Quali sono i substrati e i materiali di rivestimento comunemente utilizzati per i tubi in acciaio resistenti all'usura?
Nei sistemi di trasporto industriale, in particolare in ambienti di lavoro ad alta usura e ad alto impatto come l'estrazione mineraria, l'elettricità, la metallurgia e il cemento, tubi in acciaio resistenti all'usura svolgere un ruolo vitale. La sua funzione principale è quella di prolungare significativamente la durata della tubazione, ridurre la frequenza di sostituzione e ridurre i costi operativi durante il trasporto di particelle solide, ceneri volanti, liquami, sabbia, ghiaia e altri mezzi. Le prestazioni dei tubi in acciaio resistenti all'usura dipendono in gran parte dalla selezione scientifica e dalla qualità di produzione dei loro substrati e dei materiali di rivestimento.
In qualità di eccellente fornitore di materiali resistenti all'usura e al calore nei settori del trattamento termico, metallurgico e petrolchimico nella provincia di Jiangsu, Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd. si è concentrata a lungo sulla ricerca, lo sviluppo e la produzione di tubi in acciaio resistenti all'usura e tubi di fusione centrifuga ad alta lega e ha accumulato una ricca esperienza ingegneristica, soprattutto nell'aspetto della selezione dei materiali, formando un proprio sistema tecnico maturo.
Scelta del substrato per tubi in acciaio resistenti all'usura
Il substrato dei tubi di acciaio resistenti all'usura svolge principalmente il ruolo di supporto meccanico e la sua resistenza, plasticità e prestazioni di saldatura determinano la stabilità strutturale dell'intero sistema di tubazioni. I materiali di base comuni includono:
1. Acciaio strutturale al carbonio (come Q235, Q345)
Questo è il tipo di acciaio strutturale più comune, con buona saldabilità, resistenza moderata, basso costo ed è ampiamente utilizzato nelle occasioni di trasporto industriale convenzionali. Adatto per rivestire rivestimenti ceramici o come rivestimento di tubi di base.
2. Acciaio strutturale legato (come le serie 20#, 16Mn, CrMo)
Viene utilizzato in condizioni di lavoro con determinati requisiti per ambienti ad alta temperatura o corrosivi e ha una maggiore resistenza alla trazione e alla temperatura.
3. Acciaio legato per alte temperature (come le serie HK, HP, HT)
In ambienti ad alta temperatura e altamente corrosivi, l'acciaio al carbonio ordinario è difficile da gestire e in questo momento sono necessari materiali di base ad alta lega ad alta temperatura. Ad esempio, i materiali in lega di nichel ad alto contenuto di cromo come HP40, HK30, IN519 utilizzati da Wuxi Dongmingguan hanno raggiunto un'eccellente stabilità termica e densità strutturale attraverso il processo di fusione centrifuga e sono ampiamente utilizzati nei sistemi di tubazioni ad alta temperatura nei forni di cracking petrolchimici e nelle apparecchiature di trattamento termico.
Wuxi Dongmingguan ha una capacità produttiva annua di 5.000 tonnellate di pezzi fusi, dotata di molteplici forni per il trattamento termico e apparecchiature per la lavorazione di precisione. Può personalizzare soluzioni di substrati ad alte prestazioni in base alle condizioni di lavoro del cliente e soddisfare efficacemente i requisiti strutturali di varie occasioni di trasporto complesse.
Tipi di materiali di rivestimento e selezione di tubi in acciaio resistenti all'usura
Il materiale di rivestimento determina la resistenza all'usura, la resistenza agli urti e la resistenza alla corrosione della tubazione. A seconda delle caratteristiche del mezzo di trasporto, della temperatura operativa e del modo di usura, i materiali di rivestimento comuni includono:
1. Strato di rivestimento resistente all'usura (rivestimento in lega)
Questo è il metodo attualmente più utilizzato. Sovrapponendo leghe ad alto contenuto di cromo (come Cr7C3, Cr13, ecc.) sulla parete interna del tubo d'acciaio per formare uno strato denso e resistente all'usura, la durezza può raggiungere 60~65 HRC. Adatto per ambienti soggetti a usura a medio e alto impatto come ceneri volanti e polvere di carbone.
