Afkulning af galvaniseret stålrør: principper og modforanstaltninger

Decarburization, kort sagt, er fjernelse af kulstof fra overfladen af ​​stål.

Stål er i bund og grund en jern-kulstoflegering, og kulstofindholdet bestemmer stålets styrke og hårdhed. Når stålrør udsættes for et miljø med høje-temperaturer, reagerer kulstofatomerne på overfladen med ilt, vanddamp, c.kuldioxid osv. i den omgivende atmosfære, bliver til gasser og undslipper, hvilket resulterer ina betydelig reduktion i kulstofindholdet på overfladelaget sammenlignet med den indre matrix. Dette lag med lavt-kulstofområde kaldes afkulningslaget.

For eksempel: Det er ligesom at bage brød; ydersiden bliver brændt og mister fugt, mens indersiden stadig er blød - afkulning er, når "overfladelaget af stålet brændes og mister sit kulstof".

Afkulning af galvaniserede stålrør foregår hovedsageligt ito høje-temperaturtrin:

Trin 1: Sort rørproduktionstrin (svejserør/varmebehandling):

Hvis stålbåndet gennemgår høj-temperaturopvarmning før svejsning, eller gennemgår udglødning/normaliseringsbehandling efter svejsning, i en oxidativ atmosfære, vil afkulning forekomme.

Trin 2: Udglødningstrin før varmgalvanisering (mest kritisk):
I kontinuerlige varmgalvaniseringsproduktionslinjer kommer stålbånd/stålrør ind i zinkpotten efter at have passeret gennem en udglødningsovn (normalt ved 800-900 grader), med det formål at blødgøre stålet, eliminere stress og genoprette overfladeoxidfilmen. Hvis atmosfæren inde i ovnen er forkert kontrolleret, sker afkulning her.

Fire kemiske reaktionsprincipper for afkulning:

Kernelogik:

Jo højere temperatur, jo stærkere er den oxiderende atmosfære (mere O₂/CO₂/H₂O), og jo længere holdetiden er, desto mere alvorlig er afkulningen.Kulstof diffunderer fra det indre af basismaterialet til overfladen og "ædes derefter op" af atmosfæren og danner en afkulningsgradient, der gradvist aftager fra overfladen til det indre.

Yderligere bemærkning:

Temperaturen igalvaniseringsprocesselv (nedsænkningszink, ca. 450 grader) er relativt lav, og generelt dforårsager ikke direkte væsentlig afkulning. De fleste afkulningsproblemer i galvaniserede rør er forankret i udglødnings- eller sortrørstadiet før galvanisering.

1. Unormalt udseende afbelægning

• Overfladen vises mørk, grålig, med ujævn glans,og "grå pletter" kan forekomme
• Belægningen kan evt for tyk og rufordi ferriten i det afkullede lag er rigeligt, og kulstofindholdet er lavt, hvilket fører til ukontrolleret vækst af jern-zinklegeringslaget (Fe-Zn intermetallisk)
• I svære tilfælde har belægningendårlig vedhæftning og skaller af

2. Nedsat mekaniske egenskaber

• Deoverfladens hårdhed falder(det afkullede lag er hovedsageligt ferrit, som er blødt og sejt)
• Deslidstyrken falder,og det er tilbøjeligt til at ridse under brug
• Trækstyrken og flydespændingen ved overfladen falder, hvilket påvirker den samlede belastnings-bæreevne

3. Karakteristika for metallografisk struktur

• Perlitten i det afkullede lag aftager eller forsvinder, næsten alle er ferrit
• Fra overfladen til kernen stiger kulstofindholdet i en gradient
• Komplet afkullede lag + Delvist afkullede lag (overgangszone)

4. Reduceret korrosionsbestandighed

• Zinklagets beskyttelse i unormale områder (grå pletter, afskalningsområder) svigter
• Den elektrokemiske aktivitet af selve det afkullede lag er forskellig fra basismaterialet, hvilket resulterer i unormal korrosionsadfærd

5. Efter-behandlingsproblemer

• Det afkullede lag er tilbøjeligt tilrynker og revnerunder bøjning og ekspansion
• Overfladehårdheden er utilstrækkelig under trådbearbejdning, og tandformen er uregelmæssig

1. Styr atmosfæren i udglødningsovnen (mest afgørende)

• Brug ennitrogen-brint beskyttende atmosfære(N₂ + 5%~15% H₂), opretholdelse af enlidt reducerende miljø
• Styr strengtdugpunkt(normalt påkrævet under -30 grader), hvilket reducerer vanddamp
• Kontroller iltindholdet og CO₂-partialtrykket for at undgå en oxidativ atmosfære,

2. Styr varmetemperatur og tid

• Mens du opfylder udglødningskravene, så prøv at sænke temperaturen(afkulningshastigheden stiger eksponentielt med temperaturen)
• Forkortholdetid i den høje-temperatursektion for at reducere kulstofdiffusion og reaktionsmuligheder

3. Kontroller råmaterialer og overfladetilstand

• Ved køb af stålbånd skal du kræve, at stålværketcontrol dybden af ​​det afkullede lag(kan angives i kontrakten, såsom mindre end eller lig med 0,05 mm)
• Reduceroxidskalapå stålbåndet, da oxidskalaen vil katalysere afkulningsreaktionen
• Undgå overdreven bejdsning, da overdreven overfladeaktivering også vil forværre efterfølgende afkulning

4. Optimer for-forbehandlingen før galvanisering

• Brug en rimelig sammensætning af fluxen (flux), sædvanligvis ZnCl₂ + NH₄Cl, kontroller pH og koncentration
• Brug en passende tørretemperatur for at undgå overfladeoxidation, før stålrøret kommer ind i zinkpotten
   

5. Procesovervågning og inspektion

• Brug jævnligtmetallografiske metoderfor at detektere dybden af ​​det afkullede lag (i overensstemmelse med GB/T 224-standarden)
• Overvåg atmosfæreparametrene for udglødningsovnen (dugpunkt, iltindhold, brintindhold) og registrer dem
• Fokuser på at kontrollere højt-kulstofstål (jo højere kulstofindhold, jo nemmere afkarbonerer det) med større opmærksomhed

Sammenfattende er afkulning, når kulstoffet på overfladen af ​​stål "spises væk" af atmosfæren ved høje temperaturer.Grundårsagen ligger i atmosfæren og temperaturstyringen af ​​udglødningsovnen; det viser sig som grå belægning, dårlig vedhæftning og blød overflade; modforanstaltningerne er en tre-tilgang tilbeskyttende atmosfære + temperaturkontrol + råvarekontrol.