Was sind die Unterschiede in Zusammensetzung und Leistung zwischen verschleißfesten Stahlrohren und gewöhnlichen Stahlrohren?

Grundlegende Definition und Verwendungsvergleich
Gewöhnliches Stahlrohr bezieht sich auf ein Rohr, das aus Kohlenstoffstahl oder niedriglegiertem Stahl durch Warmwalzen oder Kaltwalzen hergestellt wird und hauptsächlich zum Transport von Wasser, Gas, Öl oder als Strukturteil verwendet wird. Verschleißfestes Stahlrohr ist auf Basis von gewöhnlichem Stahlrohr für hohe Verschleißbedingungen ausgelegt. Durch eine spezielle Legierungszusammensetzung, Oberflächenbehandlung oder Verbundstruktur weist es in der Regel eine hohe Verschleißfestigkeit auf. Es eignet sich für den Transport abrasiver Medien in der Bergbau-, Metallurgie-, Energie-, Zement- und anderen Industrie.

Unterschied in der Zusammensetzung
Die Zusammensetzung gewöhnlicher Stahlrohre ist relativ einfach und basiert hauptsächlich auf Eisen mit einem Kohlenstoffgehalt im Allgemeinen zwischen 0,1 % und 0,3 %, und gelegentlich werden kleine Mengen Mangan, Silizium und andere Elemente hinzugefügt, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Verschleißfeste Stahlrohre enthalten häufig mehr Legierungselemente, beispielsweise einen höheren Anteil an Mangan, Chrom, Molybdän, Nickel usw. Diese Elemente verbessern die Verschleißfestigkeit, indem sie harte Phasen bilden und die Organisationsstruktur des Stahls verbessern. Beispielsweise kann der Mangangehalt in verschleißfesten Rohren aus hochmanganhaltigem Stahl mehr als 11 % erreichen, was der Bildung einer Struktur mit sowohl Zähigkeit als auch Härte förderlich ist; Während einige verschleißfeste Mantelrohre die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit verbessern, indem sie eine Schweißschicht mit hohem Kohlenstoffgehalt und hartem Legierungspulver verschweißen.

Unterschiede in der Mikrostruktur
Gewöhnliche Stahlrohre weisen normalerweise Ferrit- und Perlitstrukturen mit mäßiger Härte, guter Duktilität und Zähigkeit auf und erfüllen die Festigkeitsanforderungen allgemeiner industrieller Anwendungen. Der innere Aufbau verschleißfester Stahlrohre ist relativ komplex. Beispielsweise bildet Stahl mit hohem Mangangehalt nach der Kaltbearbeitung eine feine Zwillingsstruktur, die die Verschleißfestigkeit erhöht. Die hochharte Legierungsschicht (z. B. Karbid und Nitrid), die auf der Oberfläche verschleißfester Mantelrohre gebildet wird, verbessert die Verschleißfestigkeit erheblich, während die Matrix eine gewisse Zähigkeit beibehält, um Sprödrisse zu verhindern. Darüber hinaus verfügen einige verschleißfeste Stahlrohre über eine Bimetall-Verbundstruktur mit einem Stahlrohr mit guter Zähigkeit im Inneren und einer hochharten Legierungsschicht auf der Oberfläche, wodurch die Vorteile beider kombiniert werden.

Vergleich der mechanischen Eigenschaften
Die Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung gewöhnlicher Stahlrohre erfüllen die allgemeinen Transport- und Strukturanwendungsanforderungen. Die Härte liegt im Allgemeinen zwischen 150 und 200 HBW und ist leicht zu verarbeiten, zu schweißen und zu formen. Verschleißfeste Stahlrohre weisen eine deutlich verbesserte Härte und Verschleißfestigkeit auf. Die Oberflächenhärte kann 400HBW oder sogar mehr erreichen, und auch die Schlagfestigkeit ist speziell auf die Anpassung an Stoßverschleißbedingungen ausgelegt. Im Hinblick auf die Zähigkeit werden bei verschleißfesten Stahlrohren meist spezielle Wärmebehandlungs- oder Kaltverarbeitungstechnologien eingesetzt, um sicherzustellen, dass sie dennoch eine ausreichende Rissfestigkeit bei gleichzeitig hoher Härte aufweisen, um Sicherheitsrisiken durch Sprödbruch vorzubeugen.

