องค์ประกอบและประสิทธิภาพระหว่างท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอและท่อเหล็กธรรมดาแตกต่างกันอย่างไร?

ความหมายพื้นฐานและการเปรียบเทียบการใช้งาน
ท่อเหล็กธรรมดาหมายถึงท่อที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนหรือเหล็กกล้าผสมต่ำโดยผ่านกระบวนการรีดร้อนหรือรีดเย็น ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้ในการขนส่งน้ำ ก๊าซ น้ำมัน หรือเป็นชิ้นส่วนโครงสร้าง ท่อเหล็กทนต่อการสึกหรอ ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้มีสภาวะการสึกหรอสูงตามท่อเหล็กธรรมดา มักจะมีความต้านทานต่อการสึกหรอสูงจากองค์ประกอบของโลหะผสมพิเศษ การรักษาพื้นผิว หรือโครงสร้างคอมโพสิต เหมาะสำหรับการลำเลียงสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ โลหะ พลังงาน ซีเมนต์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ

ความแตกต่างในองค์ประกอบ
องค์ประกอบของท่อเหล็กธรรมดานั้นค่อนข้างง่าย โดยส่วนใหญ่มีธาตุเหล็ก โดยมีปริมาณคาร์บอนโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.1% ถึง 0.3% และในบางครั้งจะมีการเติมแมงกานีส ซิลิคอน และองค์ประกอบอื่น ๆ จำนวนเล็กน้อยเพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกล ท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอมักจะมีองค์ประกอบของโลหะผสมมากกว่า เช่น สัดส่วนของแมงกานีส โครเมียม โมลิบดีนัม นิกเกิล เป็นต้น ที่สูงขึ้น องค์ประกอบเหล่านี้ปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอโดยการสร้างเฟสที่แข็งและปรับปรุงโครงสร้างองค์กรของเหล็ก ตัวอย่างเช่น ปริมาณแมงกานีสในท่อที่ทนต่อการสึกหรอของเหล็กแมงกานีสสูงสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 11% ซึ่งเอื้อต่อการก่อตัวของโครงสร้างที่มีทั้งความเหนียวและความแข็ง ในขณะที่ท่อที่ทนต่อการสึกหรอหุ้มบางรุ่นจะปรับปรุงความแข็งของพื้นผิวและความต้านทานการสึกหรอโดยการเชื่อมชั้นเชื่อมที่มีปริมาณคาร์บอนสูงและผงโลหะผสมแข็ง

ความแตกต่างในโครงสร้างจุลภาค
ท่อเหล็กธรรมดามักจะมีโครงสร้างเฟอร์ไรต์และเพิร์ลไลต์ ซึ่งมีความแข็งปานกลาง มีความเหนียวและความเหนียวที่ดี ตอบสนองความต้องการด้านความแข็งแกร่งของงานอุตสาหกรรมทั่วไป โครงสร้างภายในของท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอค่อนข้างซับซ้อน ตัวอย่างเช่น เหล็กแมงกานีสสูงจะสร้างโครงสร้างแฝดที่ดีหลังการประมวลผลแบบเย็น ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการสึกหรอ ชั้นโลหะผสมที่มีความแข็งสูง (เช่น คาร์ไบด์และไนไตรด์) ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของท่อที่ทนต่อการสึกหรอหุ้มช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอได้อย่างมาก ในขณะที่เมทริกซ์ยังคงรักษาความเหนียวบางอย่างเพื่อป้องกันการแตกร้าวที่เปราะ นอกจากนี้ ท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอบางชนิดยังใช้โครงสร้างคอมโพสิตแบบไบเมทัลลิก โดยมีท่อเหล็กที่มีความเหนียวดีอยู่ภายในและมีชั้นโลหะผสมที่มีความแข็งสูงบนพื้นผิว ซึ่งรวมข้อดีของทั้งสองอย่างเข้าด้วยกัน

การเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกล
ความต้านทานแรงดึง ความแข็งแรงของผลผลิต และการยืดตัวของท่อเหล็กธรรมดาเป็นไปตามข้อกำหนดด้านการขนส่งและการใช้งานโครงสร้างทั่วไป โดยทั่วไปความแข็งจะอยู่ระหว่าง 150~200HBW และง่ายต่อการแปรรูป เชื่อม และขึ้นรูป ท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอมีความแข็งและความต้านทานการสึกหรอดีขึ้นอย่างมาก ความแข็งของพื้นผิวอาจสูงถึง 400HBW หรือสูงกว่านั้น และความต้านทานแรงกระแทกยังได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อปรับให้เข้ากับสภาวะการสึกหรอของแรงกระแทก ในด้านความเหนียว ท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอส่วนใหญ่ใช้เทคโนโลยีการอบชุบด้วยความร้อนพิเศษหรือเทคโนโลยีการแปรรูปเย็น เพื่อให้แน่ใจว่ายังคงมีความต้านทานการแตกร้าวที่เพียงพอ ในขณะที่มีความแข็งสูง เพื่อป้องกันอันตรายด้านความปลอดภัยที่เกิดจากการแตกหักแบบเปราะ

