Какие подложки и футеровочные материалы обычно используются для изготовления износостойких стальных труб?
В промышленных транспортных системах, особенно в условиях повышенного износа и ударных нагрузок, таких как горнодобывающая промышленность, электроэнергетика, металлургия и цементная промышленность, трубы из износостойкой стали играют жизненно важную роль. Его основная функция — значительно продлить срок службы трубопровода, снизить частоту замены и снизить эксплуатационные расходы при транспортировке твердых частиц, летучей золы, шлама, песка, гравия и других сред. Эксплуатационные характеристики износостойких стальных труб во многом зависят от научного выбора и качества изготовления их подложек и материалов футеровки.
Являясь отличным поставщиком износостойких и термостойких материалов для термической обработки, металлургии и нефтехимической промышленности в провинции Цзянсу, компания Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd. уже давно занимается исследованиями, разработками и производством износостойких стальных труб и труб для центробежного литья из высоколегированных сплавов, а также накопила богатый инженерный опыт, особенно в аспекте выбора материалов, сформировав собственную зрелую техническую систему.
Выбор подложки для труб из износостойкой стали
Подложка из износостойких стальных труб в основном выполняет роль механической опоры, а ее прочность, пластичность и сварочные характеристики определяют структурную устойчивость всей трубопроводной системы. Общие базовые материалы включают в себя:
1. Углеродистая конструкционная сталь (например, Q235, Q345)
Это наиболее распространенный тип конструкционной стали, обладающий хорошей свариваемостью, умеренной прочностью, низкой стоимостью и широко используемый в обычных промышленных перевозках. Подходит для покрытия керамической футеровки или в качестве облицовки основной трубы.
2. Легированная конструкционная сталь (например, серии 20#, 16Mn, CrMo)
Он используется в условиях труда с определенными требованиями к высокой температуре или агрессивной среде, имеет более высокую прочность на разрыв и термостойкость.
3. Жаропрочная легированная сталь (например, серии HK, HP, HT)
В условиях высоких температур и высокой коррозионной среды с обычной углеродистой сталью трудно справиться, и в настоящее время требуются высокотемпературные высоколегированные базовые материалы. Например, материалы из сплавов никеля с высоким содержанием хрома, такие как HP40, HK30, IN519, используемые компанией Wuxi Dongmingguan, достигли превосходной термической стабильности и структурной плотности благодаря процессу центробежного литья и широко используются в высокотемпературных трубопроводных системах в нефтехимических печах крекинга и оборудовании для термообработки.
Компания Wuxi Dongmingguan имеет годовую производственную мощность в 5000 тонн отливок, оснащена множеством печей для термообработки и прецизионным обрабатывающим оборудованием. Он может адаптировать высокопроизводительные решения для подложек в соответствии с условиями работы клиента и эффективно соответствовать структурным требованиям различных сложных случаев транспортировки.
Виды футеровочного материала и выбор труб из износостойкой стали
Материал футеровки определяет износостойкость, ударопрочность и коррозионную стойкость трубопровода. В зависимости от характеристик транспортирующей среды, рабочей температуры и режима износа к распространенным материалам футеровки относятся:
1. Накладной износостойкий слой (накладка из сплава)
В настоящее время это наиболее широко используемый метод. Путем наложения сплавов с высоким содержанием хрома (таких как Cr7C3, Cr13 и т. д.) на внутреннюю стенку стальной трубы для образования плотного износостойкого слоя твердость может достигать 60–65 HRC. Подходит для сред со средней и высокой степенью износа, таких как летучая зола и угольный порошок.
Компания Wuxi Dongmingguan располагает передовым оборудованием для наплавки и технологией прецизионного литья EPC, которая позволяет реализовать технологию многослойного наложения и композитного наложения, что значительно повышает прочность соединения и срок службы накладного слоя.
2. Керамическая облицовка (керамический лист из оксида алюминия/диоксида циркония/керамическое кольцо)
Керамика имеет чрезвычайно высокую твердость (HV 1000~1800) и отличную коррозионную стойкость и подходит для условий с высоким износом и низким уровнем воздействия. Они часто используются в золопроводах на угольных электростанциях и в системах транспортировки шлама в шахтах.
Компания Wuxi Dongmingguan успешно внедрила технологию керамических пластырей/врезанных керамических труб в трубопроводы из углеродистой стали благодаря сотрудничеству с поставщиками керамических технологий, эффективно решая проблему короткого срока службы быстроизнашивающихся секций труб и получив высокую оценку пользователей.
3. Самораспространяющаяся композитная футеровка (труба СВС).
Технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) является относительно передовой технологией последних лет. Он образует плотный износостойкий внутренний слой за счет мгновенной высокотемпературной реакции, обладает сильной силой сцепления и подходит для случаев, когда важны как износостойкость, так и коррозионная стойкость.
4. Футеровка из сплава с высоким содержанием хрома, полученного центробежным литьем.
