Азотирование внутренней полости газопроводов

Азотирование внутренней полости газопроводов — это процесс термообработки, который позволяет деталям сохранять свою форму при более низких температурах. Часто воздействие высоких температур и быстрое охлаждение при закалке вызывают деформации газопровода, требующие дополнительной, иногда дорогостоящей механической обработки.

Во время этого процесса в печь впрыскивается аммиак (NH3), который разрушается при контакте с деталью. Азот, который растворяется в железе при температурах азотирования, затем диффундирует в деталь. Процесс контролируют, отслеживая количество аммиака, разложившегося в ходе процесса. Твердость, которой достигает деталь при газовом азотировании, определяется составом и микроструктурой сплава. Более сложные сплавы более чувствительны и обычно перед азотированием подвергаются закалке и чистовой обработке. Твердость добавляется на поверхности детали, но ее сердцевина остается сравнительно мягкой и пластичной.

Важные особенности процесса

При азотировании в газе поверхностный слой материала обогащается азотом, если в него также диффундирует углерод, то это называется нитроцементацией.

Для достижения повышенной коррозионной стойкости азотированную поверхность также можно окислить контролируемым образом, также известным как оксинитрирование. В зависимости от материала газопровода поверхность оксинитридированных деталей может быть от темно-серой до черной.

Температуры процесса при азотировании составляют от 480 до 580°С. В зависимости от материала эта обработка приводит к поверхностной твердости до 1250 HV.

Когда дело доходит до азотирования внутренней полости газопровода, различают разные процессы в зависимости от диффузионной среды:

• диффузия азота: газовое азотирование;
• диффузия азота и углерода: газовая нитроцементация, нитроцементация в солевых ваннах.

На все процедуры распространяются следующие условия:

• чем дольше время азотирования, тем больше глубина азотирования (Nht). Чем выше выбранная температура, тем глубже может проникнуть азот при том же времени процесса. Однако в целом собственная твердость азотированного слоя снижается по мере повышения температуры обработки;
• при азотировании эффект повышения твердости не достигается за счет классического процесса закалки. Скорее повышение твердости при азотировании основано на образовании нитридов железа и специальных нитридов в поверхностном слое заготовки;
• азотирование характеризуется относительно низкими температурами обработки, максимум до 580°С. По этой причине не происходит микроструктурного превращения, как, например, при упрочнении. Это объясняет, почему изменения размеров и формы при азотировании меньше по сравнению с классическими процессами закалки;
• в зависимости от материала достигается глубина азотирования в несколько десятых долей миллиметра. Специальные нитриды обладают высокой твердостью. Нитриды алюминия обладают наибольшей твердостью, поэтому алюминий часто добавляют в азотированные стали. Структура слоя при азотировании состоит из трех частей. Во внешней области он состоит из так называемого соединительного слоя.

Благодаря современному контролю и контролю индекса азотирования в режиме онлайн можно целенаправленно регулировать структуру и состав связующего и диффузионного слоя.

Важная информация

При этом процессе в компоненте не происходит термических преобразований, а это означает, что можно обрабатывать заготовки, которые уже были отпущены или обработаны. Как правило, задержек почти не бывает. Азотированный слой состоит из двух зон. Внешняя зона называется составным слоем и состоит в основном из нитридов железа. Толщина этого составного слоя зависит от материала, но обычно составляет до 0,3 миллиметра. Зона соединения очень твердая, но при этом хрупкая и чувствительная к внешним (ударным) воздействиям, но обладает очень высокой износостойкостью. Вторая зона называется зоной диффузии и может иметь толщину до 0,7 мм. Твердость этой зоны зависит от количества нитридообразующих легирующих элементов, таких как хром, алюминий, молибден и ванадий.

Еще одним преимуществом азотирования газопровода является то, что оно повышает коррозионную стойкость обычной стали и улучшает усталостную прочность компонента. Однако, если уже используются коррозионно-стойкие или высокохромистые материалы, коррозионная стойкость компонента может снизиться.

Вопросы о приросте толщины

Снова и снова многие задают вопрос специалистам нашей компании, какой толщины или «увеличения толщины» можно ожидать после обработки газопровода методом азотирования. Общеизвестно, что изменение объема увеличивается с увеличением толщины слоя азотирования (продолжительность азотирования) или увеличением содержания азота. Это соотношение в основном относится ко всем сталям и процессам азотирования.

Однако форма детали также имеет решающее значение для изменения размеров. Детали с геометрически неоднородным поперечным сечением всегда будут иметь неравномерные изменения размеров.

Если вам необходимо провести временное азотирование внутренней полости газопровода, тогда уже сейчас обращайтесь за помощью в нашу компанию ООО «Газ Сервис Консалтинг». Мы предоставляем комплексные та профессиональные услуги. В процессе работы мы используем современное оборудование, что гарантирует нашу эффективность. Все что вам необходимо – это просто связаться с нашей службой поддержки, мы сделаем все для вашего дальнейшего комфорта.