Paksuissa S690QL-levyissä kaikenlainen polttoleikkaus ja plasmaleikkaus on ehdottomasti kiellettyä, koska nämä prosessit aiheuttavat katastrofaalisia ja peruuttamattomia lämpövaurioita teräksen hienostuneelle, lämpökäsitellylle{1}}mikrorakenteelle. Tämä kielto on ei--neuvoteltavissa oleva turvallisuus- ja laatuvelvoite korkean-eheyden valmistuksessa.
Tässä on yksityiskohtainen erittely metallurgisista syistä ja seurauksista:
Ydinsyy: Quenched & Tempered (Q&T) -mikrorakenteen tuhoutuminen
S690QL saa poikkeuksellisen lujuutensa ja sitkeytensä tarkasta karkaisu- ja karkaisuprosessista, joka luo yhtenäisen, hienorakeisen karkaistun martensiitin/bainiitin mikrorakenteen. Lämpöleikkausprosessit tuhoavat tämän suunnitellun tilan lämpö-vaikutusalueella (HAZ).
1. Ei-hyväksyttävän kovan ja hauraan vyöhykkeen muodostuminen (uudelleen-kovettuminen)
Käsitellä: The intense, localized heat of flame (>3000 astetta) tai plasma (jopa 20 000 astetta) lämmittää välittömästi kapean materiaalinauhan austenisointilämpötilansa (Ac3) yläpuolelle.
Metallurginen muutos:Ympäröivä kylmä, massiivinen levy toimiiultra-nopea sammutusaine, jolloin tämä kuumennettu vyöhyke muuttuu kovaksi, karkaisemattomaksi (tuoreeksi) martensiitiksi.
Tulos:Tämä muodostaa erittäin kovan (usein 650-800 HV), hauraan "valkoisen kerroksen" leikkausreunaa pitkin. Tämä kerros on:
Erittäin halkeileva{0}}herkkä:Mikro-halkeamia voi muodostua spontaanisti jo pelkästään lämpörasituksen vuoksi.
Täydellinen väsymishalkeaman alkuaine:Dynaamisen kuormituksen (nosturin puomit, kaivoslaitteet) alaisena halkeamat muodostuvat ensin täällä, mikä johtaa ennenaikaiseen vaurioitumiseen.
Herkkä vetykrakkaukselle (HIC):Polttoleikkaus tuo palamisesta vetyä, joka voi levitä tälle hauraalle alueelle ja aiheuttaaviivästynyt halkeilu.
2. Pehmennetyn (yli-karkaistun) vyöhykkeen luominen
Uudelleen{0}}karkaistun alueen vieressä teräs kuumennetaan lämpötila-alueelle, joka on riittävän korkea, jotta perusmetalli yli-karkaisee.
Tämä luo pehmeän nauhan, jossa myötö ja vetolujuus voivat laskea 30-50 % tai enemmän. S690QL:ssä tämän vyöhykkeen lujuus voi pudota tasolle, joka vastaa S355-terästä, mikä luo kriittisen heikon lenkin.
3. Vakavien vetojännitysten aiheuttama jäännösjännitys
Äärimmäinen lämpögradientti lukitsee suuriin vetojännityksiin leikatussa reunassa, mikä lisää algebrallisesti käytettyjä käyttöjännitystä. Tämä voi:
Edistä jännityskorroosiohalkeilua (SCC).
Vähennä väsymystä merkittävästi.
Aiheuttaa vääristymiä levyssä.
Miksi näitä vikoja ei voida hyväksyä ja korjata S690QL:lle
Vaurioitunut alue on syvä: In thick plates (e.g., >50 mm), lämpögradientti tunkeutuu syvälle. Hauras/pehmentynyt vyöhyke voi ulottua 3-10 mm tai enemmän pinnan alle.
Hionta ei ole luotettava ratkaisu:
Koko vahingoittuneen vyöhykkeen poistaminen hiomalla vaatisi 5-15 mm materiaalin työstämisen pois koko leikatusta reunasta-. Tämä on kallis, aikaa vievä prosessi, joka muuttaa mittoja ja jota on mahdotonta varmistaa täysin.
Kovuustestaus ei voi taata haitallisen mikrorakenteen gradientin täydellistä poistamista. Jäljellä oleva mikroskooppinen hauras kerros riittää aiheuttamaan halkeaman.
Riski on katastrofaalinen:Siinä käytetään S690QL:stä valmistettuja komponenttejasturvalli Hauras murtuma, joka on peräisin leikatusta reunasta, voi johtaa äkilliseen, katastrofaaliseen vaurioon, joka voi aiheuttaa valtavan hengen ja omaisuuden vaaran.
Pakollinen vaihtoehto: kylmäleikkausmenetelmät
S690QL:lle valmistuskoodit ja materiaalitiedot edellyttävät kylmäleikkausprosesseja, jotka eivät tuota merkittävää lämpöä:
| Sallittu prosessi | Mekanismi | Avainetu S690QL:lle |
|---|---|---|
| Hiomavesisuihkuleikkaus | Ultra-korkeapaineinen-vesi + hankaava hiekkaeroosio. | Nollalämpö{0}}Affected Zone (HAZ). Säilyttää täydellisesti Q&T-mikrorakenteen. Ainoa menetelmä monimutkaisille muodoille paksussa levyssä. |
| Jyrsintä / koneistus | Mekaaninen materiaalin poisto jäähdytysnesteellä. | Tuottaa koskemattoman,-valmiin-hitsausreunan vähäisellä lämmönsyötöllä. Ihanteellinen hitsin valmisteluun. |
| Sahaus (kovametalli tai hioma) | Mekaaninen leikkaus/hankaus. | Sopii suoriin leikkauksiin. On valvottava, jotta vältetään liiallinen{1}}kovettuminen tai purseet. |
Johtopäätös: Absoluuttinen kielto on juurtunut riskienhallintaan
Poltto-/plasmaleikkauksen kielto ei ole materiaalitieteen etusija, vaan perusvaatimus. S690QL:
Lämpöleikkaus=Taattu kriittisen vian aiheuttaminen.
Kylmäleikkaus=Taattu materiaalin eheyden säilyminen.
S690QL:n suorituskyvystä maksettu palkkio on täysin mitätöity lämpöleikkauksella. Tästä syystä kaikki asiaankuuluvat valmistusstandardit (EN 1090, ISO 9013), valmistajan ohjeet ja tekniset tiedot karkaisuille ja karkaistuille teräksille kieltävät nämä prosessit nimenomaisesti. Se on ensimmäinen ja kriittisin sääntö tämän eliittimateriaalin valmistuksessa.