This thesis provides a quantitative analysis of the degradation of magnetic property due to heat treatment performed on low alloy carbon steel for the armor of three-pole cables produced by one of the worldwide leaders in manufacturing of electric power transmission and telecommunications cables and systems: Prysmian group. The properties of the steel are controlled by its microstructural parameters such as grain size, phase balance and precipitates, which changes the magnetic relative permeability and electric resistivity of the sample. A cable of 500 mm in length was cut for heat treatment, which was performed at different temperatures for varying time frame and quenching in alternate ways to obtain different rate of magnetic degradation of the material. The low alloy carbon steel is malleable, ductile and has good mechanical properties determined by the Vickers hardness test. The results of the experiments are conducted it indicates that shorter the treatments better the reduction of magnetic permeability. The low carbon steel used in this thesis is ferromagnetic in nature, as shorter the thermal treatments are conducted the magnetic permeability reduced by formation of pearlite grain. The formation of new grains affects the hardness of material. ‘F3’ rod with a hardness of 177.2 one of the rod in ‘F samples’, heat-treated and quenched for 10 minutes is the best condition obtained with low magnetic permeability with a loss of more than half (50 percent) of the magnetism compared to the ‘As received’ specimen with a hardness of 164. The result obtained from the thermal treatment of the samples with different time slots helped us, in knowing which samples were good enough to consider. From samples ‘A’ and ‘B’ we found out that smaller heat-treating time is good. when samples E1 and E2 were subjected to heating for 5 to 6 minutes and different quenching methods, E1 gave better results than E2 and as mainly compared with magnetic permeability of ‘As received’ rod. Magnetism in the rod E1 was decreased by more than 30 percent. Among ‘sample F’ – F3 which was heated and quenched by compressed air for exactly 10 minutes gave better results among all the samples with a reduction of 50 percent of magnetic permeability compared with ‘As received’. And the cost of the cable is reduced as the alloying content has Manganese (Mn).

Questa tesi fornisce un'analisi quantitativa del degrado della proprietà magnetica dovuta al trattamento termico eseguito su acciaio al carbonio a bassa lega per armature di cavi tripolari prodotti da uno dei leader mondiali nella produzione di cavi e sistemi di trasmissione di energia elettrica e di telecomunicazioni: gruppo Prysmian. Le proprietà dell'acciaio sono controllate dai suoi parametri microstrutturali come dimensione del grano, bilancio di fase e precipitati, che modifica la permeabilità relativa magnetica e la resistività elettrica del campione. Il cavo di 500 mm di lunghezza è stato tagliato per il trattamento termico, che è stato eseguito a diverse temperature per variare il periodo di tempo e l'estinzione in modi alternativi per ottenere un diverso tasso di degradazione magnetica del materiale. L'acciaio al carbonio a bassa lega è malleabile, duttile e ha buone proprietà meccaniche determinate dal test di durezza Vickers. I risultati degli esperimenti condotti indicano che i trattamenti più brevi migliorano la riduzione della permeabilità magnetica. L'acciaio a basso tenore di carbonio utilizzato in questa tesi è di natura ferromagnetica, poiché più brevi sono i trattamenti termici, la permeabilità magnetica ridotta dalla formazione di granuli di perlite. La formazione di nuovi grani influisce sulla durezza del materiale. L'asta "F3" con una durezza di 177,2 una delle aste in "campioni F", trattata termicamente e spenta per 10 minuti è la migliore condizione ottenuta con bassa permeabilità magnetica con una perdita di oltre la metà (50 percento) del magnetismo rispetto al campione "Come ricevuto" con una durezza di 164. Il risultato ottenuto dal trattamento termico dei campioni con diverse fasce orarie ci ha aiutato, sapendo quali campioni erano abbastanza buoni da considerare. Dai campioni "A" e "B" abbiamo scoperto che i tempi di trattamento termico più piccoli sono buoni. quando i campioni E1 ed E2 sono stati sottoposti a riscaldamento per 5-6 minuti e diversi metodi di tempra, E1 ha dato risultati migliori rispetto a E2 e soprattutto rispetto alla permeabilità magnetica dell'asta "Come ricevuto". Il magnetismo nell'asta E1 è stato ridotto di oltre il 30 percento. Tra i "campioni F" - F3 che è stato riscaldato e spento dall'aria compressa per esattamente 10 minuti ha dato risultati migliori tra tutti i campioni con una riduzione del 50 percento della permeabilità magnetica rispetto a "Come ricevuto". E il costo del cavo è ridotto poiché il contenuto di lega ha Manganese (Mn).

