Koje su razlike u sastavu i performansama između čeličnih cijevi otpornih na habanje i običnih čeličnih cijevi?

Osnovna definicija i usporedba upotrebe
Obična čelična cijev odnosi se na cijev izrađenu od ugljičnog čelika ili niskolegiranog čelika postupkom toplog ili hladnog valjanja, koja se uglavnom koristi za transport vode, plina, nafte ili kao strukturni dio. Čelična cijev otporna na habanje dizajniran je za uvjete visokog trošenja na bazi obične čelične cijevi. Obično ima visoku otpornost na trošenje zahvaljujući posebnom sastavu legure, površinskoj obradi ili kompozitnoj strukturi. Pogodan je za prijenos abrazivnih medija u rudarstvu, metalurgiji, energetici, cementnoj i drugim industrijama.

Razlika u sastavu
Sastav obične čelične cijevi je relativno jednostavan, uglavnom se temelji na željezu, s udjelom ugljika općenito između 0,1% i 0,3%, a povremeno se dodaje mala količina mangana, silicija i drugih elemenata za poboljšanje mehaničkih svojstava. Čelične cijevi otporne na habanje često sadrže više legiranih elemenata, kao što je veći udio mangana, kroma, molibdena, nikla itd. Ovi elementi poboljšavaju otpornost na habanje formiranjem tvrdih faza i poboljšanjem organizacijske strukture čelika. Na primjer, sadržaj mangana u cijevima otpornim na habanje od čelika s visokim udjelom mangana može doseći više od 11%, što je pogodno za stvaranje strukture i žilavosti i tvrdoće; dok neke obložene cijevi otporne na habanje poboljšavaju površinsku tvrdoću i otpornost na habanje zavarivanjem zavarenog sloja s visokim sadržajem ugljika i praha tvrde legure.

Razlike u mikrostrukturi
Obične čelične cijevi obično imaju feritne i perlitne strukture, umjerene tvrdoće, dobre duktilnosti i žilavosti, ispunjavajući zahtjeve čvrstoće za opću industrijsku primjenu. Unutarnja struktura čeličnih cijevi otpornih na habanje je relativno složena. Na primjer, čelik s visokim sadržajem mangana formirat će finu dvostruku strukturu nakon hladne obrade, što povećava otpornost na trošenje; sloj legure visoke tvrdoće (kao što su karbid i nitrid) formiran na površini obloga cijevi otpornih na habanje značajno poboljšava otpornost na habanje, dok matrica održava određenu žilavost kako bi se spriječilo krto pucanje. Osim toga, neke čelične cijevi otporne na habanje imaju bimetalnu kompozitnu strukturu, s čeličnom cijevi dobre žilavosti iznutra i slojem legure visoke tvrdoće na površini, kombinirajući prednosti oba.

Usporedba mehaničkih svojstava
Vlačna čvrstoća, granica razvlačenja i istezanje običnih čeličnih cijevi zadovoljavaju opće zahtjeve za transport i konstrukcijsku primjenu. Tvrdoća je općenito između 150~200HBW i lako se obrađuje, zavariva i oblikuje. Čelične cijevi otporne na habanje imaju značajno poboljšanu tvrdoću i otpornost na habanje. Tvrdoća površine može doseći 400HBW ili čak i više, a otpornost na udarce također je posebno dizajnirana za prilagodbu uvjetima habanja na udarce. Što se tiče žilavosti, čelične cijevi otporne na habanje uglavnom koriste posebnu toplinsku obradu ili tehnologiju hladne obrade kako bi se osiguralo da i dalje imaju dovoljnu otpornost na pukotine dok imaju visoku tvrdoću kako bi se spriječile sigurnosne opasnosti uzrokovane krtim lomom.

