Quali sono le differenze nella composizione e nelle prestazioni tra i tubi in acciaio resistenti all'usura e i tubi in acciaio ordinari?

Definizione di base e confronto di utilizzo
Per tubo d'acciaio ordinario si intende un tubo realizzato in acciaio al carbonio o acciaio a bassa lega mediante processo di laminazione a caldo o a freddo, utilizzato principalmente per il trasporto di acqua, gas, petrolio o come parte strutturale. Tubo in acciaio resistente all'usura è progettato per condizioni di usura elevata basate su normali tubi in acciaio. Di solito ha un'elevata resistenza all'usura grazie alla composizione speciale della lega, al trattamento superficiale o alla struttura composita. È adatto per il trasporto di mezzi abrasivi nei settori minerario, metallurgico, energetico, del cemento e altri.

Differenza nella composizione
La composizione dei normali tubi in acciaio è relativamente semplice, principalmente a base di ferro, con un contenuto di carbonio generalmente compreso tra 0,1% e 0,3%, e occasionalmente viene aggiunta una piccola quantità di manganese, silicio e altri elementi per migliorare le proprietà meccaniche. I tubi in acciaio resistenti all'usura spesso contengono più elementi di lega, come una percentuale maggiore di manganese, cromo, molibdeno, nichel, ecc. Questi elementi migliorano la resistenza all'usura formando fasi dure e migliorando la struttura organizzativa dell'acciaio. Ad esempio, il contenuto di manganese nei tubi resistenti all'usura in acciaio ad alto contenuto di manganese può raggiungere oltre l'11%, il che favorisce la formazione di una struttura con tenacità e durezza; mentre alcuni tubi resistenti all'usura del rivestimento migliorano la durezza superficiale e la resistenza all'usura saldando uno strato di saldatura ad alto contenuto di carbonio e polvere di lega dura.

Differenze nella microstruttura
I normali tubi in acciaio presentano solitamente strutture di ferrite e perlite, con durezza moderata, buona duttilità e tenacità, che soddisfano i requisiti di resistenza delle applicazioni industriali generali. La struttura interna dei tubi in acciaio resistente all'usura è relativamente complessa. Ad esempio, l'acciaio ad alto contenuto di manganese formerà una struttura gemella fine dopo la lavorazione a freddo, che migliora la resistenza all'usura; lo strato di lega ad alta durezza (come carburo e nitruro) formato sulla superficie del rivestimento dei tubi resistenti all'usura migliora significativamente la resistenza all'usura, mentre la matrice mantiene una certa tenacità per prevenire fessurazioni fragili. Inoltre, alcuni tubi in acciaio resistenti all'usura adottano una struttura composita bimetallica, con un tubo in acciaio con buona tenacità all'interno e uno strato di lega ad alta durezza sulla superficie, combinando i vantaggi di entrambi.

Confronto delle proprietà meccaniche
La resistenza alla trazione, la resistenza allo snervamento e l'allungamento dei normali tubi in acciaio soddisfano i requisiti generali di trasporto e di applicazione strutturale. La durezza è generalmente compresa tra 150 e 200 HBW ed è facile da lavorare, saldare e formare. I tubi in acciaio resistenti all'usura hanno una durezza e una resistenza all'usura notevolmente migliorate. La durezza superficiale può raggiungere 400HBW o anche superiore e anche la resistenza agli urti è appositamente progettata per adattarsi alle condizioni di usura da impatto. In termini di tenacità, i tubi in acciaio resistenti all'usura utilizzano principalmente un trattamento termico speciale o una tecnologia di lavorazione a freddo per garantire che abbiano ancora sufficiente resistenza alle crepe pur avendo un'elevata durezza per prevenire rischi per la sicurezza causati da fratture fragili.

Differenza nella resistenza all'usura
Il vantaggio principale dei tubi in acciaio resistenti all'usura risiede nella resistenza all'usura della loro superficie o dei materiali complessivi. Quando i normali tubi in acciaio trasportano mezzi altamente abrasivi come sabbia e scorie, la parete del tubo si consuma facilmente e rapidamente, riducendone la durata. I tubi in acciaio resistenti all'usura possono resistere efficacemente all'usura meccanica, all'usura da impatto e all'usura da corrosione rafforzando la composizione del materiale o il design della struttura composita, che può prolungare la durata della tubazione e ridurre la frequenza di manutenzione e sostituzione. Soprattutto in condizioni con elevate particelle solide, i tubi in acciaio resistenti all'usura mostrano una lunga durata.

Confronto della resistenza alla corrosione
I normali tubi in acciaio di solito non hanno un design speciale per la resistenza alla corrosione e sono facilmente influenzati da sostanze corrosive come umidità, acidi e alcali nel mezzo. Devono essere protetti da misure protettive esterne come rivestimenti e rivestimenti. I tubi in acciaio resistenti all'usura utilizzano elementi in lega per migliorare la resistenza alla corrosione del corpo. Ad esempio, l'aggiunta di elementi come cromo e nichel può migliorare la resistenza all'ossidazione e alla corrosione; mentre alcuni tubi resistenti all'usura compositi ceramici raggiungono la duplice funzione di resistenza all'usura e resistenza alla corrosione attraverso materiali compositi. Ma in generale, l'obiettivo principale della progettazione dei tubi in acciaio resistenti all'usura è ancora la resistenza all'usura e la resistenza alla corrosione deve essere selezionata in base ai materiali specifici e alle condizioni di applicazione.

Differenze nei processi produttivi
I tubi in acciaio ordinari sono prodotti principalmente mediante processi tradizionali come laminazione a caldo, laminazione a freddo e saldatura. Il processo è relativamente maturo e il costo è basso. I tubi in acciaio resistenti all'usura possono utilizzare una varietà di processi speciali, come la formatura per stiramento a freddo di acciaio ad alto contenuto di manganese, il processo di fusione centrifuga per produrre uno strato di lega ad alta durezza, il processo di rivestimento per formare uno strato di saldatura resistente all'usura sulla superficie della parete del tubo o la tecnologia dei tubi compositi bimetallici per combinare lo strato di lega resistente all'usura con la matrice resistente. Questi processi sono complessi e richiedono requisiti elevati in termini di attrezzature e tecnologia, e di conseguenza anche il ciclo di produzione e i costi aumentano.

Differenze negli scenari applicativi
I tubi in acciaio ordinario sono ampiamente utilizzati nelle condotte di trasporto generali, nei supporti strutturali, nelle parti meccaniche e in altri campi e sono adatti per ambienti con usura medio-bassa. I tub

Considerazioni economiche
I normali tubi in acciaio sono relativamente economici grazie al loro semplice processo di produzione e ai bassi costi delle materie prime e sono adatti per le occasioni in cui non è richiesta resistenza all'usura. I tubi in acciaio resistenti all'usura hanno aumentato significativamente i costi di produzione e prezzi unitari più elevati a causa dell'aggiunta di elementi in lega e dell'uso di processi speciali. Tuttavia, dal punto di vista della durata complessiva e dei costi di manutenzione, i tubi in acciaio resistenti all'usura presentano migliori vantaggi economici in ambienti ad alta usura, che possono ridurre i tempi di fermo e gli sprechi di materiale causati dalle frequenti sostituzioni.