Unabhängig vom gewählten Wärmebehandlungsverfahren, ob Normalisieren, Glühen, Anlassen, Abschrecken oder andere, durchlaufen Stahlrohre während der Wärmebehandlung grundlegende Prozesse des Erhitzens, Einweichens und Abkühlens, die alle zu Defekten in den Rohren führen können. Die Wärmebehandlungsdefekte von Stahlrohren umfassen hauptsächlich unbefriedigende Mikrostruktur und Eigenschaften, übergroße Abmessungen, Oberflächenrisse, Kratzer, starke Oxidation, Entkohlung, Überhitzung oder Überbrennen sowie Oberflächenoxidation während der Schutzgaswärmebehandlung.
Unzureichende Mikrostruktur und Eigenschaften von Stahlrohren: Bei der Wärmebehandlung können falsche Heiztemperaturen, unangemessene Einweichzeiten oder zu schnelle oder zu langsame Abkühlraten dazu führen, dass die Eigenschaften von Stahlrohren die Anforderungen nicht erfüllen. Um dies zu beheben, ist es zunächst wichtig, bei der Formulierung des Heizprozesses den Einfluss von Legierungselementen im Stahl, Heiztemperaturen sowie der ursprünglichen Mikrostruktur und Abmessungen auf die austenitische Umwandlung des Stahls gründlich zu berücksichtigen. Zweitens muss die Heiztemperatur für die Wärmebehandlung von Stahlrohren anhand des Eisen-Kohlenstoff-Gleichgewichtsdiagramms festgelegt werden. Drittens müssen die Wärmebehandlungsmethode, Heiztemperatur, Anlasstemperatur und Abkühlrate geklärt werden. Nach der Formulierung des Prozessplans muss dieser durch Kleinserienproduktion überprüft werden, bevor mit der Massenproduktion begonnen wird.
Unzufriedenstellende Abmessungen von Stahlrohren: Nach der Wärmebehandlung können sich die Abmessungen von Stahlrohren in einigen Fällen erheblich ändern, einschließlich Änderungen des Außendurchmessers, der Ovalität und der Biegung. Änderungen des Außendurchmessers treten häufig während des Abschreckens auf, da sich die primäre Mikrostruktur in Martensit und Bainit umwandelt, was zu Volumenänderungen führt, die den Außendurchmesser vergrößern. Um diese Änderung zu reduzieren, wird nach dem Anlassen häufig ein Kalibrierprozess hinzugefügt. Ovalitätsänderungen treten typischerweise an den Enden von Stahlrohren auf, hauptsächlich aufgrund längerer Hochtemperaturerhitzung von dünnwandigen Rohren mit großem Durchmesser. Um Ovalitätsänderungen zu verhindern, ist es wichtig, ein angemessenes Heizsystem sicherzustellen. Selbst bei einem angemessenen Heizsystem kann ein zu großes D/S-Verhältnis dazu führen, dass das Rohr „kollabiert“, was zu einem „unrunden“ Ende führt. In solchen Fällen kann dieses Problem vermieden werden, indem sichergestellt wird, dass sich das Stahlrohr während des Erhitzens dreht.
Zahlreiche Faktoren beeinflussen das Biegen, vor allem ungleichmäßiges Erhitzen und Abkühlen, insbesondere ungleichmäßige Abkühlgeschwindigkeiten entlang der Längs- oder Querschnitte beim Abschrecken. Gebogene Stahlrohre können im Allgemeinen mit einer Richtmaschine begradigt werden.
Oberflächenrisse in Stahlrohren: Übermäßige thermische Spannungen während der Wärmebehandlung können Oberflächenrisse in Stahlrohren verursachen, hauptsächlich aufgrund zu schneller Heiz- oder Abkühlgeschwindigkeiten. Wenn beim Erhitzen von legierten dickwandigen Stahlrohren die Ofentemperatur zu hoch ist, kann die schnelle Erwärmung des Rohrs beim Eintritt in den Ofen einen erheblichen Temperaturunterschied zwischen der Oberfläche und den inneren Metallen erzeugen, was thermische Spannungen erzeugt. Wenn diese Spannungen die Zugfestigkeit des Materials erreichen, treten Oberflächenrisse auf.
Aufgrund der Art des Abschreckens ist die Wahrscheinlichkeit von Oberflächenrissen beim metallografischen Abschrecken von Stahlrohren relativ hoch. Das Vorhandensein von nichtmetallischen Einschlüssen, Zusammensetzungsseigerungen und mikrostrukturellen Segregationen in Stahlrohren kann die Möglichkeit von Abschreckrissen erhöhen. Um Wärmebehandlungsrisse in Stahlrohren zu mildern, ist es einerseits notwendig, stahlartspezifische Heiz- und Kühlsysteme zu entwickeln und geeignete Abschreckmedien auszuwählen. Andererseits sollten gehärtete oder geglühte abgeschreckte Stahlrohre umgehend behandelt werden, um innere Spannungen zu beseitigen.
Kratzer und Druckstellen auf der Oberfläche von Stahlrohren: Diese Defekte entstehen hauptsächlich während des Erhitzens im Ofen oder danach, in Abschreckanlagen oder während des Transports auf Rollenbahnen aufgrund von Kollisionen oder Abrieb zwischen dem Stahlrohr und den Kontaktwerkzeugen oder Werkstücken. Um diese Defekte zu vermeiden und gleichzeitig den normalen Betrieb der Heizanlage sicherzustellen, minimieren Sie die relative Gleitgeschwindigkeit zwischen Stahlrohren, Werkstücken, Werkzeugen und Rollen und verringern so die Kollisionsgefahr.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine falsche Konstruktion und Kontrolle der Erwärmungsparameter, sei es beim Erhitzen von Knüppeln vor dem Perforieren für warmgewalzte nahtlose Stahlrohre, beim Wiedererhitzen von Rohrohren vor dem Kalibrieren (Reduzieren) nach dem Walzen oder beim Zwischenglühen von kaltgewalzten (gezogenen) Stahlrohren, zu Qualitätsmängeln wie ungleichmäßiger Erwärmung, Oxidation, Entkohlung, Erwärmungsrissen, Überhitzung oder Überbrennen in Knüppeln (Stahlrohren) führen kann, was sich letztlich auf die Qualität der Stahlrohre auswirkt. Daher ist es zwingend erforderlich, die Qualitätskontrolle in allen Aspekten der Erwärmung von Knüppeln (Stahlrohren) zu verstärken.
