Jaké jsou rozdíly ve složení a výkonu mezi ocelovými trubkami odolnými proti opotřebení a běžnými ocelovými trubkami?

Základní definice a srovnání použití
Obyčejná ocelová trubka se vztahuje na trubku vyrobenou z uhlíkové oceli nebo nízkolegované oceli válcováním za tepla nebo válcováním za studena, která se používá hlavně k přepravě vody, plynu, oleje nebo jako konstrukční část. Ocelová trubka odolná proti opotřebení je navržena pro podmínky vysokého opotřebení na bázi běžné ocelové trubky. Obvykle má vysokou odolnost proti opotřebení díky speciálnímu složení slitiny, povrchové úpravě nebo kompozitní struktuře. Je vhodný pro dopravu abrazivních médií v hornictví, hutnictví, energetice, cementářství a dalších průmyslových odvětvích.

Rozdíl ve složení
Složení běžné ocelové trubky je relativně jednoduché, hlavně na bázi železa, s obsahem uhlíku obecně mezi 0,1 % a 0,3 % a příležitostně se přidává malé množství manganu, křemíku a dalších prvků pro zlepšení mechanických vlastností. Ocelové trubky odolné proti opotřebení často obsahují více legujících prvků, např. vyšší podíl manganu, chrómu, molybdenu, niklu atd. Tyto prvky zlepšují odolnost proti opotřebení tvorbou tvrdých fází a zlepšují organizační strukturu oceli. Například obsah manganu v trubkách odolných proti opotřebení z vysoce manganové oceli může dosáhnout více než 11 %, což přispívá k vytvoření struktury s houževnatostí i tvrdostí; zatímco některé opláštěné trubky odolné proti opotřebení zlepšují tvrdost povrchu a odolnost proti opotřebení svařením svarové vrstvy s vysokým obsahem uhlíku a práškem z tvrdé slitiny.

Rozdíly v mikrostruktuře
Obyčejné ocelové trubky mají obvykle feritové a perlitové struktury se střední tvrdostí, dobrou tažností a houževnatostí, splňující požadavky na pevnost pro obecné průmyslové aplikace. Vnitřní struktura ocelových trubek odolných proti opotřebení je poměrně složitá. Například ocel s vysokým obsahem manganu vytvoří po zpracování za studena jemnou dvojitou strukturu, která zvyšuje odolnost proti opotřebení; vrstva slitiny s vysokou tvrdostí (jako je karbid a nitrid) vytvořená na povrchu opláštění trubek odolných proti opotřebení výrazně zlepšuje odolnost proti opotřebení, zatímco matrice si zachovává určitou houževnatost, aby se zabránilo křehkému praskání. Některé ocelové trubky odolné proti opotřebení mají navíc bimetalovou kompozitní strukturu s ocelovou trubkou s dobrou houževnatostí uvnitř a vrstvou slitiny s vysokou tvrdostí na povrchu, která kombinuje výhody obou.

Porovnání mechanických vlastností
Pevnost v tahu, mez kluzu a prodloužení běžných ocelových trubek splňují obecné požadavky na přepravu a konstrukční použití. Tvrdost je obecně mezi 150 ~ 200 HBW a je snadné ji zpracovat, svařit a tvarovat. Ocelové trubky odolné proti opotřebení mají výrazně zlepšenou tvrdost a odolnost proti opotřebení. Tvrdost povrchu může dosáhnout 400 HBW nebo dokonce vyšší a odolnost proti nárazu je také speciálně navržena tak, aby se přizpůsobila podmínkám nárazového opotřebení. Pokud jde o houževnatost, ocelové trubky odolné proti opotřebení většinou používají speciální technologii tepelného zpracování nebo zpracování za studena, aby bylo zajištěno, že mají stále dostatečnou odolnost proti praskání a zároveň mají vysokou tvrdost, aby se zabránilo bezpečnostním rizikům způsobeným křehkým lomem.

