Koliki je unutrašnji napon brušenih cijevi?

Unutrašnje naprezanje je ključni koncept u proizvodnji i primjeni brušenih cijevi. Kao dobavljač usavršenih cijevi, iz prve ruke svjedočio sam značajnom uticaju koji unutrašnji stres može imati na performanse i trajnost ovih proizvoda. U ovom blogu ću se udubiti u to šta je unutrašnji stres u izoštrenim cevima, kako se formira, njegove efekte i koje mere se mogu preduzeti da se njime upravlja.

Šta je unutrašnji stres u honed cevima?

Unutarnji napon, također poznat kao zaostalo naprezanje, odnosi se na napon koji postoji unutar materijala čak i kada na njega ne djeluju vanjske sile. U kontekstu brušenih cijevi, ova naprezanja su zaključana u materijalu tokom različitih proizvodnih procesa. Kada se proizvede brušena cijev, ona se podvrgava nizu mehaničkih i termičkih tretmana, kao što su hladno izvlačenje, honovanje i toplinska obrada. Ovi procesi mogu uzrokovati nejednaku deformaciju i promjene u mikrostrukturi cijevi, što dovodi do stvaranja unutrašnjeg naprezanja.

Kako nastaje unutrašnji stres u brušenim cijevima?

Proces hladnog crtanja

Hladno izvlačenje je uobičajena metoda koja se koristi u proizvodnji brušenih cijevi. Tokom ovog procesa, cijev se provlači kroz matricu kako bi se smanjio njen promjer i poboljšala točnost dimenzija. Kako se cijev deformiše, različiti dijelovi materijala doživljavaju različite stupnjeve naprezanja. Vanjska površina cijevi obično je podvrgnuta većoj deformaciji od unutrašnjeg dijela. Ova nejednaka deformacija stvara unutrašnje naprezanje unutar cijevi. Na primjer, vanjski sloj može biti u stanju vlačnog naprezanja, dok unutarnji sloj može biti pod pritiskom.

Proces honinga

Honovanje je precizan proces strojne obrade koji se koristi za poboljšanje završne obrade i točnosti dimenzija unutrašnjeg provrta cijevi. Alat za brušenje uklanja malu količinu materijala sa unutrašnje površine cijevi. Ovo uklanjanje materijala također može uzrokovati unutrašnji stres. Sile rezanja koje vrši alat za honovanje mogu dovesti do lokalne plastične deformacije materijala, što rezultira stvaranjem zaostalog naprezanja.

Toplinska obrada

Toplinska obrada se često koristi za poboljšanje mehaničkih svojstava brušenih cijevi, kao što su tvrdoća i čvrstoća. Međutim, brzo zagrijavanje i hlađenje tokom toplinske obrade može uzrokovati neujednačeno toplinsko širenje i kontrakciju materijala. Kada se cijev zagrije, ona se širi. Ako je proces hlađenja prebrz, vanjski dio cijevi se hladi i skuplja brže od unutrašnjeg dijela. Ova diferencijalna kontrakcija stvara unutrašnji stres. Na primjer, proces gašenja može dovesti do visokog vlačnog naprezanja na površini cijevi i tlačnog naprezanja u jezgri.

Efekti unutrašnjeg naprezanja na brušene cijevi

Dimenzionalna nestabilnost

Unutrašnje naprezanje može uzrokovati promjene dimenzija na brušenim cijevima tokom vremena. Ako unutrašnje naprezanje nije pravilno rasterećeno, cijev se može iskriviti ili izobličiti. Ovo je posebno problematično u aplikacijama gdje su potrebne precizne dimenzije, kao što su hidraulični cilindri. Na primjer, hidraulični cilindar sa izbušenom cijevi koja ima dimenzijsku nestabilnost može dovesti do curenja ili smanjene efikasnosti hidrauličkog sistema.