Reduction of magnetic permeability in low alloyed carbon steel for the production of three-pole cable armour

UPADHYE, KISHAN V
2019/2020

Abstract

This thesis provides a quantitative analysis of the degradation of magnetic property due to heat treatment performed on low alloy carbon steel for the armor of three-pole cables produced by one of the worldwide leaders in manufacturing of electric power transmission and telecommunications cables and systems: Prysmian group. The properties of the steel are controlled by its microstructural parameters such as grain size, phase balance and precipitates, which changes the magnetic relative permeability and electric resistivity of the sample. A cable of 500 mm in length was cut for heat treatment, which was performed at different temperatures for varying time frame and quenching in alternate ways to obtain different rate of magnetic degradation of the material. The low alloy carbon steel is malleable, ductile and has good mechanical properties determined by the Vickers hardness test. The results of the experiments are conducted it indicates that shorter the treatments better the reduction of magnetic permeability. The low carbon steel used in this thesis is ferromagnetic in nature, as shorter the thermal treatments are conducted the magnetic permeability reduced by formation of pearlite grain. The formation of new grains affects the hardness of material. ‘F3’ rod with a hardness of 177.2 one of the rod in ‘F samples’, heat-treated and quenched for 10 minutes is the best condition obtained with low magnetic permeability with a loss of more than half (50 percent) of the magnetism compared to the ‘As received’ specimen with a hardness of 164. The result obtained from the thermal treatment of the samples with different time slots helped us, in knowing which samples were good enough to consider. From samples ‘A’ and ‘B’ we found out that smaller heat-treating time is good. when samples E1 and E2 were subjected to heating for 5 to 6 minutes and different quenching methods, E1 gave better results than E2 and as mainly compared with magnetic permeability of ‘As received’ rod. Magnetism in the rod E1 was decreased by more than 30 percent. Among ‘sample F’ – F3 which was heated and quenched by compressed air for exactly 10 minutes gave better results among all the samples with a reduction of 50 percent of magnetic permeability compared with ‘As received’. And the cost of the cable is reduced as the alloying content has Manganese (Mn).
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
28-apr-2020
2019/2020
Questa tesi fornisce un'analisi quantitativa del degrado della proprietà magnetica dovuta al trattamento termico eseguito su acciaio al carbonio a bassa lega per armature di cavi tripolari prodotti da uno dei leader mondiali nella produzione di cavi e sistemi di trasmissione di energia elettrica e di telecomunicazioni: gruppo Prysmian. Le proprietà dell'acciaio sono controllate dai suoi parametri microstrutturali come dimensione del grano, bilancio di fase e precipitati, che modifica la permeabilità relativa magnetica e la resistività elettrica del campione. Il cavo di 500 mm di lunghezza è stato tagliato per il trattamento termico, che è stato eseguito a diverse temperature per variare il periodo di tempo e l'estinzione in modi alternativi per ottenere un diverso tasso di degradazione magnetica del materiale. L'acciaio al carbonio a bassa lega è malleabile, duttile e ha buone proprietà meccaniche determinate dal test di durezza Vickers. I risultati degli esperimenti condotti indicano che i trattamenti più brevi migliorano la riduzione della permeabilità magnetica. L'acciaio a basso tenore di carbonio utilizzato in questa tesi è di natura ferromagnetica, poiché più brevi sono i trattamenti termici, la permeabilità magnetica ridotta dalla formazione di granuli di perlite. La formazione di nuovi grani influisce sulla durezza del materiale. L'asta "F3" con una durezza di 177,2 una delle aste in "campioni F", trattata termicamente e spenta per 10 minuti è la migliore condizione ottenuta con bassa permeabilità magnetica con una perdita di oltre la metà (50 percento) del magnetismo rispetto al campione "Come ricevuto" con una durezza di 164. Il risultato ottenuto dal trattamento termico dei campioni con diverse fasce orarie ci ha aiutato, sapendo quali campioni erano abbastanza buoni da considerare. Dai campioni "A" e "B" abbiamo scoperto che i tempi di trattamento termico più piccoli sono buoni. quando i campioni E1 ed E2 sono stati sottoposti a riscaldamento per 5-6 minuti e diversi metodi di tempra, E1 ha dato risultati migliori rispetto a E2 e soprattutto rispetto alla permeabilità magnetica dell'asta "Come ricevuto". Il magnetismo nell'asta E1 è stato ridotto di oltre il 30 percento. Tra i "campioni F" - F3 che è stato riscaldato e spento dall'aria compressa per esattamente 10 minuti ha dato risultati migliori tra tutti i campioni con una riduzione del 50 percento della permeabilità magnetica rispetto a "Come ricevuto". E il costo del cavo è ridotto poiché il contenuto di lega ha Manganese (Mn).
Tesi di laurea Magistrale
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