Wuxi Dongmingguan dispone di attrezzature di sovrapposizione avanzate e tecnologia di fusione di precisione EPC, che possono realizzare tecnologie di sovrapposizione multistrato e di sovrapposizione composita, migliorando notevolmente la forza di adesione e la durata dello strato di sovrapposizione.
2. Rivestimento in ceramica (lamiera in ceramica di allumina/zirconio/anello in ceramica)
La ceramica ha una durezza estremamente elevata (HV 1000~1800) e un'eccellente resistenza alla corrosione e è adatta per ambienti ad alta usura e a basso impatto. Sono spesso utilizzati nelle condutture delle ceneri nelle centrali elettriche a carbone e nei sistemi di trasporto dei liquami nelle miniere.
Wuxi Dongmingguan ha integrato con successo la tecnologia dei tubi ceramici patch/incorporati in ceramica nelle tubazioni con struttura in acciaio al carbonio attraverso la cooperazione con fornitori di tecnologia ceramica, risolvendo efficacemente il problema della breve durata delle sezioni di tubi ad alta usura e ottenendo elogi da parte degli utenti.
3. Rivestimento composito autopropagante (tubo SHS)
La tecnologia di sintesi ad alta temperatura (SHS) autopropagante è una tecnologia relativamente avanzata negli ultimi anni. Forma uno strato interno denso e resistente all'usura attraverso una reazione istantanea ad alta temperatura, ha una forte forza di adesione ed è adatto per le occasioni in cui sono importanti sia la resistenza all'usura che la resistenza alla corrosione.
4. Rivestimento in lega ad alto contenuto di cromo mediante fusione centrifuga
Per occasioni abrasive ad alta temperatura (come forni per trattamento termico, tubi di cracking), Wuxi Dongmingguan utilizza leghe di nichel ad alto contenuto di cromo (come HP, IN519) per la fusione centrifuga per formare corpi di tubi in lega a pareti spesse e ad alta densità, che hanno una resistenza estremamente elevata alla fatica termica e all'usura termica. È la soluzione preferita da molti produttori di apparecchiature nazionali ed esteri (come Epson, Aixie Lin, Fengdong) per l'abbinamento a lungo termine.
Come controllare efficacemente la deformazione e la fessurazione dei tubi in acciaio resistente all'usura durante il processo di produzione
Oggi, con condizioni di lavoro ad alta usura sempre più complesse, i tubi in acciaio resistenti all'usura sono ampiamente utilizzati nei settori minerario, energetico, del cemento, metallurgico, petrolchimico e di altro tipo grazie alla loro eccellente resistenza all'usura. Tuttavia, nel processo di produzione, i problemi di deformazione e fessurazione sono sempre stati difficoltà tecniche nel controllo di qualità, soprattutto nei processi di colata centrifuga e di superficie di acciai di grande diametro, lunghi o altolegati. Come controllare efficacemente questi due difetti chiave che influiscono sulla vita e sulla sicurezza alla fonte è diventato un argomento che le aziende manifatturiere devono superare.
Controllo della fonte dei materiali: la prima linea di difesa per la composizione chimica e la struttura organizzativa
Le prestazioni di tubi in acciaio resistenti all'usura inizia con la progettazione ragionevole dei materiali e un rigoroso controllo di qualità. A Wuxi Dongmingguan, l'azienda utilizza spettrometri a lettura diretta, spettrometri portatili e analizzatori di fase cristallina per garantire che la composizione delle materie prime soddisfi i requisiti di impostazione del processo. In risposta ai requisiti di resistenza all'usura delle diverse condizioni di lavoro, vengono spesso utilizzati materiali resistenti all'usura alle alte temperature come acciaio ad alta lega Cr-Ni, acciaio legato Cr-Mo, HP, HK, ecc.
Inoltre, l'azienda utilizza il controllo della fase cristallina per evitare la struttura di segregazione o la fase dura e fragile nelle fusioni e previene la rottura da concentrazione di stress dei materiali durante il successivo trattamento termico e la superficie.
Ottimizzazione del processo: controllo multidimensionale della fusione, del raffreddamento e del trattamento termico
Quando si producono tubi centrifugati altolegati o tubi compositi in acciaio resistente all'usura, l'ottimizzazione della temperatura di fusione, della velocità di raffreddamento e del processo di trattamento termico è particolarmente critica. Wuxi Dongmingguan adotta le seguenti misure durante il funzionamento effettivo:
1. Controllo dell'equilibrio dinamico durante la fusione centrifuga
L'azienda utilizza apparecchiature centrifughe di controllo della conversione di frequenza ad alta precisione per mantenere velocità e gradiente di temperatura uniformi durante il processo di colata, in modo da ottenere una disposizione densa di metallo fuso sulla parete interna del tubo ed evitare efficacemente spessori irregolari o accumulo di stress causati dalla "fluttuazione del metallo".