Smanjeni vijek trajanja umora

Izoštrene cijevi su često podvrgnute cikličkom opterećenju u aplikacijama kao što su hidraulički cilindri. Unutrašnje naprezanje može biti u interakciji sa vanjskim opterećenjem, povećavajući ukupni nivo naprezanja u cijevi. Ovo može ubrzati nastanak i širenje pukotina, smanjujući vijek trajanja cijevi. Cijev s velikim unutarnjim naprezanjem može prijevremeno otkazati pod cikličnim opterećenjem, što dovodi do skupih popravki i zastoja.

Osjetljivost na koroziju

Unutrašnje naprezanje također može povećati osjetljivost brušenih cijevi na koroziju. Prisustvo unutrašnjeg naprezanja može uzrokovati lokalne promjene u elektrohemijskom potencijalu materijala. To može dovesti do preferencijalne korozije na područjima visokog naprezanja, kao što je na površini gdje je vlačna napetost često koncentrirana. Korozija može dodatno oslabiti cijev i smanjiti njen vijek trajanja.

Mjerenje i upravljanje unutarnjim naprezanjem u honed cijevima

Mjerenje unutrašnjeg stresa

Postoji nekoliko dostupnih metoda za mjerenje unutrašnjeg naprezanja u brušenim cijevima. Jedna uobičajena metoda je metoda bušenja rupa. U ovoj metodi, mala rupa se buši u cijevi, a opuštanje unutrašnjeg naprezanja oko rupe se mjeri pomoću mjerača naprezanja. Druga metoda je metoda difrakcije rendgenskih zraka, koja može mjeriti promjene razmaka rešetke u materijalu uzrokovane unutrašnjim naprezanjem.

Upravljanje unutrašnjim stresom

Za upravljanje unutarnjim naprezanjem u brušenim cijevima može se primijeniti nekoliko tehnika.

Toplinski tretman za ublažavanje stresa

Toplinska obrada za ublažavanje stresa uobičajena je metoda koja se koristi za smanjenje unutrašnjeg stresa. Cijev se zagrijava do određene temperature ispod svoje kritične temperature transformacije i drži na toj temperaturi određeni vremenski period. Ovo omogućava materijalu da se opusti i smanji unutrašnji stres. Nakon procesa oslobađanja od stresa, cijev se polako hladi na sobnu temperaturu kako bi se spriječilo stvaranje novog unutrašnjeg naprezanja.

Shot Peening

Sačmarenje je mehanički proces koji uključuje bombardiranje površine cijevi malim sfernim česticama. Ovaj proces inducira tlačno naprezanje na površini cijevi, što može suprotstaviti vlačno naprezanje i poboljšati otpornost cijevi na zamor.

Naši proizvodi od brušenih cijevi

Kao dobavljač brušenih cijevi, nudimo širok asortiman visokokvalitetnih brušenih cijevi. NašCijev hidrauličnog cilindra sa honediranom cijevidizajniran je za upotrebu u hidrauličnim cilindrima, pružajući odličnu točnost dimenzija i završnu obradu površine. Imamo i mi4140 STKM13C Honed cijevi za hidraulične cilindre, koji je izrađen od čelika visoke čvrstoće i pogodan je za primjenu pod visokim pritiskom. Osim toga, našeE355 brušena hladno vučena čelična cijev za cilindrenudi dobra mehanička svojstva i idealan je za razne primjene u cilindrima.

Zaključak

Unutrašnji napon je važan faktor koji utiče na performanse i kvalitet brušenih cevi. Razumijevanje načina na koji nastaje unutrašnji stres, njegovih efekata i načina upravljanja je ključno za osiguranje pouzdanosti i izdržljivosti brušenih cijevi. Kao dobavljač brušenih cijevi, posvećeni smo pružanju visokokvalitetnih proizvoda sa minimalnim unutrašnjim stresom. Ako ste zainteresirani za naše proizvode od brušenih cijevi ili imate bilo kakva pitanja o unutrašnjem naprezanju u brušenim cijevima, slobodno nas kontaktirajte za daljnju diskusiju i potencijalne pregovore o nabavci.

Reference

• ASM priručnik, svezak 11: Analiza i prevencija kvarova. ASM International.
• Osnove mašinske obrade i alatnih mašina. Amitabha Ghosh, Ajit Kumar Mallik.