Wat zijn de verschillen in samenstelling en prestatie tussen slijtvaste stalen buizen en gewone stalen buizen?

Basisdefinitie en gebruiksvergelijking
Gewone stalen buis verwijst naar een buis gemaakt van koolstofstaal of laaggelegeerd staal door middel van warmwalsen of koudwalsen, die voornamelijk wordt gebruikt voor het transport van water, gas, olie of als structureel onderdeel. Slijtvaste stalen buis is ontworpen voor omstandigheden met hoge slijtage op basis van gewone stalen buizen. Het heeft doorgaans een hoge slijtvastheid door een speciale legeringssamenstelling, oppervlaktebehandeling of composietstructuur. Het is geschikt voor het transporteren van schurende media in de mijnbouw, metallurgie, energie-, cement- en andere industrieën.

Verschil in samenstelling
De samenstelling van gewone stalen buizen is relatief eenvoudig, voornamelijk gebaseerd op ijzer, met een koolstofgehalte dat doorgaans tussen 0,1% en 0,3% ligt, en af en toe wordt een kleine hoeveelheid mangaan, silicium en andere elementen toegevoegd om de mechanische eigenschappen te verbeteren. Slijtvaste stalen buizen bevatten vaak meer legeringselementen, zoals een hoger aandeel mangaan, chroom, molybdeen, nikkel etc. Deze elementen verbeteren de slijtvastheid door harde fasen te vormen en de organisatiestructuur van staal te verbeteren. Het mangaangehalte in slijtvaste buizen van hoog mangaanstaal kan bijvoorbeeld meer dan 11% bereiken, wat bevorderlijk is voor de vorming van een structuur met zowel taaiheid als hardheid; terwijl sommige slijtvaste buizen de oppervlaktehardheid en slijtvastheid verbeteren door een laslaag met een hoog koolstofgehalte en hard legeringspoeder te lassen.

Verschillen in microstructuur
Gewone stalen buizen hebben doorgaans ferriet- en perlietstructuren, met een matige hardheid, goede ductiliteit en taaiheid, en voldoen aan de sterkte-eisen van algemene industriële toepassingen. De interne structuur van slijtvaste stalen buizen is relatief complex. Staal met een hoog mangaangehalte zal bijvoorbeeld na koude verwerking een fijne dubbele structuur vormen, wat de slijtvastheid verbetert; de legeringslaag met hoge hardheid (zoals carbide en nitride) gevormd op het oppervlak van slijtvaste pijpen verbetert de slijtvastheid aanzienlijk, terwijl de matrix een bepaalde taaiheid behoudt om bros scheuren te voorkomen. Bovendien hebben sommige slijtvaste stalen buizen een bimetaalcomposietstructuur, met een stalen buis met een goede taaiheid aan de binnenkant en een legeringslaag met hoge hardheid op het oppervlak, waardoor de voordelen van beide worden gecombineerd.

Vergelijking van mechanische eigenschappen
De treksterkte, vloeigrens en rek van gewone stalen buizen voldoen aan de algemene vereisten voor transport en structurele toepassingen. De hardheid ligt over het algemeen tussen 150 ~ 200 HBW en is gemakkelijk te verwerken, lassen en vormen. Slijtvaste stalen buizen hebben de hardheid en slijtvastheid aanzienlijk verbeterd. De oppervlaktehardheid kan 400HBW of zelfs hoger bereiken, en de slagvastheid is ook speciaal ontworpen om zich aan te passen aan impactslijtageomstandigheden. In termen van taaiheid maken slijtvaste stalen buizen meestal gebruik van speciale warmtebehandelings- of koudeverwerkingstechnologie om ervoor te zorgen dat ze nog steeds voldoende scheurweerstand hebben en tegelijkertijd een hoge hardheid hebben om veiligheidsrisico's veroorzaakt door brosse breuken te voorkomen.

