Apa perbedaan komposisi dan kinerja antara pipa baja tahan aus dan pipa baja biasa?

Definisi dasar dan perbandingan penggunaan
Pipa baja biasa mengacu pada pipa yang terbuat dari baja karbon atau baja paduan rendah melalui proses pengerolan panas atau pengerolan dingin, yang terutama digunakan untuk mengangkut air, gas, minyak atau sebagai bagian struktural. Pipa baja tahan aus dirancang untuk kondisi keausan tinggi berdasarkan pipa baja biasa. Biasanya memiliki ketahanan aus yang tinggi melalui komposisi paduan khusus, perlakuan permukaan atau struktur komposit. Sangat cocok untuk menyampaikan media abrasif di pertambangan, metalurgi, listrik, semen dan industri lainnya.

Perbedaan komposisi
Komposisi pipa baja biasa relatif sederhana, terutama berbahan dasar besi, dengan kandungan karbon umumnya antara 0,1% dan 0,3%, dan kadang-kadang sejumlah kecil mangan, silikon, dan elemen lainnya ditambahkan untuk meningkatkan sifat mekanik. Pipa baja tahan aus sering kali mengandung lebih banyak elemen paduan, seperti proporsi mangan, kromium, molibdenum, nikel, dll yang lebih tinggi. Elemen-elemen ini meningkatkan ketahanan aus dengan membentuk fase keras dan memperbaiki struktur organisasi baja. Misalnya, kandungan mangan dalam pipa tahan aus baja mangan tinggi dapat mencapai lebih dari 11%, sehingga mendukung pembentukan struktur dengan ketangguhan dan kekerasan; sementara beberapa pipa tahan aus pelapis meningkatkan kekerasan permukaan dan ketahanan aus dengan mengelas lapisan las dengan kandungan karbon tinggi dan bubuk paduan keras.

Perbedaan struktur mikro
Pipa baja biasa biasanya memiliki struktur ferit dan perlit, dengan kekerasan sedang, keuletan dan ketangguhan yang baik, memenuhi persyaratan kekuatan untuk aplikasi industri umum. Struktur internal pipa baja tahan aus relatif rumit. Misalnya, baja mangan tinggi akan membentuk struktur kembar yang halus setelah pemrosesan dingin, yang meningkatkan ketahanan aus; lapisan paduan kekerasan tinggi (seperti karbida dan nitrida) yang terbentuk pada permukaan pipa tahan aus kelongsong secara signifikan meningkatkan ketahanan aus, sementara matriks mempertahankan ketangguhan tertentu untuk mencegah retak getas. Selain itu, beberapa pipa baja tahan aus mengadopsi struktur komposit bimetalik, dengan pipa baja dengan ketangguhan yang baik di dalam dan lapisan paduan kekerasan tinggi di permukaan, yang menggabungkan keunggulan keduanya.

Perbandingan sifat mekanik
Kekuatan tarik, kekuatan luluh, dan perpanjangan pipa baja biasa memenuhi persyaratan transportasi umum dan aplikasi struktural. Kekerasan umumnya antara 150~200HBW, dan mudah untuk diproses, dilas, dan dibentuk. Pipa baja tahan aus telah meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus secara signifikan. Kekerasan permukaan bisa mencapai 400HBW atau bahkan lebih tinggi, dan ketahanan benturan juga dirancang khusus untuk beradaptasi dengan kondisi keausan benturan. Dari segi ketangguhan, pipa baja tahan aus sebagian besar menggunakan teknologi perlakuan panas khusus atau pemrosesan dingin untuk memastikan pipa tersebut tetap memiliki ketahanan retak yang cukup sekaligus memiliki kekerasan yang tinggi untuk mencegah bahaya keselamatan akibat patah getas.