Rozdíl v odolnosti proti opotřebení
Hlavní výhoda ocelových trubek odolných proti opotřebení spočívá v odolnosti jejich povrchu nebo celkových materiálů proti opotřebení. Když běžné ocelové trubky přepravují vysoce abrazivní média, jako je písek a struska, stěna trubky se snadno rychle opotřebuje, což zkracuje životnost. Ocelové trubky odolné proti opotřebení mohou účinně odolávat mechanickému opotřebení, nárazovému opotřebení a opotřebení korozí posílením složení materiálu nebo konstrukce kompozitní konstrukce, což může prodloužit životnost potrubí a snížit frekvenci údržby a výměny. Zejména v podmínkách s vysokým obsahem pevných částic vykazují ocelové trubky odolné proti opotřebení vysokou životnost.

Porovnání odolnosti proti korozi
Obyčejné ocelové trubky obvykle nemají speciální konstrukci odolnosti proti korozi a jsou snadno ovlivněny korozivními látkami, jako je vlhkost, kyseliny a zásady v médiu. Je třeba je chránit vnějšími ochrannými opatřeními, jako jsou nátěry a obložení. Ocelové trubky odolné proti opotřebení využívají slitinové prvky ke zlepšení odolnosti těla proti korozi. Například přidání prvků, jako je chrom a nikl, může zlepšit odolnost proti oxidaci a odolnost proti korozi; zatímco některé keramické kompozitní trubky odolné proti opotřebení dosahují díky kompozitním materiálům dvojí funkce odolnosti proti opotřebení a odolnosti proti korozi. Ale obecně je hlavním konstrukčním cílem ocelových trubek odolných proti opotřebení stále odolnost proti opotřebení a odolnost proti korozi je třeba vybrat podle konkrétních materiálů a podmínek použití.

Rozdíly ve výrobních procesech
Obyčejné ocelové trubky se většinou vyrábějí tradičními procesy, jako je válcování za tepla, válcování za studena a svařování. Proces je relativně vyspělý a náklady jsou nízké. Ocelové trubky odolné proti opotřebení mohou využívat různé speciální procesy, jako je válcování za studena z vysoce manganové oceli, proces odstředivého lití pro výrobu vrstvy slitiny s vysokou tvrdostí, proces navařování pro vytvoření vrstvy odolné proti opotřebení na povrchu stěny trubky nebo technologie bimetalických kompozitních trubek pro kombinaci vrstvy slitiny odolné proti opotřebení s houževnatou matricí. Tyto procesy jsou složité a mají vysoké požadavky na vybavení a technologii a odpovídajícím způsobem se zvyšuje i výrobní cyklus a náklady.

Rozdíly ve scénářích aplikace
Obyčejné ocelové trubky jsou široce používány v obecných dopravních potrubích, konstrukčních podpěrách, mechanických dílech a dalších oblastech a jsou vhodné pro prostředí s nízkým středním opotřebením. Ocelové trubky odolné proti opotřebení jsou navrženy pro drsné pracovní podmínky s vysokým opotřebením a velkým dopadem, jako je přeprava důlního písku a štěrku, potrubí elektrárenského popela, přeprava hutnické kejdy, systémy přepravy cementu atd. Výběr ocelových trubek odolných proti opotřebení může účinně prodloužit provozní cyklus zařízení a snížit ztráty způsobené prostojem a náklady na údržbu způsobené četností výměn potrubí.

Ekonomické úvahy
Obyčejné ocelové trubky jsou relativně levné díky svému jednoduchému výrobnímu procesu a nízkým nákladům na suroviny a jsou vhodné pro příležitosti, kde není vyžadována odolnost proti opotřebení. Ocelové trubky odolné proti opotřebení výrazně zvýšily výrobní náklady a vyšší jednotkové ceny v důsledku přidání slitinových prvků a použití speciálních procesů. Avšak z hlediska celkové životnosti a nákladů na údržbu mají ocelové trubky odolné proti opotřebení lepší ekonomické výhody v prostředích s vysokým opotřebením, což může snížit prostoje a plýtvání materiálem způsobené častou výměnou.