ความแตกต่างของความต้านทานการสึกหรอ
ข้อได้เปรียบหลักของท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรออยู่ที่ความต้านทานการสึกหรอของพื้นผิวหรือวัสดุโดยรวม เมื่อท่อเหล็กธรรมดาขนส่งสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง เช่น ทรายและตะกรัน ผนังท่อจะสึกกร่อนได้ง่ายและรวดเร็ว ส่งผลให้อายุการใช้งานสั้นลง ท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอสามารถต้านทานการสึกหรอทางกล การสึกหรอจากแรงกระแทก และการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการเสริมสร้างองค์ประกอบของวัสดุหรือการออกแบบโครงสร้างคอมโพสิต ซึ่งสามารถยืดอายุการใช้งานของท่อและลดความถี่ในการบำรุงรักษาและการเปลี่ยนใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาวะที่มีอนุภาคของแข็งสูง ท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอจะแสดงความทนทานที่แข็งแกร่ง

การเปรียบเทียบความต้านทานการกัดกร่อน
ท่อเหล็กธรรมดามักไม่มีการออกแบบพิเศษให้ทนทานต่อการกัดกร่อน และได้รับผลกระทบจากสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น ความชื้น กรด และด่างในตัวกลางได้ง่าย พวกเขาจำเป็นต้องได้รับการปกป้องด้วยมาตรการป้องกันภายนอก เช่น สารเคลือบและวัสดุบุผิว ท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอใช้องค์ประกอบโลหะผสมเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของตัวถัง ตัวอย่างเช่น การเพิ่มองค์ประกอบเช่นโครเมียมและนิกเกิลสามารถปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชันและความต้านทานการกัดกร่อน ในขณะที่ท่อที่ทนต่อการสึกหรอของเซรามิกคอมโพสิตบางชนิดมีฟังก์ชั่นคู่ของความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานการกัดกร่อนผ่านวัสดุคอมโพสิต แต่โดยทั่วไป เป้าหมายการออกแบบหลักของท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอยังคงเป็นความต้านทานการสึกหรอ และจำเป็นต้องเลือกความต้านทานการกัดกร่อนตามวัสดุเฉพาะและเงื่อนไขการใช้งาน

ความแตกต่างในกระบวนการผลิต
ท่อเหล็กธรรมดาส่วนใหญ่ผลิตโดยกระบวนการดั้งเดิม เช่น การรีดร้อน การรีดเย็น และการเชื่อม กระบวนการนี้ค่อนข้างสมบูรณ์และมีต้นทุนต่ำ ท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรออาจใช้กระบวนการพิเศษที่หลากหลาย เช่น การขึ้นรูปยืดด้วยเหล็กแมงกานีสสูงรีดเย็น กระบวนการหล่อแบบแรงเหวี่ยงเพื่อสร้างชั้นโลหะผสมที่มีความแข็งสูง กระบวนการพื้นผิวเพื่อสร้างชั้นเชื่อมที่ทนต่อการสึกหรอบนพื้นผิวผนังท่อ หรือเทคโนโลยีท่อคอมโพสิต bimetallic เพื่อรวมชั้นโลหะผสมที่ทนต่อการสึกหรอเข้ากับเมทริกซ์ที่แข็งแกร่ง กระบวนการเหล่านี้มีความซับซ้อนและมีความต้องการอุปกรณ์และเทคโนโลยีสูง อีกทั้งวงจรการผลิตและต้นทุนก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย

ความแตกต่างในสถานการณ์การใช้งาน
ท่อเหล็กธรรมดาถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในท่อขนส่งทั่วไป ส่วนรองรับโครงสร้าง ชิ้นส่วนเครื่องจักรกล และสาขาอื่นๆ และเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการสึกหรอปานกลางต่ำ ท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอได้รับการออกแบบมาสำหรับสภาพการทำงานที่รุนแรงซึ่งมีการสึกหรอสูงและมีผลกระทบสูง เช่น การขนส่งทรายและกรวดในเหมือง ท่อส่งขี้เถ้าของโรงไฟฟ้า การขนส่งสารละลายโลหะ ระบบการขนส่งปูนซีเมนต์ ฯลฯ การเลือกท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอสามารถขยายวงจรการทำงานของอุปกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และลดการสูญเสียเวลาหยุดทำงานและค่าบำรุงรักษาที่เกิดจากความถี่ของการเปลี่ยนท่อ

ข้อพิจารณาทางเศรษฐกิจ
ท่อเหล็กธรรมดามีราคาค่อนข้างถูกเนื่องจากมีกระบวนการผลิตที่เรียบง่ายและมีต้นทุนวัตถุดิบต่ำ และเหมาะสำหรับโอกาสที่ไม่ต้องการความต้านทานการสึกหรอ ท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอทำให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้นอย่างมากและราคาต่อหน่วยที่สูงขึ้นเนื่องจากการเติมองค์ประกอบโลหะผสมและการใช้กระบวนการพิเศษ อย่างไรก็ตาม จากมุมมองของอายุการใช้งานโดยรวมและค่าบำรุงรักษา ท่อเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอมีประโยชน์เชิงเศรษฐกิจที่ดีกว่าในสภาพแวดล้อมที่มีการสึกหรอสูง ซึ่งสามารถลดการหยุดทำงานและการสิ้นเปลืองวัสดุที่เกิดจากการเปลี่ยนบ่อยครั้ง