Cómo prevenir la descarburación de tubos de acero al carbono sin costura

La decarburación superficial en tuberías sin costura es causada principalmente por gases oxidantes como oxígeno, vapor de agua y dióxido de carbono. Cuando estos gases entran en contacto con la superficie calentada de los alambres de acero, se produce oxidación y descarburación simultáneas. El carbono en solución sólida del hierro tiene una alta afinidad por estos gases, lo que hace que el carbono de la superficie se descarbonice.

Efectos de la descarburación en tubos de acero al carbono:
- Integridad estructural:
La descarburación da como resultado la oxidación y reducción de los elementos de carbono de la superficie a CO y CO2, lo que hace que la estructura metalográfica de la superficie sea más ligera. Esto debilita el rendimiento general y la vida útil de la tubería de acero.

- Resistencia y Dureza:
Para el acero que requiere temple, la descarburación reduce el contenido de carbono de la superficie, evitando la transformación martensítica completa. En consecuencia, no se consiguen la dureza y resistencia deseadas.

- Dureza y Ductilidad:
La descarburación altera la estructura del acero, reduciendo su tenacidad y ductilidad, lo que hace que el acero sea más propenso a fracturarse.

- Magnetismo:
El magnetismo del acero descarburado disminuye significativamente.

- Plasticidad y Resistencia al Desgaste:
La plasticidad de la superficie de forja disminuye, lo que provoca posibles grietas durante la forja. La descarburación también afecta la resistencia al desgaste y puede provocar grietas debido a una deformación desigual.

- Resistencia a la fatiga:
La descarburación reduce la resistencia a la fatiga del acero, provocando daños prematuros por fatiga en las piezas. Los procesos de forjado inadecuados pueden dejar capas descarburadas en las piezas, lo que degrada el rendimiento y potencialmente provoca el desguace de piezas.

Medidas preventivas para la descarburación
1. Controlar el proceso de calentamiento:
Controle adecuadamente la temperatura de calentamiento, la duración y la velocidad de enfriamiento para evitar el calor excesivo y la exposición prolongada. Mantenga la temperatura de calentamiento por debajo de la temperatura crítica del acero y garantice un tiempo de calentamiento mínimo con velocidades de enfriamiento moderadas. Asegúrese de que las piezas de acero sean lisas y no estén expuestas al oxígeno durante el calentamiento.

2. Utilice gas protector:
Emplee gases protectores como hidrógeno, nitrógeno o argón durante el calentamiento para aislar el acero del contacto con el aire. Esto previene la oxidación y descarburación del carbono superficial. Los trabajadores de producción pueden utilizar nitrógeno para mantener la presión del horno, reduciendo la presencia de gases oxidantes.

3. Minimizar el tiempo de calentamiento:
Acorte el tiempo de calentamiento para reducir el riesgo de oxidación del carbono en la superficie. Utilice métodos de calentamiento rápido, como el calentamiento de alta frecuencia o por inducción, para minimizar la duración de la exposición.

4. Tratamiento Post-Procesamiento:
Mejorar el acero descarburado mediante tratamientos de carbonitruración y difusión térmica. La carbonitruración implica la infiltración simultánea de carbono y nitrógeno en la superficie, mejorando la dureza, la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga. La nitrocarburación con gas a baja temperatura trata el acero a temperaturas más bajas, mejorando la tenacidad y reduciendo la fragilidad.

5. Retire los accesorios de superficie:
Mantenga limpias las superficies de acero para minimizar las reacciones con sustancias oxidantes. Los métodos incluyen:
Limpieza con disolventes y emulsiones para eliminar grasa y polvo.
Usar cepillos de alambre para eliminar óxido con herramientas manuales o eléctricas.
Granallado para eliminar el óxido y crear una superficie rugosa.
Decapado químico para limpiar y preparar superficies para su posterior procesamiento.

6. Detección y Monitoreo:
Realice inspecciones periódicas para detectar y abordar problemas de descarburación con prontitud.

7. Controlar el contenido de dióxido de carbono en el horno:
Mantenga el contenido de dióxido de carbono por debajo del punto de equilibrio para evitar la descarburación. Esto implica calcular el punto de equilibrio en función de la temperatura y el contenido de carbono y ajustar la composición del gas del horno en consecuencia.

8. Utilice protección de revestimiento:
Aplique recubrimientos resistentes a altas temperaturas, antioxidantes y antidescarburación como RLHY-31 para proteger las superficies de acero durante el calentamiento. Este recubrimiento forma una densa capa protectora que previene la oxidación y prolonga la vida útil del acero.

Al implementar estas medidas preventivas, se puede controlar la descarburación, manteniendo así la integridad y el rendimiento de los tubos de acero sin costura.