2. Allevia lo stress durante il trattamento termico
Dotato di più forni di trattamento termico programmabili, può implementare con precisione processi di trattamento termico come ricottura, soluzione, normalizzazione e rinvenimento. Attraverso il riscaldamento graduale e il raffreddamento lento, può rilasciare completamente lo stress interno e prevenire efficacemente le crepe nei tubi fusi o negli strati di rivestimento durante la lavorazione o il servizio successivi.
Il processo di trattamento termico è combinato con il software di simulazione degli elementi finiti ABAQUS per analizzare i campi di stress, prevedere le tendenze della deformazione ed effettuare in anticipo la progettazione strutturale e le modifiche dei parametri di processo.
Tecnologia di controllo dello stress termico in fase di saldatura del rivestimento
Per le strutture di tubi compositi che richiedono strati di rivestimento resistenti all'usura, il controllo delle zone interessate dal calore durante la saldatura è particolarmente importante. Sulla base di molti anni di esperienza nel rivestimento, Dongmingguan ha formato i seguenti punti chiave di controllo:
1. Rivestimento multistrato a strati
Adottando una strategia di saldatura multi-pass con bassa corrente e basso apporto di calore, il rivestimento a strati viene eseguito in modo uniforme per ridurre efficacemente il picco di temperatura di un singolo strato e ridurre il rischio di crepe termiche.
2. Preriscaldamento e trattamento post-termico
Per le leghe di rivestimento ad alto contenuto di carbonio e cromo, vengono implementati processi di isolamento di preriscaldamento (150-350 ℃) e post-riscaldamento per alleviare le microfessure causate dal ritiro irregolare dei tessuti durante il raffreddamento.
3. L'attrezzatura per la saldatura automatica stabilizza la qualità del rivestimento
Presentazione di robot di saldatura intelligenti per controllare la velocità e la postura del rivestimento, combinati con sistemi di tracciamento della saldatura per mantenere la consistenza della saldatura e ridurre l'interferenza dei fattori umani con la qualità.
Uguale enfasi sul controllo della tolleranza geometrica e sui metodi di prova non distruttivi
Per garantire le dimensioni geometriche complessive della tubazione e l'assenza di potenziali microfessurazioni, l'azienda utilizza molteplici set di metodi di prova ad alta precisione:
Scanner 3D (GEOMAGIC CON): confronto in tempo reale con il modello CAD per controllare la deformazione entro ±1mm;
Rilevatore di difetti ad ultrasuoni, rilevatore di difetti a particelle magnetiche: utilizzato per rilevare difetti nascosti come ritiro interno, inclusioni di scorie e microfessure;
Durometro Brinell e tester di impatto a trazione: valutazione completa per verificare se le proprietà meccaniche soddisfano i requisiti standard.
Queste procedure di test di alto livello attraversano le tre fasi di materie prime, prodotti semilavorati e prodotti finiti, fornendo una solida garanzia per la stabilità e la tracciabilità dei prodotti.
A quali metodi di connessione prestare attenzione quando si installano tubi in acciaio resistenti all'usura in loco
I metodi di connessione dei tubi in acciaio resistenti all'usura vengono selezionati principalmente in base alla pressione di esercizio, alla temperatura, all'ambiente di installazione, alla comodità di manutenzione e ad altri fattori. Di seguito sono riportati diversi metodi di connessione comuni e le relative caratteristiche:
1. Giunto saldato
La saldatura è attualmente il metodo di connessione più solido e meglio sigillato, adatto per alte temperature, alta pressione o occasioni in cui non è possibile lo smontaggio regolare. I suoi principali vantaggi sono la forte integrità e la non facile perdita; i suoi svantaggi sono gli elevati requisiti tecnici di installazione e la difficoltà nel successivo smontaggio.