Razlika u otpornosti na habanje
Glavna prednost čeličnih cijevi otpornih na habanje leži u otpornosti na habanje njihove površine ili cjelokupnog materijala. Kada obične čelične cijevi transportiraju visoko abrazivne medije kao što su pijesak i troska, stijenka cijevi se lako istroši, što skraćuje vijek trajanja. Čelične cijevi otporne na habanje mogu se učinkovito oduprijeti mehaničkom trošenju, trošenju od udara i habanju od korozije jačanjem sastava materijala ili konstrukcije kompozitne strukture, što može produžiti životni vijek cjevovoda i smanjiti učestalost održavanja i zamjene. Osobito u uvjetima s visokim sadržajem krutih čestica, čelične cijevi otporne na habanje pokazuju veliku izdržljivost.

Usporedba otpornosti na koroziju
Obične čelične cijevi obično nemaju poseban dizajn otpornosti na koroziju i lako su pod utjecajem korozivnih tvari kao što su vlaga, kiseline i lužine u mediju. Potrebno ih je zaštititi vanjskim zaštitnim mjerama kao što su premazi i obloge. Čelične cijevi otporne na habanje koriste elemente legure za poboljšanje otpornosti tijela na koroziju. Na primjer, dodavanje elemenata kao što su krom i nikal može poboljšati otpornost na oksidaciju i koroziju; dok neke keramičke kompozitne cijevi otporne na habanje postižu dvostruku funkciju otpornosti na habanje i otpornosti na koroziju putem kompozitnih materijala. Ali općenito, glavni cilj dizajna čeličnih cijevi otpornih na habanje i dalje je otpornost na habanje, a otpornost na koroziju treba odabrati prema specifičnim materijalima i uvjetima primjene.

Razlike u proizvodnim procesima
Obične čelične cijevi uglavnom se proizvode tradicionalnim postupcima kao što su toplo valjanje, hladno valjanje i zavarivanje. Proces je relativno zreo i cijena je niska. Čelične cijevi otporne na habanje mogu koristiti različite posebne postupke, kao što je hladno valjanje rastezljivog čelika s visokim sadržajem mangana, postupak centrifugalnog lijevanja za proizvodnju sloja legure visoke tvrdoće, postupak navarivanja za stvaranje zavarenog sloja otpornog na habanje na površini stijenke cijevi ili tehnologiju bimetalnih kompozitnih cijevi za kombiniranje sloja legure otporne na habanje s čvrstom matricom. Ovi procesi su složeni i imaju visoke zahtjeve za opremu i tehnologiju, a proizvodni ciklus i trošak također se povećavaju sukladno tome.

Razlike u scenarijima primjene
Obične čelične cijevi naširoko se koriste u općim transportnim cjevovodima, konstrukcijskim nosačima, mehaničkim dijelovima i drugim područjima te su prikladne za okruženja s niskim srednjim trošenjem. Čelične cijevi otporne na habanje dizajnirane su za teške radne uvjete s velikim trošenjem i velikim utjecajem, kao što su transport rudničkog pijeska i šljunka, cjevovodi za pepeo u elektranama, transport metalurške suspenzije, sustavi za transport cementa itd. Odabirom čeličnih cijevi otpornih na habanje može se učinkovito produljiti radni ciklus opreme i smanjiti gubici u zastoju i troškovi održavanja uzrokovani učestalošću zamjene cjevovoda.

Ekonomska razmatranja
Obične čelične cijevi relativno su jeftine zbog jednostavnog procesa proizvodnje i niskih troškova sirovina, te su prikladne za slučajeve kada nije potrebna otpornost na habanje. Čelične cijevi otporne na habanje značajno su povećale troškove proizvodnje i veće jedinične cijene zbog dodavanja legiranih elemenata i upotrebe posebnih procesa. Međutim, iz perspektive ukupnog životnog vijeka i troškova održavanja, čelične cijevi otporne na habanje imaju bolje ekonomske prednosti u okruženjima s visokim trošenjem, što može smanjiti vrijeme zastoja i materijalni otpad uzrokovan čestom zamjenom.