صرف نظر از فرآیند عملیات حرارتی اتخاذ شده، اعم از نرمال کردن، بازپخت، تمپر کردن، خاموش کردن یا موارد دیگر، لولههای فولادی تحت فرآیندهای اساسی گرمایش، خیساندن و سرد کردن در طی عملیات حرارتی قرار میگیرند که همگی ممکن است منجر به نقص در لولهها شوند. عیوب عملیات حرارتی لوله های فولادی در درجه اول شامل ریزساختار و خواص نامطلوب، ابعاد بزرگ، ترک های سطحی، خراش ها، اکسیداسیون شدید، کربن زدایی، گرمای بیش از حد یا سوزاندن بیش از حد، و همچنین اکسیداسیون سطح در طی عملیات حرارتی محافظ گاز است.
ریزساختار و خواص نامطلوب لولههای فولادی: در طول عملیات حرارتی، دمای نادرست گرمایش، زمانهای خیساندن نامعقول، یا سرعت خنکسازی بیش از حد سریع یا آهسته میتواند باعث شود که خواص لولههای فولادی برآورده نشود. برای پرداختن به این موضوع، اولاً، هنگام فرمولبندی فرآیند گرمایش، ضروری است که تأثیر عناصر آلیاژی در فولاد، دمای گرمایش، و ریزساختار و ابعاد اصلی بر تبدیل آستنیتی فولاد را در نظر بگیریم. در مرحله دوم، دمای گرمایش را برای عملیات حرارتی لوله فولادی بر اساس نمودار تعادل آهن-کربن تعیین کنید. ثالثاً، روش عملیات حرارتی، دمای گرمایش، دمای تلطیف و سرعت سرمایش را روشن کنید. پس از تدوین برنامه فرآیند، باید قبل از شروع تولید انبوه، از طریق تولید دسته کوچک تأیید شود.
ابعاد لوله های فولادی نامطلوب: بعد از عملیات حرارتی، ابعاد لوله های فولادی ممکن است در برخی موارد دچار تغییرات قابل توجهی از جمله تغییر در قطر خارجی، بیضی و خمش شود. تغییرات قطر بیرونی اغلب در طول کوئنچ رخ می دهد، زیرا ریزساختار اولیه به مارتنزیت و بینیت تبدیل می شود و در نتیجه تغییرات حجمی ایجاد می شود که باعث افزایش قطر خارجی می شود. برای کاهش این تغییر، اغلب پس از مرحله تمپر کردن، فرآیند اندازهگیری اضافه میشود. تغییرات بیضی معمولاً در انتهای لوله های فولادی رخ می دهد که عمدتاً به دلیل گرمایش طولانی مدت لوله های دیواره نازک با قطر زیاد در دمای بالا است. برای جلوگیری از تغییرات بیضی، اطمینان از یک سیستم گرمایش معقول بسیار مهم است. حتی با یک سیستم گرمایش معقول، اگر نسبت D/S بیش از حد بزرگ باشد، میتواند باعث "فروپاشی" لوله و در نتیجه یک انتهای "غیر گرد" شود. در چنین مواردی، اطمینان از چرخش لوله فولادی در حین گرم شدن می تواند از این موضوع جلوگیری کند.
عوامل متعددی بر خمش تأثیر میگذارند، در درجه اول گرمایش و سرمایش ناهموار، بهویژه نرخهای سرمایش ناسازگار در طول بخشهای طولی یا عرضی در حین خاموش کردن. به طور کلی، لوله های فولادی خم شده را می توان با استفاده از دستگاه صاف کننده صاف کرد.
ترکهای سطحی در لولههای فولادی: تنشهای حرارتی بیش از حد در طول عملیات حرارتی میتواند باعث ایجاد ترکهای سطحی در لولههای فولادی شود که در درجه اول به دلیل سرعت گرمایش یا سرمایش بسیار سریع است. در حین گرم کردن لوله های فولادی با دیواره ضخیم آلیاژی، اگر دمای کوره بیش از حد بالا باشد، گرم شدن سریع لوله هنگام ورود به کوره می تواند اختلاف دمای قابل توجهی بین سطح و فلزات داخلی ایجاد کند و تنش های حرارتی ایجاد کند. هنگامی که این تنش ها به حداکثر استحکام کششی ماده می رسند، ترک های سطحی ظاهر می شوند.
به دلیل ماهیت کوئنچ، احتمال ترک های سطحی در هنگام کوئنچ متالوگرافی لوله های فولادی نسبتاً زیاد است. وجود آخال های غیر فلزی، جداسازی ترکیبی و جداسازی ریزساختاری در لوله های فولادی می تواند احتمال رفع ترک ها را افزایش دهد. برای کاهش ترکهای عملیات حرارتی در لولههای فولادی، از یک طرف، لازم است سیستمهای گرمایشی و سرمایشی مخصوص نوع فولادی با انتخاب محیطهای خاموش کننده مناسب فرموله شود. از طرف دیگر، لوله های فولادی کوئنچ شده یا آنیل شده باید به سرعت درمان شوند تا تنش های داخلی از بین بروند.
خراش و کبودی روی سطح لوله های فولادی: این عیوب عمدتاً در هنگام گرم کردن در کوره یا پس از گرم کردن، در تجهیزات خاموش کننده یا در حین حمل و نقل نوار نقاله غلتکی به دلیل برخورد یا ساییدگی بین لوله فولادی و تماس ابزار یا قطعه کار ایجاد می شود. برای جلوگیری از این عیوب، ضمن اطمینان از عملکرد عادی تجهیزات گرمایش، سرعت لغزش نسبی بین لولههای فولادی، قطعات کار، ابزار و غلتکها را به حداقل برسانید و فرصتهای برخورد را کاهش دهید.
به طور خلاصه، خواه گرم کردن بیلت ها قبل از سوراخ کردن برای لوله های فولادی بدون درز نورد گرم، گرم کردن مجدد لوله های ناهموار قبل از اندازه (کاهش) بعد از نورد، یا بازپخت میانی لوله های فولادی نورد سرد (کشیده شده)، طراحی و کنترل نامناسب گرمایش. پارامترهای فرآیند می توانند منجر به نقص های کیفی مانند گرمایش ناهموار، اکسیداسیون، کربن زدایی، ترک های حرارتی، گرمای بیش از حد یا سوختن بیش از حد در بیلت ها (لوله های فولادی) شوند که در نهایت بر کیفیت لوله های فولادی تأثیر می گذارد. بنابراین، تقویت کنترل کیفیت در تمام جنبه های گرمایش بیلت (لوله فولادی) ضروری است.