Verschil in slijtvastheid
Het belangrijkste voordeel van slijtvaste stalen buizen ligt in de slijtvastheid van hun oppervlak of totale materialen. Wanneer gewone stalen buizen zeer schurende media zoals zand en slakken transporteren, wordt de buiswand gemakkelijk snel dun, waardoor de levensduur wordt verkort. Slijtvaste stalen buizen kunnen effectief mechanische slijtage, impactslijtage en corrosieslijtage weerstaan ​​door de materiaalsamenstelling of het ontwerp van de composietstructuur te versterken, wat de levensduur van de pijpleiding kan verlengen en de frequentie van onderhoud en vervanging kan verminderen. Vooral onder omstandigheden met veel vaste deeltjes vertonen slijtvaste stalen buizen een sterke duurzaamheid.

Vergelijking van corrosieweerstand
Gewone stalen buizen hebben meestal geen speciaal corrosiebestendig ontwerp en worden gemakkelijk aangetast door corrosieve stoffen zoals vocht, zuur en alkali in het medium. Ze moeten worden beschermd door externe beschermende maatregelen zoals coatings en voeringen. Slijtvaste stalen buizen gebruiken legeringselementen om de corrosieweerstand van het lichaam te verbeteren. Het toevoegen van elementen zoals chroom en nikkel kan bijvoorbeeld de oxidatieweerstand en corrosieweerstand verbeteren; terwijl sommige slijtvaste keramische composietbuizen de dubbele functie van slijtvastheid en corrosieweerstand bereiken door middel van composietmaterialen. Maar over het algemeen is het belangrijkste ontwerpdoel van slijtvaste stalen buizen nog steeds slijtvastheid, en corrosieweerstand moet worden geselecteerd op basis van specifieke materialen en toepassingsomstandigheden.

Verschillen in productieprocessen
Gewone stalen buizen worden meestal geproduceerd door middel van traditionele processen zoals warmwalsen, koudwalsen en lassen. Het proces is relatief volwassen en de kosten zijn laag. Slijtvaste stalen buizen kunnen een verscheidenheid aan speciale processen gebruiken, zoals koudwalsen van hoog mangaanstaal, rekvormen, een centrifugaal gietproces om een ​​legeringslaag met een hoge hardheid te produceren, een oppervlakteproces om een ​​slijtvaste laslaag op het buiswandoppervlak te vormen, of bimetaalcomposietbuistechnologie om de slijtvaste legeringslaag te combineren met de taaie matrix. Deze processen zijn complex en stellen hoge eisen aan apparatuur en technologie, en de productiecyclus en kosten stijgen dienovereenkomstig ook.

Verschillen in toepassingsscenario's
Gewone stalen buizen worden veel gebruikt in algemene transportpijpleidingen, structurele steunen, mechanische onderdelen en andere gebieden, en zijn geschikt voor omgevingen met lage gemiddelde slijtage. Slijtvaste stalen buizen zijn ontworpen voor zware werkomstandigheden met hoge slijtage en hoge impact, zoals het transport van mijnzand en grind, aspijpleidingen van elektriciteitscentrales, metallurgisch slurrytransport, cementtransportsystemen, enz. Het kiezen van slijtvaste stalen buizen kan de werkingscyclus van de apparatuur effectief verlengen en stilstandverliezen en onderhoudskosten verminderen die worden veroorzaakt door de frequentie van pijpleidingvervanging.

Economische overwegingen
Gewone stalen buizen zijn door hun eenvoudige productieproces en lage grondstofkosten relatief goedkoop en geschikt voor toepassingen waarbij slijtvastheid niet vereist is. Slijtvaste stalen buizen hebben de productiekosten en hogere eenheidsprijzen aanzienlijk verhoogd als gevolg van de toevoeging van legeringselementen en het gebruik van speciale processen. Vanuit het perspectief van de totale levensduur en onderhoudskosten hebben slijtvaste stalen buizen echter betere economische voordelen in omgevingen met hoge slijtage, waardoor stilstand en materiaalverspilling als gevolg van frequente vervanging kunnen worden verminderd.