Indipendentemente dal processo di trattamento termico adottato, che si tratti di normalizzazione, ricottura, rinvenimento, tempra o altro, i tubi in acciaio subiscono processi fondamentali di riscaldamento, ammollo e raffreddamento durante il trattamento termico, tutti i quali possono portare a difetti nei tubi. I difetti del trattamento termico dei tubi in acciaio comprendono principalmente microstruttura e proprietà insoddisfacenti, dimensioni sovradimensionate, crepe superficiali, graffi, grave ossidazione, decarburazione, surriscaldamento o combustione eccessiva, nonché ossidazione superficiale durante il trattamento termico con gas protettivo.
Microstruttura e proprietà insoddisfacenti dei tubi in acciaio: durante il trattamento termico, temperature di riscaldamento errate, tempi di ammollo irragionevoli o velocità di raffreddamento eccessivamente rapide o lente possono causare il mancato rispetto dei requisiti delle proprietà dei tubi in acciaio. Per risolvere questo problema, in primo luogo, quando si formula il processo di riscaldamento, è essenziale considerare attentamente l'influenza degli elementi di lega nell'acciaio, le temperature di riscaldamento e la microstruttura e le dimensioni originali sulla trasformazione austenitica dell'acciaio. In secondo luogo, stabilire la temperatura di riscaldamento per il trattamento termico dei tubi in acciaio in base al diagramma di equilibrio ferro-carbonio. In terzo luogo, chiarire il metodo di trattamento termico, la temperatura di riscaldamento, la temperatura di rinvenimento e la velocità di raffreddamento. Dopo aver formulato il piano di processo, è necessario verificarlo tramite produzione in piccoli lotti prima di iniziare la produzione in serie.
Dimensioni insoddisfacenti dei tubi in acciaio: dopo il trattamento termico, le dimensioni dei tubi in acciaio possono subire cambiamenti significativi in alcuni casi, tra cui cambiamenti nel diametro esterno, ovalizzazione e piegatura. I cambiamenti del diametro esterno spesso si verificano durante la tempra, poiché la microstruttura primaria si trasforma in martensite e bainite, con conseguenti cambiamenti volumetrici che aumentano il diametro esterno. Per ridurre questo cambiamento, spesso viene aggiunto un processo di dimensionamento dopo la fase di rinvenimento. I cambiamenti di ovalizzazione si verificano in genere alle estremità dei tubi in acciaio, principalmente a causa del riscaldamento prolungato ad alta temperatura di tubi a parete sottile di grande diametro. Per prevenire cambiamenti di ovalizzazione, è fondamentale garantire un sistema di riscaldamento ragionevole. Anche con un sistema di riscaldamento ragionevole, se il rapporto D/S è troppo grande, può causare il "collasso" del tubo, con conseguente estremità "non rotonda". In tali casi, assicurarsi che il tubo in acciaio ruoti mentre viene riscaldato può prevenire questo problema.
Numerosi fattori influenzano la piegatura, principalmente riscaldamento e raffreddamento non uniformi, in particolare velocità di raffreddamento non uniformi lungo le sezioni longitudinali o trasversali durante la tempra. In genere, i tubi di acciaio piegati possono essere raddrizzati utilizzando una macchina raddrizzatrice.
Crepe superficiali nei tubi di acciaio: sollecitazioni termiche eccessive durante il trattamento termico possono causare crepe superficiali nei tubi di acciaio, principalmente a causa di velocità di riscaldamento o raffreddamento eccessivamente elevate. Durante il riscaldamento di tubi di acciaio a pareti spesse in lega, se la temperatura del forno è troppo elevata, il rapido riscaldamento del tubo all'ingresso nel forno può creare una differenza di temperatura significativa tra la superficie e i metalli interni, generando sollecitazioni termiche. Quando queste sollecitazioni raggiungono la massima resistenza alla trazione del materiale, compaiono delle crepe superficiali.
A causa della natura della tempra, la probabilità di cricche superficiali è relativamente alta durante la tempra metallografica di tubi in acciaio. La presenza di inclusioni non metalliche, segregazione composizionale e segregazione microstrutturale nei tubi in acciaio può aumentare la possibilità di cricche da tempra. Per mitigare le cricche da trattamento termico nei tubi in acciaio, da un lato, è necessario formulare sistemi di riscaldamento e raffreddamento specifici per il tipo di acciaio, selezionando mezzi di tempra adatti. D'altro canto, i tubi in acciaio temprati e ricotti devono essere trattati tempestivamente per eliminare le sollecitazioni interne.
Graffi e ammaccature sulla superficie dei tubi di acciaio: questi difetti si verificano principalmente durante il riscaldamento nel forno o dopo il riscaldamento, all'interno di apparecchiature di tempra o durante il trasporto su rulliera, a causa di collisioni o abrasioni tra il tubo di acciaio e utensili o pezzi in lavorazione a contatto. Per prevenire questi difetti, garantendo al contempo il normale funzionamento delle apparecchiature di riscaldamento, ridurre al minimo la velocità di scorrimento relativa tra tubi di acciaio, pezzi in lavorazione, utensili e rulli, riducendo le possibilità di collisioni.
In sintesi, che si tratti del riscaldamento di billette prima della perforazione per tubi in acciaio senza saldatura laminati a caldo, del riscaldamento di tubi grezzi prima del dimensionamento (riduzione) dopo la laminazione o della ricottura intermedia di tubi in acciaio laminati a freddo (trafilati), una progettazione e un controllo non corretti dei parametri del processo di riscaldamento possono portare a difetti di qualità come riscaldamento non uniforme, ossidazione, decarburazione, crepe da riscaldamento, surriscaldamento o sovracottura nelle billette (tubi in acciaio), che in ultima analisi influiscono sulla qualità dei tubi in acciaio. Pertanto, è fondamentale rafforzare il controllo di qualità in tutti gli aspetti del riscaldamento delle billette (tubi in acciaio).
