Tìm kiếm
Ống thép không gỉ kép (DSS) đã trở thành vật liệu được lựa chọn trong các ngành công nghiệp quan trọng — bao gồm dầu khí, xử lý hóa chất, bột giấy và giấy và khử muối — do độ bền vượt trội, độ dẻo dai tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn do ứng suất clorua (SCC) vượt trội. Tuy nhiên, để khai thác hoàn đểàn tiềm năng của DSS, một bước sản xuất là không thể thương lượng: Ủ giải pháp.
Từ góc độ luyện kim chuyên nghiệp, ủ dung dịch không phải là một quá trình tùy chọn; yêu cầu bắt buộc là đảm bảo các ống DSS đáp ứng các thông số kỹ thuật hoạt động được thiết kế và đảm bảo độ tin cậy lâu dài.
1. Loại bỏ hiệu ứng gia công nguội và thiết lập lại cấu trúc vi mô song công lý tưởng
Việc sản xuất của Ống thép không gỉ song công , dù là liền mạch (cán) hay hàn (tạo hình), đều liên quan đến các mức độ gia công nguội hoặc biến dạng dẻo khác nhau.
Biến dạng mạng và ứng suất dư: Gia công nguội làm biến dạng nghiêm trọng mạng tinh thể của vật liệu và tích tụ ứng suất dư đáng kể trong cấu trúc vi mô. Những ứng suất này không chỉ làm giảm độ dẻo và độ bền của vật liệu mà quan trọng hơn là chúng đóng vai trò là động lực chính gây ra vết nứt ăn mòn do ứng suất (SCC) khi ống cuối cùng tiếp xúc với môi trường clorua. Mục tiêu chính của quá trình ủ dung dịch là làm nóng ống đến một phạm vi nhiệt độ cao cụ thể, thường là khoảng 1020°C đến 1100°C, và giữ nó trong một thời gian đủ để loại bỏ hoàn đểàn các ứng suất dư và khuyết tật mạng này.
Điều chỉnh cân bằng pha: Các quy trình sản xuất, đặc biệt là gia công nguội, có thể phá vỡ một chút so với lý tưởng Cân bằng pha austenite (γ) đến ferrite (α) của DSS. Việc gia nhiệt ở nhiệt độ cao trong quá trình ủ dung dịch cho phép kết tinh lại và chuyển pha, thúc đẩy sự phân bố đồng đều của các nguyên tố hợp kim (như Crom, Molypden và Nitơ). Quá trình này khôi phục chính xác thành phần pha về hàm lượng austenite 40%−60% cần thiết. Sự cân bằng pha chính xác này là nền tảng để đạt được hiệu quả tổng hợp của độ bền cao và khả năng chống ăn mòn vượt trội.
2. Hòa tan các pha có hại và loại bỏ khả năng bị ăn mòn
Thép không gỉ song rất dễ bị ảnh hưởng bởi sự kết tủa của các pha liên kim loại có hại khác nhau khi được giữ trong phạm vi nhiệt độ to . Điều này có thể xảy ra trong các giai đoạn gia nhiệt, giữ và làm mát trong quá trình sản xuất.
Tác động chết người của Giai đoạn Sigma: Nổi tiếng nhất trong số này là sự giòn pha (Pha Sigma), rất giàu crom và molypden. Lượng mưa của nó dẫn đến giảm độ bền nghiêm trọng, tước đi khả năng chịu đựng tác động ở nhiệt độ thấp của DSS. Đáng báo động hơn, sự hình thành pha Sigma tạo ra các vùng nghèo crom và molypden trong ma trận xung quanh.
Tăng độ nhạy ăn mòn cục bộ: Crom là nguyên tố chính chịu trách nhiệm hình thành lớp màng thụ động bảo vệ trên bề mặt thép không gỉ. Ở những vùng cạn kiệt này, khả năng tự phục hồi và độ ổn định của màng thụ động bị giảm đáng kể. Điều này làm cho vật liệu rất dễ bị ăn mòn rỗ, ăn mòn kẽ hở và ăn mòn giữa các hạt.
