I tubi riscaldanti in acciaio inossidabile 316 sono spesso sottoposti a formatura di piegatura a freddo per adattarsi a vari layout di installazione nelle apparecchiature di riscaldamento industriale. Nel processo di piegatura, parametri di processo irragionevoli indurranno minuscole micro-fessure sulle superfici dell'arco interno ed esterno della parete del tubo. Questi micro-difetti sono difficili da rilevare attraverso l'ispezione visiva convenzionale, tuttavia fungono da siti preferenziali di inizio della vaiolatura e della corrosione interstiziale in ambienti corrosivi ricchi di cloruro, acidi e umidi. Una volta che i mezzi corrosivi penetrano nelle micro-fessure, la pellicola passiva all'interno delle fessure non può completare l'auto-riparazione, provocando corrosione elettrochimica localizzata che si espande gradualmente fino a provocare perdite penetranti. Molti produttori si concentrano solo sulla precisione dimensionale dopo la piegatura, ignorando il controllo dei micro-difetti superficiali, con il risultato di un netto calo della durata di servizio anti-corrosione dei tubi riscaldanti piegati. Pertanto, l'ottimizzazione sistematica del processo di piegatura è essenziale per eliminare i difetti legati alle micro-fessure e mantenere la resistenza alla corrosione originale dei tubi riscaldanti in acciaio inossidabile 316.
Le micro-cricche generate durante la piegatura derivano principalmente da tre impostazioni di processo inadeguate: eccessiva deformazione da piegatura, superfici di contatto dello stampo non lisce e forza di tenuta del pezzo grezzo irragionevole. Quando il raggio di curvatura è troppo piccolo, l'arco esterno del tubo di acciaio inossidabile sopporta uno sforzo di trazione eccessivo, che supera il limite plastico del materiale e innesca microfessure transgranulari-. Nel frattempo, stampi grezzi con graffi o bave di saldatura comprimono e graffiano la superficie del tubo durante la formatura, incorporando minuscole microfessure lineari-sulla parete esterna. Inoltre, una forza di tenuta del pezzo grezzo insufficiente provoca uno slittamento locale del tubo grezzo durante la piegatura, con conseguente distribuzione non uniforme dello stress e deformazione concentrata in posizioni parziali, che accelera ulteriormente la generazione di microfessure nascoste. Questi difetti microscopici sono completamente coperti dalla pellicola passiva nativa dopo la formazione, ma si evolveranno rapidamente in canali di corrosione una volta esposti a condizioni di lavoro corrosive.
Questo studio propone uno schema di ottimizzazione multi-dimensionale per il processo di formatura tramite piegatura, dall'impostazione dei parametri di piegatura, al trattamento superficiale dello stampo e alla tecnologia di formatura ausiliaria. Innanzitutto viene standardizzato il raggio minimo di curvatura sicuro. Per i tubi riscaldanti convenzionali in acciaio inossidabile senza saldatura 316, il raggio di curvatura non deve essere inferiore a tre volte il diametro esterno del tubo, il che disperde efficacemente lo stress da trazione sulla superficie dell'arco esterno ed evita micro-fessure da trazione causate da un'eccessiva deformazione. In secondo luogo, tutti gli stampi di piegatura sono lucidati e passivati per rimuovere bave e graffi superficiali, mentre il lubrificante resistente alle alte-temperature è uniformemente rivestito sulla superficie di contatto tra lo stampo e il corpo del tubo per ridurre i danni da attrito dovuti all'estrusione durante la formatura. In terzo luogo, viene adottata una forza di tenuta costante del pezzo grezzo per garantire una trasmissione uniforme delle sollecitazioni nella sezione di piegatura e prevenire la concentrazione locale delle sollecitazioni e la deformazione da slittamento.
Per eliminare ulteriormente i micro-difetti superficiali residui dopo la piegatura, vengono aggiunte procedure di finitura superficiale post-piegatura e di passivazione di attivazione. La microlucidatura rimuove piccoli graffi di estrusione e micro-fessure latenti nell'area di piegatura, seguita dall'attivazione del decapaggio e dal trattamento di ri-passivazione per ricostruire una pellicola passiva continua e densa ricca di cromo-sulla superficie piegata. Questo processo sigilla i micro-difetti che potrebbero non essere completamente eliminati dalla formatura meccanica e ripristina la completa barriera anti-corrosione della superficie del tubo.
I risultati dei test accelerati in nebbia salina mostrano che i tubi riscaldanti lavorati mediante il processo di piegatura ottimizzato non presentano cavità di corrosione nell'area di piegatura dopo 1100 ore di test di corrosione ciclica. Al contrario, i prodotti piegati con raggio piccolo e gli stampi non lucidati subiscono un'evidente corrosione locale per vaiolatura nelle posizioni di piegatura dopo sole 550 ore. I dati delle applicazioni sul campo indicano che l'ottimizzazione del processo riduce del 72% il tasso di guasto per corrosione dei tubi riscaldanti piegati. In sintesi, il controllo standardizzato dei parametri di piegatura, il trattamento dello stampo ad alta-precisione e la passivazione post-piegatura possono efficacemente evitare difetti di micro-fessure sui tubi riscaldanti in acciaio inossidabile 316, eliminare punti nascosti di inizio corrosione e garantire le prestazioni anticorrosive stabili-a lungo termine-delle apparecchiature di riscaldamento piegate in vari ambienti industriali difficili.
