No processo de fabricação de forjamentos petroquímicos, muitas vezes há tensões residuais no interior do material devido à influência dos links do processo, como aquecimento, forjamento e resfriamento. Essas tensões residuais podem levar a problemas de deformação e fissuração do forjado durante o serviço, comprometendo seriamente sua vida útil e segurança. Assim, o alívio de tensões residuais torna-se uma tarefa técnica crítica no processo de fabricação de forjamentos petroquímicos. Alguns métodos comuns de alívio de tensões residuais serão apresentados e suas vantagens e desvantagens analisadas, com o objetivo de fornecer uma referência útil para a produção real.
As tensões residuais em forjamentos petroquímicos são originadas principalmente pela heterogeneidade microestrutural no interior do material e pelo gradiente de temperatura durante o processamento. Durante o aquecimento e resfriamento, as variações de temperatura na superfície e no interior do material são inconsistentes, resultando em transformações microestruturais não homogêneas e, consequentemente, tensões residuais. A presença de tensões residuais pode causar alterações na forma e dimensões das peças forjadas ou até mesmo provocar trincas, comprometendo seriamente a qualidade e o desempenho das peças forjadas.
Métodos comuns de eliminação de tensões residuais
Envelhecimento natural: coloque o forjamento em um ambiente natural por um longo tempo e use as mudanças de temperatura sob condições naturais para liberar gradualmente o estresse residual dentro do material. Este método é simples e fácil de realizar, mas demorado e com resultados instáveis.
Envelhecimento artificial: a liberação de tensões residuais é acelerada pelo controle artificial da temperatura e do tempo do forjamento. Os métodos comuns são o envelhecimento térmico e o envelhecimento vibratório. O envelhecimento térmico consiste em aquecer as peças forjadas a uma determinada temperatura e depois de manter o calor por um período de tempo, esfriar lentamente para eliminar o estresse residual. O envelhecimento da vibração é o uso do excitador para aplicar uma determinada frequência e amplitude de vibração à peça forjada, de modo que a tensão residual dentro do material seja liberada. Ambos os métodos são eficientes na eliminação de tensões residuais em um curto período de tempo, porém exigem altos custos de entrada e operação de equipamentos.
Tratamento mecânico: por processamento mecânico ou tratamento a frio e outros métodos, o estado de estresse da superfície do material é alterado para eliminar o estresse residual. Por exemplo, o jateamento ou laminação de peças forjadas pode introduzir tensões de compressão na superfície, que são compensadas pelas tensões de tração no interior do material, reduzindo assim as tensões residuais. Este método é adequado para o alívio de tensões residuais locais e apresenta resultados significativos.
Tratamento químico: o uso de métodos químicos para alterar a estrutura da microestrutura e o estado de estresse do material, de modo a eliminar o estresse residual. Por exemplo, a corrosão química ou o tratamento eletroquímico de peças forjadas pode remover camadas de tensões residuais na superfície do material. Este método é mais eficaz para eliminar tensões residuais profundas, mas requer um controle rigoroso das condições e tempos de tratamento para evitar efeitos indesejáveis nas propriedades do material.
Tratamento composto: vários métodos acima são aplicados em combinação, a fim de dar pleno jogo a suas respectivas vantagens e melhorar o efeito de alívio de tensão residual. Por exemplo, o envelhecimento térmico é realizado primeiro para eliminar a maioria das tensões residuais, seguido de um tratamento mecânico ou químico para eliminar tensões residuais locais ou profundas. Este método permite obter melhores resultados de tratamento, porém a operação é complexa e de alto custo.
O alívio de tensões residuais em forjamentos petroquímicos é uma importante tarefa técnica relacionada à qualidade e ao desempenho das peças forjadas. Este trabalho apresenta alguns métodos comumente utilizados para alívio de tensões residuais e analisa suas vantagens e desvantagens. O processo de produção real deve ser selecionado de acordo com os requisitos de material, estrutura e tecnologia do forjamento para escolher o método adequado para a eliminação de tensões residuais. No futuro, com o progresso contínuo da ciência e tecnologia e desenvolvimento inovador de forjamento petroquímico a tecnologia de alívio de estresse residual será continuamente aperfeiçoada e melhorada para o desenvolvimento contínuo da indústria petroquímica para fornecer uma forte garantia.
