Συσχέτιση μαγνητικών-μηχανικών ιδιοτήτων και μικροδομής σε χάλυβες σωληνώσεων

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της απόκρισης του βρόχου υστέρησης καθώς και της επιρροής του από τη μεταβολή υπο-μηδενικών θερμοκρασιών και του ποσοστού ολκιμότητας, σε δείγματα χάλυβα. Πιο συγκεκριμένα επιδιώχθηκε η συσχέτιση της καταστροφικής δοκιμής Drop Weight Tear Test (DWTT) με μια μη καταστροφική μαγνητική μέθοδο, τον βρόχο υστέρησης. Με την δοκιμή DWTT επιτυγχάνεται με την θραύση δοκιμίων, ο υπολογισμός του ποσοστού της όλκιμης επιφάνειας θραύσης. Η διπλωματική εργασία έλαβε χώρα στις εγκαταστάσεις της εταιρίας ΣΩΛΗΝΟΥΡΓΕΙΑ ΚΟΡΙΝΘΟΥ Α.Ε., στη Θίσβη Βοιωτίας, χρησιμοποιώντας εξειδικευμένο εξοπλισμό που μεταφέρθηκε από το Εργαστήριο Μεταλλογνωσίας της σχολής Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Σε αρχικό στάδιο και με την χρήση του εξοπλισμού αυτού συλλέχθηκε ένας μεγάλος αριθμός μετρήσεων από διάφορα δείγματα. Τα δείγματα προέρχονταν από σωλήνες διαφορετικών διαστάσεων και πάχους, που χρησιμοποιούνται από τη ΣΩΛΗΝΟΥΡΓΕΙΑ ΚΟΡΙΝΘΟΥ Α.Ε. για την δοκιμή DWTT. Η πρώτη ύλη που χρησιμοποιείται για την παραγωγή σωλήνων είναι ο χάλυβας. Η παραγωγή των σωλήνων πραγματοποιείται σε δύο μονάδες που διαφοροποιούνται ως προς τον τρόπο συγκόλλησης. Η πρώτη μονάδα είναι Ευθείας Ραφής και η συγκόλληση είναι αυτογενής (HFI), ενώ η δεύτερη μονάδα είναι Ελικοειδούς Ραφής και η συγκόλληση είναι ετερογενής (SAWH). Οι μετρήσεις χωρίστηκαν σε δυο πειραματικές ομάδες. Η πρώτη αφορά δείγματα HFI μικρού πάχους και οι μετρήσεις λήφθηκαν προτού τα δείγματα θραυστούν με την δοκιμή DWTT. Η δεύτερη αφορά ένα δοκίμιο SAWH μεγαλύτερου πάχους στο οποίο οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν αφού αρχικά είχε γίνει η θραύση του δοκιμίου με την δοκιμή DWTT. Και στις δυο περιπτώσεις οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε υπό-μηδενικές θερμοκρασίες. Στη συνέχεια, ακολούθησε η επεξεργασία των πειραματικών δεδομένων. Όσον αφορά την πρώτη πειραματική ομάδα, στα δοκίμια, μετά την θραύση, έγινε θραυστογραφία με Ηλεκτρικό Μικροσκόπιο Σάρωσης (SEM). Στην δεύτερη πειραματική ομάδα ήταν γνωστή μέσω της εταιρίας η θερμοκρασία μετάβασης του δοκιμίου, η θερμοκρασία δηλαδή όπου η επιφάνεια θραύσης γίνεται από όλκιμη ψαθυρή. Δεδομένου αυτού έγινε προσπάθεια να συσχετιστεί η θερμοκρασία μετάβασης που έδινε η δοκιμή DWTT, με τα αποτελέσματα που λήφθηκαν από τους βρόχους υστέρησης που συλλέχθηκαν από τις μετρήσεις. Με βάση τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης εργασίας, καθώς επίσης και ερευνών που έχουν προηγηθεί, η χρήση της μη καταστροφικής μαγνητικής δοκιμής του βρόχου υστέρησης σε μια πιο ευρείας κλίμακα εφαρμογής θα επέτρεπε την πλήρη τεκμηρίωση της αξιοπιστίας της.

Correlation between magnetic and mechanical properties and microstructure of steel pipes.