Metode Menghilangkan Tegangan Residu Internal pada Pipa Baja Seamless

Selama proses seperti penggulungan, pengelasan, pengerjaan dingin, dan perlakuan panas,pipa baja mulusrentan terhadap tegangan sisa internal karena fluktuasi suhu lokal, transformasi struktur mikro, atau deformasi plastis yang tidak merata. Jika tidak dihilangkan, tegangan sisa dapat menyebabkan deformasi dan keretakan, sehingga mengurangi kapasitas dukung beban dan masa pakai pipa. Berikut ini memperkenalkan tiga metode penghapusan tegangan inti, berdasarkan teknik teknik yang umum digunakan, yang menyeimbangkan efektivitas dan kepraktisan.

 

 

1. Perlakuan Panas: Solusi Paling Menyeluruh dan Utama

Perlakuan panas, yang menggunakan panas untuk mengatur ulang atom-atom di dalam pipa baja dan menghilangkan stres, adalah metode yang paling banyak digunakan dan paling efektif dalam industri. Hal ini terutama mencakup-temperatur suhu rendah dan anil pelepas stres.

Temper-suhu rendah cocok untuk pipa yang dipadamkan seperti baja-karbon tinggi dan baja paduan. Pipa baja dipanaskan hingga 150-250 derajat , ditahan pada suhu ini selama 1-3 jam, lalu didinginkan secara perlahan. Selama proses ini, struktur martensit terurai sebagian, mengendapkan karbida halus yang mengurangi distorsi kisi dan dapat menghilangkan 60%-80% tegangan sisa tanpa mengurangi kekerasan secara signifikan. Misalnya, setelah pendinginan, pipa baja seamless 45# mengalami temper suhu rendah pada 200 derajat, mengurangi tegangan sisa dari 800 MPa menjadi di bawah 200 MPa dengan tetap mempertahankan kekerasan 25-30 HRC, sehingga cocok untuk digunakan pada komponen mekanis.

 

Anil pelepas tegangan cocok untuk baja-karbon rendah, baja-karbon sedang, dan pipa baja yang dilas. Pipa dipanaskan hingga 550-650 derajat (di bawah suhu transisi fasa), ditahan selama 2-4 jam, dan kemudian didinginkan secara perlahan di dalam tungku. Proses ini menghilangkan tekanan internal yang disebabkan oleh deformasi plastis melalui difusi atom, menghilangkan 70%-90% tegangan sisa dengan dampak minimal pada sifat mekanik. Misalnya, setelah mengelas pipa baja ASTM A106 Gr.B, anil pelepas tegangan pada 600 derajat mengurangi tegangan sisa di area las dari 500 MPa menjadi 80 MPa, secara efektif mencegah retak las dan membuatnya cocok untuk pipa transportasi.

 

2. Pengurangan Stres Mekanis: Metode Tambahan yang Fleksibel dan Efisien

Pengurangan tegangan mekanis menggunakan gaya eksternal untuk menginduksi deformasi plastis lokal pada pipa baja, sehingga mengimbangi tegangan sisa internal. Metode ini cocok untuk pipa besar yang pemanasannya tidak nyaman atau untuk-konstruksi di lokasi. Ini terutama mencakup penuaan getaran dan pelurusan tekanan.

Penuaan getaran melibatkan pemasangan vibrator ke pipa baja dan penerapan getaran pada frekuensi tertentu (50-100 Hz) untuk menyebabkan pipa beresonansi. Selama resonansi ini, tegangan sisa melebihi titik luluh material, menyebabkan deformasi plastis mikroskopis dan kemudian melepaskan tegangan. Metode ini menggunakan energi yang rendah (hanya 1/10 dari perlakuan panas) dan hanya membutuhkan waktu 1-2 jam. Ini dapat menghilangkan 30% -50% tegangan sisa tanpa merusak permukaan. Misalnya, pipa baja seamless Q345 berdiameter besar dengan diameter 1 meter dapat mengurangi tegangan sisa dari 400 MPa menjadi sekitar 200 MPa melalui penuaan getaran. Metode ini cocok untuk menghilangkan tegangan di lokasi pada pipa yang digunakan pada jembatan dan struktur baja.

 

Pelurusan tekanan menggunakan mesin press hidrolik untuk memberikan tekanan pada tikungan atau konsentrasi tegangan pada pipa baja, menginduksi deformasi plastis terbalik dan menyeimbangkan tegangan sisa. Tekanan disesuaikan dengan spesifikasi pipa (biasanya 50%-70% kekuatan luluh material) dan dipertahankan selama 10-30 menit. Metode ini dapat menghilangkan tegangan lokal (seperti tegangan pada ujung pipa setelah penarikan dingin) dengan tingkat pengurangan sebesar 40%-60%. Ini biasanya digunakan untuk penyesuaian strespipa baja mulusuntuk mesin presisi, memastikan akurasi pemrosesan selanjutnya.

 

3. Penuaan Alami: Solusi-Berbiaya Rendah dan Jangka Panjang-

Penuaan alami melibatkan pemaparan pipa baja ke lingkungan luar ruangan dan alami (suhu -20-40 derajat, kelembapan 40%-80%). Fluktuasi suhu-jangka panjang dan sedikit getaran secara bertahap melepaskan tekanan internal. Metode ini tidak memerlukan investasi peralatan dan biayanya sangat rendah, namun memakan waktu (biasanya 3-12 bulan) dan hanya cocok untuk pipa baja rendah karbon dengan waktu pemrosesan singkat dan tingkat tegangan rendah, seperti 20#pipa baja mulusuntuk transportasi cairan umum. Penuaan alami dapat menghilangkan 20%-30% tegangan sisa dan mencegah efek pemanasan pada permukaan pipa, sehingga cocok untuk aplikasi yang memerlukan estetika tinggi.

 

Singkatnya, dalam penerapan sebenarnya, metode ini harus dipilih berdasarkan bahan pipa baja, spesifikasi, tingkat tegangan, dan kondisi pengoperasian: perlakuan panas lebih disukai untuk persyaratan tegangan tinggi dan presisi tinggi; metode mekanis dapat digunakan untuk-konstruksi di lokasi atau pipa besar; dan penuaan alami dapat digunakan untuk proyek-berbiaya rendah dan-jangka panjang. Kombinasi yang masuk akal dari metode-metode ini (seperti anil pelepas tegangan yang diikuti dengan penuaan getaran setelah pengelasan) dapat lebih meningkatkan pelepas tegangan dan memastikan kinerja dan keamanan pipa baja tanpa sambungan.