Zoekopdracht
Ferritische roestvrijstalen buizen worden veel gebruikt in uitlaatsystemen voor auto's, warmtewisselaars en huishoudelijke apparaten vanwege hun uitstekende weerstand tegen spanningscorrosie (SCC), lage thermische uitzettingscoëfficiënt en kostenvoordelen. Hun productieprocessen zijn voornamelijk onderverdeeld in naadloze en gelaste buizen. Deze processen verschillen aanzienlijk, maar beide zijn cruciaal voor de mechanische eigenschappen en corrosieweerstand van het eindproduct.
Naadloos productieproces van ferritische roestvrijstalen buizen
De sleutel tot de productie van naadloze buizen ligt in het bereiken van een hoge uniformiteit in materiaalstructuur en eigenschappen over de gehele buiswand door heet doorboren en nauwkeurig koud bewerken, waardoor de introductie van eventuele lasfouten wordt vermeden.
1. Voorbereiding en piercing
Selectie van grondstoffen: Er worden ronde knuppels van ferritisch roestvrij staal met een hoge zuiverheid gebruikt. Omdat ferritische kwaliteiten (zoals 430, 439 en 444) over het algemeen een lagere ductiliteit hebben dan austenitische staalsoorten, is de metallurgische kwaliteit van de knuppels extreem hoog, met strikte controle op insluitsels en segregatie.
Verwarming: De knuppel wordt verwarmd tot de doorsteektemperatuur. Nauwkeurige temperatuurregeling zorgt voor ductiliteit en vermijdt grove korrels of oppervlakteoxidatie.
Doorboren: Een roterende piercer wordt gebruikt om een massief stalen knuppel in een holle schaal te slaan. Dit is de meest kritische stap bij de productie van naadloze buizen, omdat de kwaliteit van de doorboring direct de moeilijkheidsgraad van de daaropvolgende processen en de kwaliteit van de interne en externe oppervlakken van de buis bepaalt.
2. Rollen en tekenen
Heetwalsen/extrusie: De schaal gaat vervolgens een pijpenmolen binnen (zoals een Pilger-molen) voor verder warmwalsen om de buitendiameter en wanddikte te verkleinen en tegelijkertijd de interne en externe oppervlaktekwaliteit en maatnauwkeurigheid te verbeteren, resulterend in een ruwe buis. Voor bepaalde hooggelegeerde kwaliteiten kan extrusie worden gebruikt.
Voorbereiding voor koud werken: De ruwe buis wordt gebeitst om oxideaanslag te verwijderen en voor te bereiden op koud bewerken.
Koud werken: Dit is een belangrijke stap in het bereiken van uiterst nauwkeurige naadloze buizen. Het omvat voornamelijk koudwalsen en koudtrekken. Bij koudtrekken wordt de buis door een matrijs getrokken, waardoor de afmetingen kleiner worden en de oppervlakteafwerking verbetert. Koudvervormen verhoogt de sterkte van de buis aanzienlijk, maar veroorzaakt ook verharding en vermindert de rek.
3. Warmtebehandeling en afwerking
Gloeien: Na koud bewerken moet de buis oplossingsgloeien (of tussentijds gloeien) ondergaan om werkharding en restspanningen te elimineren, de ductiliteit van het ferritische roestvrij staal te herstellen en de corrosieweerstand te optimaliseren. De gloeitemperatuur en de verblijftijd hebben een aanzienlijke invloed op de korrelgrootte van ferritische buizen.
Rechttrekken: Dit elimineert de bochten die tijdens de warmtebehandeling ontstaan.
Afwerking en inspectie: Dit omvat snijden, afschuinen, beitsen, polijsten en, cruciaal, niet-destructief testen (NDT), zoals wervelstroomtesten en ultrasoon testen, om ervoor te zorgen dat de buis vrij is van interne defecten zoals scheuren of tussenlagen.
Productieproces van gelaste ferritische roestvrijstalen buizen
De productie van gelaste buizen is gebaseerd op strippen (spiralen) en biedt de voordelen van een hoge productie-efficiëntie en maatnauwkeurigheid. De metallografische structuur in het lasgebied moet echter consistent zijn met die van het basismateriaal en intergranulaire corrosie moet worden vermeden.
1. Voorbereiding en vorming
Voorbereiding van grondstoffen: Er wordt gebruik gemaakt van afgewerkte ferritische roestvrijstalen koudgewalste spoel (koudgewalste spoel) of warmgewalste spoel. De randkwaliteit en diktetolerantie van de strip zijn van cruciaal belang en hebben een directe invloed op de stabiliteit van het daaropvolgende lassen.
Slitten: De spoel wordt in de lengterichting gesneden in stroken van een bepaalde breedte, precies overeenkomend met de omtrek van de gewenste buis.
Continu vormen: de strip passeert een reeks rollen en buigt deze geleidelijk in een open, ronde buisvorm, ook wel buisplano genoemd. Dit proces moet uniform en continu zijn om spanningsconcentraties te voorkomen.
2. Lassen
Hoogfrequent inductielassen (HFIW) of plasmabooglassen (PAW): Dit is de meest gebruikte lasmethode voor ferritische roestvrijstalen buizen.
HFIW gebruikt een hoogfrequente elektrische stroom om warmte te genereren, waardoor de randen van de onbewerkte buis versmelten. Omdat ferritische roestvaste staalsoorten (met name gestabiliseerde soorten) over het algemeen een uitstekende lasbaarheid hebben, kan HFIW snel en kwalitatief hoogstaand autogeen lassen realiseren (zonder toevoeging van vulmetaal).
De sleutel tot het lasproces is nauwkeurige controle van de warmte-inbreng en extrusie om korrelverfijning in het lasgebied te garanderen, de vorming van brosse fasen zoals martensiet te voorkomen en lasoxidatie te minimaliseren.
Afsnijden van lasnaden: Na het lassen moeten uitstekende lasnaden binnen en buiten de las onmiddellijk worden verwijderd om te voldoen aan de eisen op het gebied van dimensionele en vloeistofbestendigheid.
3. Maatvoering en afwerking
In-line heldergloeien: Voor ferritisch roestvast staal wordt inline continu heldergloeien doorgaans onmiddellijk na het lassen uitgevoerd. Warmtebehandeling in een beschermende atmosfeer (zoals waterstof of een stikstof-waterstofmengsel) heeft tot doel de microstructuur van de las en de door hitte beïnvloede zone (HAZ) te herstellen, restspanningen te elimineren en de oppervlakteafwerking van de buis te behouden, waardoor verder beitsen niet meer nodig is.
Op maat maken en rechttrekken: Na het gloeien gaat de buis door een maatmolen voor de uiteindelijke maat- en rondheidscorrectie, gevolgd door rechttrekken.
Wervelstroomtesten: Wervelstroomtesten van het lasgebied zijn een belangrijke kwaliteitscontrolestap, die ervoor zorgt dat de las vrij is van defecten zoals onvolledige penetratie, porositeit en scheuren.