Для высокотемпературных абразивных работ (таких как печи для термообработки, крекинговые трубы) компания Wuxi Dongmingguan использует сплавы с высоким содержанием хрома и никеля (такие как HP, IN519) для центробежного литья для формирования толстостенных корпусов труб из сплавов высокой плотности, которые имеют чрезвычайно высокую устойчивость к термической усталости и термическому износу. Это предпочтительное решение для многих отечественных и зарубежных производителей оборудования (таких как Epson, Aixie Lin, Fengdong) для долгосрочного соответствия.
Как эффективно контролировать деформацию и растрескивание труб из износостойкой стали в процессе производства
Сегодня, в связи с усложнением условий труда с высоким уровнем износа, износостойкие стальные трубы широко используются в горнодобывающей, энергетической, цементной, металлургической, нефтехимической и других отраслях промышленности благодаря своей превосходной износостойкости. Однако в производственном процессе проблемы деформации и растрескивания всегда представляли собой технические трудности при контроле качества, особенно в процессах центробежного литья и наплавки сталей большого диаметра, длинномерных или высоколегированных сталей. Как эффективно контролировать эти два ключевых дефекта, влияющих на жизнь и безопасность у источника, стало темой, которую должны решить компании-производители.
Контроль источников материалов: первая линия защиты химического состава и организационной структуры
Производительность трубы из износостойкой стали начинается с разумного проектирования материалов и строгого контроля качества. В Уси Дунмингуань компания использует спектрометры прямого считывания, портативные спектрометры и кристаллические фазовые анализаторы, чтобы гарантировать, что состав сырья соответствует требованиям технологического процесса. В ответ на требования к износостойкости в различных условиях работы часто используются жаропрочные износостойкие материалы, такие как высоколегированная сталь Cr-Ni, легированная сталь Cr-Mo, HP, HK и т. д.
Кроме того, компания использует контроль кристаллической фазы, чтобы избежать сегрегации структуры или твердой и хрупкой фазы в отливках, а также предотвращает растрескивание материалов при концентрации напряжений во время последующей термообработки и наплавки.
Оптимизация процесса: многомерный контроль литья, охлаждения и термообработки
При производстве высоколегированных центробежнолитых труб или композитных износостойких стальных труб особенно важна оптимизация температуры литья, скорости охлаждения и процесса термообработки. В условиях реальной эксплуатации Уси Дунмингуань принимает следующие меры:
1. Контроль динамического баланса при центробежном литье.
Компания использует высокоточное центробежное оборудование для управления преобразованием частоты для поддержания равномерной скорости и градиента температуры во время процесса разливки, чтобы добиться плотного расположения расплавленного металла на внутренней стенке трубы и эффективно избежать неравномерной толщины или накопления напряжений, вызванных «колебанием металла».
2. Снятие напряжений при термообработке.
Оснащенный несколькими программируемыми печами для термообработки, он может точно реализовывать такие процессы термообработки, как отжиг, растворение, нормализация и отпуск. Благодаря поэтапному нагреву и медленному охлаждению он может полностью снять внутреннее напряжение и эффективно предотвратить появление трещин в литых трубах или слоях плакирования во время последующей обработки или обслуживания.
Процесс термообработки сочетается с программным обеспечением для моделирования методом конечных элементов ABAQUS для анализа полей напряжений, прогнозирования тенденций деформации, а также для предварительного проектирования конструкций и корректировки параметров процесса.
Технология контроля термических напряжений на этапе наплавки
Для композитных трубных конструкций, требующих плакирования износостойкими слоями, особенно важен контроль зоны термического влияния при сварке. Основываясь на многолетнем опыте облицовки, компания Dongmingguan сформировала следующие ключевые контрольные точки:
1. Послойная многопроходная облицовка
Приняв стратегию многопроходной сварки с низким током и низким тепловложением, послойная наплавка выполняется равномерно, чтобы эффективно снизить температурный пик одного слоя и снизить риск термических трещин.
2. Предварительный нагрев и последующая термообработка.
Для плакирующих сплавов с высоким содержанием углерода и хрома применяются процессы изоляции предварительного нагрева (150-350 ℃) и последующего нагрева для уменьшения микротрещин, вызванных неравномерной усадкой ткани во время охлаждения.
3. Автоматическое сварочное оборудование стабилизирует качество наплавки.
Представляем интеллектуальных сварочных роботов для контроля скорости и положения наплавки в сочетании с системами отслеживания сварки для поддержания однородности сварного шва и уменьшения влияния человеческого фактора на качество.
Равный упор на контроль геометрических допусков и методы неразрушающего контроля.
Для обеспечения габаритных геометрических размеров трубопровода и отсутствия потенциальных микротрещин компания использует несколько комплексов высокоточных методов контроля:
3D-сканер (GEOMAGIC CON): сравнение в реальном времени с CAD-моделью для контроля деформации в пределах ±1 мм;
Ультразвуковой дефектоскоп, магнитопорошковый дефектоскоп: используются для обнаружения скрытых дефектов, таких как внутренняя усадка, шлаковые включения и микротрещины;
Твердомер по Бринеллю и тестер ударной прочности: комплексная оценка соответствия механических свойств требованиям стандартов.