Hành động làm sạch của quá trình ủ dung dịch: Việc ủ dung dịch đòi hỏi phải làm nóng các ống trên nhiệt độ hòa tan của pha Sigma. Sau thời gian ngâm đủ lâu, pha Sigma và tất cả các chất kết tủa có hại khác (như pha cacbonitrit) được hòa tan lại hoàn toàn vào nền austenit và ferit. Quá trình này loại bỏ tất cả các vị trí có khả năng bắt đầu ăn mòn, khôi phục hoàn toàn khả năng chống ăn mòn được thiết kế của ống.
3. Chiến lược làm mát nhanh: Khóa hiệu suất
Hiệu quả của quá trình ủ dung dịch không chỉ phụ thuộc vào các thông số gia nhiệt và giữ mà còn phụ thuộc rất nhiều vào bước làm nguội nhanh tiếp theo, thường đạt được thông qua quá trình làm nguội bằng nước.
Ngăn ngừa tái kết tủa: Như đã lưu ý, các pha có hại có nhiều khả năng kết tủa nhất khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Làm mát nhanh cho phép các ống nhanh chóng đi qua phạm vi nhiệt độ tới hạn to . Hoạt động này được thiết kế để ngăn chặn sự tái kết tủa của các pha có hại, "khóa" các nguyên tố hợp kim vào dung dịch rắn một cách hiệu quả và đảm bảo duy trì cả độ bền và khả năng chống ăn mòn tối đa.
Trọng tâm Xu hướng của Ngành: Do nhu cầu ngày càng tăng về độ an toàn và thời gian sử dụng kéo dài, việc sử dụng các loại Thép không gỉ Siêu Duplex (SDSS) và các loại Super Duplex có hàm lượng Nitơ cao đang gia tăng. Các loại này (ví dụ: 2507, 2707) có hàm lượng crom và molypden cao hơn, khiến chúng dễ bị kết tủa ở pha có hại hơn và yêu cầu động học kết tủa nhanh hơn. Xu hướng này đòi hỏi phải kiểm soát ngày càng nghiêm ngặt quá trình ủ dung dịch—đặc biệt là độ chính xác về nhiệt độ và tốc độ làm nguội—làm cho nó trở thành rào cản công nghệ quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
4. Bước sửa chữa quan trọng sau khi hàn
Hàn đặt ra một thách thức đáng kể khác đối với hiệu suất của ống DSS, ảnh hưởng mạnh mẽ đến cấu trúc vi mô trong kim loại mối hàn và Vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ).
Các vấn đề về HAZ: Tốc độ làm mát trong HAZ trong quá trình hàn thường không đủ để đáp ứng các yêu cầu của quá trình ủ dung dịch lý tưởng, có khả năng dẫn đến sự hình thành austenite không đủ hoặc sự kết tủa cục bộ của các pha có hại. Mặc dù việc thực hiện Xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) trên các đường ống lắp đặt lớn thường không thực tế, nhưng bước ủ dung dịch ban đầu trong giai đoạn sản xuất (áp dụng cho tấm/phôi thô hoặc ống hàn cuối cùng) là hoàn toàn cần thiết. Nó đảm bảo ống rời khỏi nhà máy với cấu trúc luyện kim đồng nhất, ổn định và không có khuyết tật.
Tiêu chuẩn và tuân thủ toàn cầu: Các tiêu chuẩn quốc tế như ASTM A790 (đối với ống liền mạch) và ASTM A928 (đối với ống hàn) quy định rõ ràng việc ủ dung dịch và làm nguội bằng nước cho ống DSS. Đây là ngưỡng kỹ thuật bắt buộc để sản phẩm gia nhập thị trường, ảnh hưởng trực tiếp đến việc phê duyệt an toàn và thời gian vận hành lâu dài của các dự án công nghiệp.
