum TIR başına 0,010 inç'), fabrikalar gözle görülür şekilde eğimli borular gönderebilir ve bunlar teknik olarak standarda uygun olacaktır.
ASTM A519 eş merkezliliği garanti ediyor mu?
Hayır. CDS, sıcak kaplamaya göre daha iyi eşmerkezliliğe sahip olsa da ASTM A519, OD ve Duvar Kalınlığı veya OD ve ID için toleransları belirler. Eşmerkezlilik, özel olarak müzakere edilmediği sürece bağımsız bir garanti değil, bu değişkenlerin bir sonucudur.
Gerilim Giderme (SR) ve Tavlama: Takas
Bozulmayı önlemek için malzemenin termal olarak işlenmesi gerekir. Ancak 'Tavlama', parasını ödediğiniz mekanik özellikleri bozabilecek geniş bir terimdir.
1. Stres Giderme (SR) - Tatlı Nokta
İşlem: ~950°F - 1100°F'ye ısıtın, tutun ve havayla soğutun. Bu, soğuk çekmeden elde edilen akma mukavemeti ve sertliğin çoğunu korurken, artık gerilimin ~%85-90'ını ortadan kaldırır. Bu, hidrolik silindirler ve doğrusal şaftlar için idealdir.
2. Yumuşak Tavlama / Ölü Yumuşak - Tehlike Bölgesi
Proses: Üst kritik sıcaklığın (~1600°F) üzerinde ısıtın ve fırını soğutun. Bu, kalan gerilimin %100'ünü ortadan kaldırır ancak de ortadan kaldırır . soğuk iş sertleşmesini 70 ksi akma dayanımına sahip 1018 CDS tüp ~40 ksi'ye düşecektir (Sıcak Haddelenmiş özellikler).
Tam tavlamadan sonra akma mukavemetini geri kazanabilir miyim?
Tek başına ısıl işlemle değil. Soğuk çekilmiş çelik tamamen tavlandığında iş sertleşmesi kaybolur. Mukavemet ancak malzemenin yeniden soğuk işlenmesiyle veya pahalı söndürme ve temperleme işlemlerine (alaşım izin veriyorsa) girilerek geri kazanılabilir.
Soğuk çekilmiş boru yanlış seçim olduğunda
Ağır Asimetrik İşleme: Bir tarafta kesitin %30'undan fazla frezeleme yapılırsa (örneğin, uzun kama kanalları), parça eğrilecektir. Kesmeden önce Sıcak Bitirilmiş Dikişsiz (HFS) veya Gerilim Giderme kullanın.
Yüksek Isıda Servis: Eğer bileşen 500°F'ın üzerinde çalışırsa, tüp servis sırasında kendi kendine stres atabilir ve bu da öngörülemeyen boyutsal değişikliklere yol açabilir.
Kostik Ortamlar: Gerilim giderme olmadan, yüksek artık çember gerilimi, CDS'yi klorür veya amonyak varlığında Mevsimsel Çatlamaya karşı oldukça duyarlı hale getirir.
Sorun Giderme SSS: Soğuk Çekilmiş Borular
Uzun şaftları döndürürken 'puro'nun bozulmasını nasıl önleyebilirim?
Bu şekil (ortadaki yağ), punta basıncının artık gerilimin serbest bırakılmasıyla birleşiminden kaynaklanır. Bunu düzeltmek için, punta basıncını parçayı tutmak için gereken mutlak minimum seviyeye düşürün veya gerilimin son geçişten önce eşitlenmesini sağlamak için 'Kaba ve Dinlenme' işleme stratejisine geçin.
Yüksüz envanterde neden 'Sezon Çatlaması' oluşuyor?
Mevsimsel çatlama, soğuk çekme işleminden kaynaklanan dahili artık çember geriliminin neden olduğu bir gerilimli korozyon çatlağı (SCC) şeklidir. Depolama ortamı eser miktarda amonyak veya klorür içeriyorsa, kimyasal saldırı çekme gerilimi altındaki tane sınırlarını hedef alarak tüpün kendiliğinden bölünmesine neden olur.
Karşılaştırma: Sıcak Tamamlanmış Dikişsiz (HFS) ne zaman CDS'den daha güvenlidir?
Önemli miktarda malzemenin asimetrik olarak çıkarılması gerektiğinde (derin ceplerin frezelenmesi gibi) veya parçanın depolanmış dahili enerji gerektirmediği durumlarda HFS daha güvenli bir seçimdir. HFS daha gevşek boyut toleranslarına sahip olsa da gerilim açısından nötrdür ve ağır işleme sırasında eğilmez veya bükülmez.
Gerilim Giderme (SR), ASTM A519 akma dayanımı uyumluluğunu nasıl etkiler?
Uygun bir Gerilim Giderme (950°F-1100°F) tipik olarak akma mukavemetini %10-15 oranında azaltır, ancak genellikle malzemeyi soğuk işlenmiş borular için ASTM A519'un minimum gereklilikleri dahilinde tutar. Ancak tam tavlama, mukavemeti standardın 'çizimdeki' minimum değerlerinin altına düşürecektir.
'ASTM A519' belirtilmesi otomatik olarak boruların eğilmesini engeller mi?
Hayır. ASTM A519'daki varsayılan doğrusallık toleransı çok gevşektir (çoğunlukla 5 fitte 1/8 inç) ve sıklıkla varsayılan olarak 'karşılıklı olarak üzerinde anlaşılan' şeklindedir. Makineye hazır stok sağlamak için satın alma siparişinizde bir doğruluk gereksinimini (örneğin, 0,010'/ft) açıkça belirtmeniz gerekir.