Эти высококачественные процедуры тестирования проходят через три этапа сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, обеспечивая надежную гарантию стабильности и отслеживаемости продукции.
На какие способы соединения следует обратить внимание при монтаже труб из износостойкой стали на объекте
Методы соединения труб из износостойкой стали выбираются в основном с учетом их рабочего давления, температуры, условий установки, удобства обслуживания и других факторов. Ниже приведены несколько распространенных способов подключения и их характеристики:
1. Сварное соединение
Сварка в настоящее время является наиболее надежным и герметичным методом соединения, подходящим для работы при высоких температурах, высоком давлении или в случаях, когда регулярная разборка невозможна. Его основными преимуществами являются прочная целостность и непростая утечка; его недостатками являются высокие технические требования к монтажу и сложность последующего демонтажа.
Предложение Дунмингуаня: при транспортировке сред с высокой температурой и высоким давлением или в ограниченном пространстве (например, высокотемпературные радиационные трубы, циркуляционные трубопроводы нагревательных печей) рекомендуется использовать полностью сварную конструкцию, а для повышения стабильности качества используется автоматическая сварка или аргонодуговая сварка.
2. Фланцевое соединение
Фланцевые соединения легко монтируются, разбираются и ремонтируются, часто используются в системах среднего и низкого давления или на участках труб, требующих регулярного обслуживания и замены. Компания Dongmingguan предоставляет готовые фланцевые стыковочные порты и обеспечивает точность уплотняющей поверхности посредством механической обработки.
Примечание при установке: Торцевая поверхность фланца должна быть перпендикулярна оси трубы, а при выборе прокладки необходимо учитывать коррозионную активность и температуру среды. Рекомендуется использовать металлические намотанные прокладки или высокопрочные гибкие графитовые прокладки.
3. Зажимная муфта
Подходит для быстрой погрузки и разгрузки, а также для мобильных трубопроводных систем, обычно используемых в горнодобывающих транспортных системах. Зажимные соединения обеспечивают герметизацию торцевой поверхности за счет внешних крепежных колец и обычно используются в ситуациях с низким давлением.
Dongmingguan настраивает структуру усиления внешнего расширения на обоих концах высоколегированной трубы центробежного литья и использует высокопрочный зажим для фиксации и герметизации, что повышает стабильность соединения.
4. Втулка/резьбовое соединение
Он подходит для сценариев малого диаметра или низкого расхода и обычно используется для вспомогательных трубопроводов. Однако износостойкие трубы высокой твердости из-за сложности обработки резьбы и недостаточной ударопрочности на практике применяются редко.
Технические детали, на которые следует обратить особое внимание при монтаже
Чтобы обеспечить долгосрочную и стабильную работу системы износостойких стальных труб, Уси Дунмингуань подчеркивает, что во время установки на месте следует обратить внимание на следующие ключевые технические моменты:
1. Контроль осевого центрирования трубопровода.
Любая форма несоосного, перекошенного или несоосного соединения приведет к локальному износу и даже утечке соединения. Компания рекомендует использовать трехмерный лазерный сканер для измерения и позиционирования на месте, чтобы обеспечить точную стыковку каждого участка трубопровода.
2. Резервирование теплового расширения и сжатия.
Износостойкие стальные трубы часто используются при высоких температурах (> 600 ℃), и необходимо учитывать компенсацию теплового расширения. Рекомендуется устанавливать компенсаторы между каждой секцией или проектировать сильфонные компенсаторы и скользящие кронштейны, чтобы избежать деформации или растрескивания соединительной секции из-за теплового расширения.
3. Контроль зоны термического влияния сварочной установки.
Если применяется сварное соединение, погонную теплоту при сварке необходимо контролировать на строительной площадке, чтобы избежать охрупчивания структуры основного материала из-за перегрева. Компания Dongmingguan рекомендует использовать многопроходную сварку с низким тепловложением и местный отжиг после сварки для снятия остаточных сварочных напряжений.
Индивидуальные услуги подключения, поддерживаемые Dongmingguan
Являясь профессиональным производителем, объединяющим проектирование, производство, обработку и испытания, компания Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd. не только предоставляет стандартные износостойкие трубные изделия, но также предоставляет комплексные услуги по проектированию оптимизации структуры соединений:
Индивидуальная предварительно установленная сварная торцевая или фланцевая конструкция для клиентов;
Расположение под сварку и общую предварительную установку можно выполнить еще до отправки с завода, что позволяет сэкономить время установки на месте;
Обеспечить анализ прочности и моделирование термических напряжений (ABAQUS) соединительной конструкции для обеспечения безопасной эксплуатации;
Предоставлять услуги технической поддержки на месте установки, включая руководство процессом и услуги по тестированию.
Центробежное литье