Unterschied in der Verschleißfestigkeit
Der Hauptvorteil verschleißfester Stahlrohre liegt in der Verschleißfestigkeit ihrer Oberflächen- bzw. Gesamtmaterialien. Wenn normale Stahlrohre stark abrasive Medien wie Sand und Schlacke transportieren, kommt es schnell zu einem Verschleiß der Rohrwand und damit zu einer Verkürzung der Lebensdauer. Verschleißfeste Stahlrohre können mechanischem Verschleiß, Schlagverschleiß und Korrosionsverschleiß wirksam widerstehen, indem sie die Materialzusammensetzung oder das Verbundstrukturdesign verstärken, was die Lebensdauer der Rohrleitung verlängern und die Häufigkeit von Wartung und Austausch verringern kann. Insbesondere unter Bedingungen mit hohem Feststoffanteil weisen verschleißfeste Stahlrohre eine hohe Haltbarkeit auf.

Vergleich der Korrosionsbeständigkeit
Gewöhnliche Stahlrohre verfügen in der Regel nicht über eine besondere Korrosionsbeständigkeit und werden leicht durch korrosive Substanzen wie Feuchtigkeit, Säure und Alkali im Medium angegriffen. Sie müssen durch äußere Schutzmaßnahmen wie Beschichtungen und Auskleidungen geschützt werden. Verschleißfeste Stahlrohre verwenden Legierungselemente, um die Korrosionsbeständigkeit des Körpers zu verbessern. Beispielsweise kann der Zusatz von Elementen wie Chrom und Nickel die Oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit verbessern; während einige verschleißfeste Keramikverbundrohre durch Verbundwerkstoffe die Doppelfunktionen Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit erreichen. Aber im Allgemeinen ist das Hauptziel der Konstruktion von verschleißfesten Stahlrohren immer noch die Verschleißfestigkeit, und die Korrosionsbeständigkeit muss entsprechend den spezifischen Materialien und Anwendungsbedingungen ausgewählt werden.

Unterschiede in den Herstellungsprozessen
Gewöhnliche Stahlrohre werden meist durch traditionelle Verfahren wie Warmwalzen, Kaltwalzen und Schweißen hergestellt. Das Verfahren ist relativ ausgereift und die Kosten gering. Bei verschleißfesten Stahlrohren kann eine Vielzahl spezieller Verfahren zum Einsatz kommen, wie z. B. das Kaltwalzen von Streckstahl mit hohem Mangangehalt, das Schleudergussverfahren zur Herstellung einer Legierungsschicht mit hoher Härte, das Auftragverfahren zur Bildung einer verschleißfesten Schweißschicht auf der Rohrwandoberfläche oder die Bimetall-Verbundrohrtechnologie zur Kombination der verschleißfesten Legierungsschicht mit der zähen Matrix. Diese Prozesse sind komplex und stellen hohe Anforderungen an Ausrüstung und Technologie, wodurch sich auch der Produktionszyklus und die Kosten entsprechend erhöhen.

Unterschiede in den Anwendungsszenarien
Gewöhnliche Stahlrohre werden häufig in allgemeinen Transportleitungen, Strukturstützen, mechanischen Teilen und anderen Bereichen eingesetzt und eignen sich für Umgebungen mit geringem bis mittlerem Verschleiß. Verschleißfeste Stahlrohre sind für raue Arbeitsbedingungen mit hohem Verschleiß und starken Stößen konzipiert, wie zum Beispiel beim Transport von Grubensand und -kies, in Kraftwerksascheleitungen, beim Transport von metallurgischem Schlamm, in Zementtransportsystemen usw. Die Wahl von verschleißfesten Stahlrohren kann den Betriebszyklus der Ausrüstung effektiv verlängern und Ausfallzeiten und Wartungskosten reduzieren, die durch die Häufigkeit des Rohrleitungsaustauschs verursacht werden.

Wirtschaftliche Überlegungen
Gewöhnliche Stahlrohre sind aufgrund ihres einfachen Herstellungsprozesses und der geringen Rohstoffkosten relativ günstig und eignen sich für Fälle, in denen keine Verschleißfestigkeit erforderlich ist. Verschleißfeste Stahlrohre haben durch den Zusatz von Legierungselementen und den Einsatz spezieller Verfahren deutlich höhere Herstellungskosten und höhere Stückpreise zur Folge. Unter dem Gesichtspunkt der Gesamtlebensdauer und der Wartungskosten bieten verschleißfeste Stahlrohre jedoch bessere wirtschaftliche Vorteile in Umgebungen mit hohem Verschleiß, wodurch Ausfallzeiten und Materialverschwendung durch häufigen Austausch reduziert werden können.