Jakie są różnice w składzie i wydajności między rurami stalowymi odpornymi na zużycie a zwykłymi rurami stalowymi?

Podstawowa definicja i porównanie zastosowań
Zwykła rura stalowa odnosi się do rury wykonanej ze stali węglowej lub stali niskostopowej w procesie walcowania na gorąco lub na zimno, która jest używana głównie do transportu wody, gazu, ropy lub jako część konstrukcyjna. Odporna na zużycie rura stalowa jest przeznaczony do warunków wysokiego zużycia w oparciu o zwykłą rurę stalową. Zwykle ma wysoką odporność na zużycie dzięki specjalnemu składowi stopu, obróbce powierzchni lub strukturze kompozytowej. Nadaje się do transportu mediów ściernych w górnictwie, hutnictwie, energetyce, cementowaniu i innych gałęziach przemysłu.

Różnica w składzie
Skład zwykłej rury stalowej jest stosunkowo prosty, opiera się głównie na żelazie, o zawartości węgla na ogół od 0,1% do 0,3%, a czasami dodaje się niewielką ilość manganu, krzemu i innych pierwiastków w celu poprawy właściwości mechanicznych. Rury stalowe odporne na zużycie często zawierają więcej pierwiastków stopowych, np. większy udział manganu, chromu, molibdenu, niklu itp. Pierwiastki te poprawiają odporność na zużycie poprzez tworzenie twardych faz i poprawę struktury organizacyjnej stali. Na przykład zawartość manganu w odpornych na zużycie rurach ze stali wysokomanganowej może sięgać ponad 11%, co sprzyja tworzeniu się struktury charakteryzującej się zarówno wytrzymałością, jak i twardością; podczas gdy niektóre rury odporne na zużycie okładzinowe poprawiają twardość powierzchni i odporność na zużycie poprzez spawanie warstwy spoiny o wysokiej zawartości węgla i twardego proszku stopowego.

Różnice w mikrostrukturze
Zwykłe rury stalowe mają zwykle struktury ferrytowe i perlitowe, o umiarkowanej twardości, dobrej ciągliwości i wytrzymałości, spełniające wymagania wytrzymałościowe ogólnych zastosowań przemysłowych. Wewnętrzna struktura rur stalowych odpornych na zużycie jest stosunkowo złożona. Na przykład stal wysokomanganowa po obróbce na zimno utworzy drobną bliźniaczą strukturę, co zwiększa odporność na zużycie; warstwa stopów o wysokiej twardości (takich jak węgliki i azotki) powstająca na powierzchni okładzin rur odpornych na zużycie znacznie poprawia odporność na zużycie, a osnowa zachowuje pewną wytrzymałość, co zapobiega kruchemu pękaniu. Ponadto niektóre odporne na zużycie rury stalowe mają bimetaliczną strukturę kompozytową, z rurą stalową o dobrej wytrzymałości wewnątrz i warstwą stopu o wysokiej twardości na powierzchni, co łączy zalety obu.

Porównanie właściwości mechanicznych
Wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności i wydłużenie zwykłych rur stalowych spełniają ogólne wymagania dotyczące zastosowań transportowych i konstrukcyjnych. Twardość wynosi zazwyczaj 150 ~ 200 HBW i jest łatwa w obróbce, spawaniu i formowaniu. Rury stalowe odporne na zużycie znacznie poprawiły twardość i odporność na zużycie. Twardość powierzchni może osiągnąć 400HBW lub nawet więcej, a odporność na uderzenia jest również specjalnie zaprojektowana, aby dostosować się do warunków zużycia udarowego. Jeśli chodzi o wytrzymałość, rury stalowe odporne na zużycie najczęściej wykorzystują specjalną technologię obróbki cieplnej lub obróbki na zimno, aby zapewnić, że nadal mają wystarczającą odporność na pękanie, a jednocześnie mają wysoką twardość, aby zapobiec zagrożeniom bezpieczeństwa spowodowanym kruchym pękaniem.

