Việc cấm cắt bằng ngọn lửa và yêu cầu cắt tia nước áp suất cực cao (UHP Waterjet) đối vớiS500QLcác tấm dày được thúc đẩy bởi nhu cầu cơ bản là bảo tồn cấu trúc vi mô được xử lý nhiệt,-tinh vi của loại thép hiệu suất cao-này. Bất kỳ hư hỏng cơ học hoặc nhiệt nào đối với cấu trúc vi mô này đều có thể dẫn đến-lỗi nghiêm trọng trong hoạt động.
Sau đây là phần phân tích chi tiết về "lý do" đằng sau thông số kỹ thuật nghiêm ngặt này.
Phần 1: Tại sao việc cắt bằng ngọn lửa (và cắt plasma tiêu chuẩn) bị nghiêm cấm
Vấn đề là hư hỏng nhiệt không thể khắc phục đối với cấu trúc Quenched & Cường lực (Q&T).
1. Phá hủy vùng ảnh hưởng nhiệt-(HAZ)
Quá trình:Nhiệt độ cao, cục bộ của ngọn lửa hoặc hồ quang plasma (3000 độ +) tạo ra một hồ nóng chảy nhỏ và làm nóng một dải hẹp vật liệu lân cận cao hơn nhiệt độ biến đổi tới hạn của nó (Ac3).
Hiệu ứng thảm họa:Tấm lạnh khổng lồ xung quanh hoạt động như một môi trường làm nguội cực độ. Điều này làm cho dải được làm nóng ngay lập tức-cứng lại thành martensite carbon cao-không được tôi luyện.
Kết quả:Một "lớp trắng" hẹp, cực kỳ cứng (thường là 600-700 HV) và giòn dọc theo mép cắt. Vùng này là:
Rất nhạy cảm với vết nứt:Dễ bị nứt vi mô chỉ do ứng suất nhiệt.
Một tác nhân khởi đầu vết nứt mỏi hoàn hảo:Dưới tải trọng theo chu kỳ (như trong cần cẩu), các vết nứt sẽ hình thành ở đây trước tiên.
Nguồn gây nứt do hydro-gây ra (HIC):Việc cắt bằng ngọn lửa đưa hydro từ khí đốt vào vùng giòn này.
2. Làm mềm nhiệt và ủ quá{1}}
Ngay bên ngoài vùng-được đông cứng lại, thép được nung nóng đến một phạm vi nhiệt độ có thể vượt quá-nóng kim loại cơ bản.
Điều này tạo ra một dải mềm hơn trong đó năng suất và độ bền kéo có thể giảm từ 20-30% trở lên, tạo ra liên kết yếu trong thành phần có độ bền cao.
3. Xuất hiện ứng suất dư nghiêm trọng
Độ dốc nhiệt cực cao khóa ứng suất dư kéo cao ở cạnh cắt, làm tăng thêm ứng suất sử dụng, thúc đẩy hư hỏng sớm và nứt ăn mòn do ứng suất.
Đối với S500QL, hư hỏng do nhiệt này là không thể chấp nhận được và không thể sửa chữa một cách đáng tin cậy chỉ bằng cách- mài sau khi cắt vì vi cấu trúc bị ảnh hưởng kéo dài bên dưới bề mặt nhìn thấy được.
Phần 2: Tại sao bắt buộc phải cắt bằng tia nước áp suất cực cao-cao{2}}
Cắt tia nước là một quá trình cắt nguội. Nó loại bỏ vật liệu thông qua xói mòn mài mòn, không phải nhiệt. Điều này làm cho nó phù hợp duy nhất với S500QL.
1. Không nhiệt-Vùng bị ảnh hưởng (HAZ)
Quá trình:Một dòng nước có áp suất đến 60,000 - 90.000 psi (4000 - 6200 bar) trộn với các hạt garnet mài mòn sẽ ăn mòn vật liệu ở mức độ vi mô.
Lợi thế quan trọng:Sự tăng nhiệt độ của vật liệu là không đáng kể (thường < 50 độ).TCấu trúc vi mô Q&T vẫn hoàn toàn không thay đổi cho đến tận thời điểm hiện tại. Không có-làm cứng lại, không làm mềm và không thay đổi cấu trúc vi mô.
2. Giới thiệu không có ứng suất cơ học (So với các phương pháp nguội khác)
Trong khi cưa hoặc phay cũng “lạnh”, chúng tạo ra các ứng suất cơ và nhiệt (do ma sát) đáng kể. Những điều này có thể gây ra:
Làm việc-làm cứng lại hoặc có những vết rách nhỏ-ở mép.
Burrs hoạt động như bộ tập trung căng thẳng.
Biến dạng ở các phần có thành mỏng hoặc phức tạp.
Ưu điểm của tia nước:Lực cắt đặc biệt thấp và hoàn toàn cục bộ. Nó hầu như không tạo ra ứng suất dư hoặc biến dạng, duy trì độ phẳng của tấm và trạng thái ứng suất vốn có.
3. Chất lượng cạnh vượt trội và tự do hình học
Chất lượng cạnh:Tạo ra một lớp nền mịn, mờ với độ côn tối thiểu. Cạnh này thường sẵn sàng để hàn mà không cần gia công thêm vì nó sạch,{1}}không chứa oxit và có chất lượng ổn định.
Độ phức tạp:Có thể cắt các hình dạng phức tạp, bán kính nhỏ và các góc bên trong sắc nét mà không cần lỗ bắt đầu, điều này không thể thực hiện được đối với máy cưa và rất khó đối với các máy phay trên tấm dày.
4. Loại bỏ các hoạt động phụ
Lưỡi cắt bằng ngọn lửa-trên S500QL sẽ yêu cầu mài sâu (loại bỏ 5+ mm) và kiểm tra độ cứng trên diện rộng để đảm bảo lớp bị hư hỏng sẽ biến mất-một quy trình tốn kém và không chắc chắn.
Cạnh cắt bằng tia nước-là cạnh cuối cùng, sẵn sàng-để{2}}sử dụng. Nó có thể chỉ yêu cầu mài nhẹ, tiết kiệm rất nhiều thời gian, chi phí và vật liệu.
Tóm tắt so sánh: Ma trận quyết định
Kết luận: Nhiệm vụ dựa trên việc giảm thiểu rủi ro
Đối với S500QL-vật liệu được sử dụng trong các kết cấu chịu tải trọng-quan trọng, mệt mỏi-như cần cẩu-nguy cơ tạo ra lỗ hổng tiềm ẩn (một-vết nứt vi mô trong HAZ giòn) là không thể chấp nhận được. Cái giá của một thất bại được đo bằng mạng sống của con người và hàng triệu đô la về thiết bị và thời gian ngừng hoạt động.
Việc cắt bằng ngọn lửa bị cấm vì nó đảm bảo tạo ra sai sót chết người trong vật liệu.
UHP Waterjet là bắt buộc vì nó đảm bảo duy trì các đặc tính kỹ thuật của vật liệu trong khi mang lại đường cắt chính xác,{0}}không bị căng thẳng.
Chi phí trả trước cao hơn cho việc cắt tia nước là một khoản phí bảo hiểm không thể thương lượng-được thanh toán để đảm bảo tính toàn vẹn của toàn bộ thành phần có giá trị-cao. Đây là quy trình duy nhất mang lại sự chắc chắn tuyệt đối rằng lưỡi cắt cũng chắc chắn và đáng tin cậy như tấm gốc.