Il suggerimento di Dongmingguan: nel trasporto di mezzi ad alta temperatura e alta pressione o in spazi limitati (come tubi di radiazione ad alta temperatura, condotte di circolazione del forno di riscaldamento), si consiglia di utilizzare una struttura completamente saldata e viene utilizzata la saldatura automatica o la saldatura ad arco di argon per migliorare la stabilità della qualità.
2. Giunto flangiato
I giunti flangiati sono facili da installare, smontare e riparare e vengono spesso utilizzati in sistemi con media e bassa pressione o sezioni di tubazioni che richiedono manutenzione e sostituzione regolari. Dongmingguan fornisce porte di aggancio a flangia prefabbricate e garantisce la precisione della superficie di tenuta attraverso la lavorazione meccanica.
Nota durante l'installazione: la superficie terminale della flangia deve essere perpendicolare all'asse del tubo e la scelta della guarnizione deve considerare la corrosività e la temperatura del mezzo. Si consigliano guarnizioni avvolte in metallo o guarnizioni in grafite flessibile ad alta resistenza.
3. Accoppiamento a morsetto
Adatto per carichi e scarichi rapidi e sistemi di condotte mobili, comunemente utilizzati nei sistemi di trasporto minerario. Le connessioni a morsetto ottengono la tenuta della faccia terminale tramite anelli di fissaggio esterni e sono generalmente utilizzate in situazioni di bassa pressione.
Dongmingguan personalizza la struttura di rinforzo dell'espansione esterna su entrambe le estremità del tubo di colata centrifuga ad alta lega e collabora con il morsetto ad alta resistenza per bloccare e sigillare, migliorando la stabilità della connessione.
4. Manicotto/Giunto filettato
È adatto per scenari di piccolo diametro o a basso flusso e viene generalmente utilizzato per condotte ausiliarie. Tuttavia, per i tubi resistenti all'usura ad alta durezza, a causa della difficoltà di lavorazione della filettatura e della mancanza di resistenza agli urti, nella pratica vengono utilizzati raramente.
Dettagli tecnici a cui prestare particolare attenzione durante l'installazione
Al fine di garantire il funzionamento stabile e a lungo termine del sistema di tubazioni in acciaio resistente all'usura, Wuxi Dongmingguan sottolinea che è necessario prestare attenzione ai seguenti punti tecnici chiave durante l'installazione in loco:
1. Controllo centraggio assiale della tubazione
Qualsiasi forma di connessione disallineata, obliqua o disallineata causerà usura locale e persino perdite del giunto. L'azienda consiglia di utilizzare uno scanner laser tridimensionale per la misurazione e il posizionamento in loco per garantire un ancoraggio accurato di ciascuna sezione della tubazione.
2. Prenotazione del gap di dilatazione e contrazione termica
I tubi in acciaio resistenti all'usura vengono spesso utilizzati in ambienti ad alta temperatura (>600 ℃) ed è necessario considerare la compensazione della dilatazione termica. Si consiglia di prevedere giunti di dilatazione tra ciascuna sezione, oppure progettare giunti di dilatazione a soffietto e staffe scorrevoli per evitare deformazioni o fessurazioni della sezione di collegamento dovute alla dilatazione termica.
3. Controllo della zona interessata dal calore dell'impianto di saldatura
Se si adotta un collegamento tramite saldatura, l'apporto termico di saldatura deve essere controllato in cantiere per evitare l'infragilimento della struttura del materiale principale dovuto al surriscaldamento. Dongmingguan consiglia l'uso del processo di saldatura multi-passaggio a basso apporto di calore e la ricottura locale dopo la saldatura per rilasciare lo stress residuo della saldatura.
Servizi di connessione personalizzati supportati da Dongmingguan
In qualità di produttore professionale che integra progettazione, produzione, lavorazione e test, Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd. non solo fornisce prodotti standard per tubi resistenti all'usura, ma fornisce anche servizi di progettazione di ottimizzazione della struttura di connessione one-stop:
Faccia terminale di saldatura o struttura della flangia preinstallata personalizzata per i clienti;
Il posizionamento della saldatura e la preinstallazione complessiva possono essere completati prima di lasciare la fabbrica, risparmiando tempo sull'installazione in loco;
Fornire analisi di resistenza e simulazione dello stress termico (ABAQUS) della struttura di connessione per garantire un funzionamento sicuro;
Fornire servizi di supporto tecnico presso il sito di installazione, inclusi guida al processo e servizi di test.
Colata centrifuga