Różnica w odporności na zużycie
Główną zaletą odpornych na zużycie rur stalowych jest odporność na zużycie ich powierzchni lub ogólnych materiałów. Kiedy zwykłe rury stalowe transportują media o wysokiej ścieralności, takie jak piasek i żużel, ścianka rury łatwo ulega szybkiemu zużyciu, co skraca jej żywotność. Rury stalowe odporne na zużycie mogą skutecznie przeciwstawić się zużyciu mechanicznemu, zużyciu udarowemu i zużyciu korozyjnemu poprzez wzmocnienie składu materiału lub konstrukcji konstrukcji kompozytowej, co może wydłużyć żywotność rurociągu i zmniejszyć częstotliwość konserwacji i wymiany. Rury stalowe odporne na zużycie wykazują dużą trwałość, zwłaszcza w warunkach o dużej zawartości cząstek stałych.

Porównanie odporności na korozję
Zwykłe rury stalowe zwykle nie mają specjalnej konstrukcji odpornej na korozję i łatwo ulegają działaniu substancji korozyjnych, takich jak wilgoć, kwasy i zasady w medium. Należy je chronić za pomocą zewnętrznych środków ochronnych, takich jak powłoki i okładziny. W rurach stalowych odpornych na zużycie zastosowano elementy stopowe, aby poprawić odporność korpusu na korozję. Na przykład dodanie pierwiastków takich jak chrom i nikiel może poprawić odporność na utlenianie i korozję; podczas gdy niektóre odporne na zużycie rury z kompozytów ceramicznych spełniają podwójną funkcję odporności na zużycie i odporności na korozję dzięki materiałom kompozytowym. Ogólnie rzecz biorąc, głównym celem projektowania rur stalowych odpornych na zużycie jest nadal odporność na zużycie, a odporność na korozję należy dobierać w zależności od konkretnych materiałów i warunków zastosowania.

Różnice w procesach produkcyjnych
Zwykłe rury stalowe są najczęściej produkowane w tradycyjnych procesach, takich jak walcowanie na gorąco, walcowanie na zimno i spawanie. Proces jest stosunkowo dojrzały, a koszt niski. W przypadku rur stalowych odpornych na zużycie można stosować różnorodne procesy specjalne, takie jak rozciąganie na zimno stali o wysokiej zawartości manganu, proces odlewania odśrodkowego w celu wytworzenia warstwy stopu o wysokiej twardości, proces napawania w celu utworzenia odpornej na zużycie warstwy spoiny na powierzchni ścianki rury lub technologia bimetalicznych rur kompozytowych łącząca odporną na zużycie warstwę stopu z twardą osnową. Procesy te są złożone i mają wysokie wymagania dotyczące sprzętu i technologii, a cykl produkcyjny i koszty również odpowiednio się zwiększają.

Różnice w scenariuszach zastosowań
Zwykłe rury stalowe są szeroko stosowane w rurociągach transportu ogólnego, wspornikach konstrukcyjnych, częściach mechanicznych i innych dziedzinach i nadają się do środowisk o niskim średnim zużyciu. Rury stalowe odporne na zużycie są przeznaczone do stosowania w trudnych warunkach pracy charakteryzujących się dużym zużyciem i uderzeniami, takich jak transport piasku i żwiru kopalnianego, rurociągi popiołów z elektrowni, transport szlamów metalurgicznych, systemy transportu cementu itp. Wybór odpornych na zużycie rur stalowych może skutecznie wydłużyć cykl pracy urządzeń oraz zmniejszyć straty przestojów i koszty konserwacji spowodowane częstotliwością wymiany rurociągów.

Względy ekonomiczne
Zwykłe rury stalowe są stosunkowo tanie ze względu na prosty proces produkcji i niskie koszty surowców i nadają się do zastosowań, w których nie jest wymagana odporność na zużycie. Rury stalowe odporne na zużycie znacznie zwiększyły koszty produkcji i wyższe ceny jednostkowe ze względu na dodatek pierwiastków stopowych i zastosowanie specjalnych procesów. Jednakże z punktu widzenia ogólnego okresu użytkowania i kosztów konserwacji, odporne na zużycie rury stalowe zapewniają lepsze korzyści ekonomiczne w środowiskach o wysokim zużyciu, co może zmniejszyć przestoje i straty materiałowe spowodowane częstą wymianą.