Perbedaan ketahanan aus
Keuntungan utama pipa baja tahan aus terletak pada ketahanan aus pada permukaan atau material keseluruhannya. Ketika pipa baja biasa mengangkut media yang sangat abrasif seperti pasir dan terak, dinding pipa mudah menjadi tipis dan cepat, sehingga memperpendek masa pakai. Pipa baja tahan aus dapat secara efektif menahan keausan mekanis, keausan akibat benturan, dan keausan korosi dengan memperkuat komposisi material atau desain struktur komposit, yang dapat memperpanjang masa pakai pipa dan mengurangi frekuensi pemeliharaan dan penggantian. Terutama pada kondisi dengan partikel padat yang tinggi, pipa baja tahan aus menunjukkan daya tahan yang kuat.

Perbandingan ketahanan korosi
Pipa baja biasa biasanya tidak memiliki desain ketahanan korosi khusus dan mudah terpengaruh oleh zat korosif seperti uap air, asam dan alkali di dalam mediumnya. Mereka perlu dilindungi dengan tindakan perlindungan eksternal seperti pelapis dan pelapis. Pipa baja tahan aus menggunakan elemen paduan untuk meningkatkan ketahanan korosi pada bodi. Misalnya, penambahan unsur seperti kromium dan nikel dapat meningkatkan ketahanan oksidasi dan ketahanan korosi; sementara beberapa pipa tahan aus komposit keramik mencapai fungsi ganda yaitu ketahanan aus dan ketahanan korosi melalui material komposit. Namun secara umum, tujuan utama desain pipa baja tahan aus tetaplah ketahanan aus, dan ketahanan terhadap korosi perlu dipilih sesuai dengan bahan dan kondisi aplikasi tertentu.

Perbedaan proses manufaktur
Pipa baja biasa sebagian besar diproduksi melalui proses tradisional seperti pengerolan panas, pengerolan dingin, dan pengelasan. Prosesnya relatif matang dan biayanya rendah. Pipa baja tahan aus dapat menggunakan berbagai proses khusus, seperti pembentukan regangan cold rolling baja mangan tinggi, proses pengecoran sentrifugal untuk menghasilkan lapisan paduan kekerasan tinggi, proses permukaan untuk membentuk lapisan las tahan aus pada permukaan dinding pipa, atau teknologi pipa komposit bimetalik untuk menggabungkan lapisan paduan tahan aus dengan matriks keras. Proses-proses ini rumit dan memiliki persyaratan peralatan dan teknologi yang tinggi, sehingga siklus produksi dan biaya juga meningkat.

Perbedaan dalam skenario aplikasi
Pipa baja biasa banyak digunakan pada jaringan pipa transportasi umum, penyangga struktural, komponen mekanis, dan bidang lainnya, dan cocok untuk lingkungan dengan keausan sedang yang rendah. Pipa baja tahan aus dirancang untuk kondisi kerja yang keras dengan keausan tinggi dan dampak tinggi, seperti pengangkutan pasir dan kerikil tambang, pipa abu pembangkit listrik, pengangkutan bubur metalurgi, sistem pengangkutan semen, dll. Memilih pipa baja tahan aus dapat secara efektif memperpanjang siklus pengoperasian peralatan dan mengurangi kerugian waktu henti dan biaya pemeliharaan yang disebabkan oleh frekuensi penggantian pipa.

Pertimbangan ekonomi
Pipa baja biasa relatif murah karena proses produksinya yang sederhana dan biaya bahan bakunya rendah, serta cocok untuk situasi di mana ketahanan aus tidak diperlukan. Pipa baja tahan aus telah meningkatkan biaya produksi secara signifikan dan harga satuan yang lebih tinggi karena penambahan elemen paduan dan penggunaan proses khusus. Namun, dari perspektif umur pemakaian dan biaya pemeliharaan secara keseluruhan, pipa baja tahan aus memiliki manfaat ekonomi yang lebih baik di lingkungan dengan tingkat keausan tinggi, yang dapat mengurangi waktu henti dan limbah material yang disebabkan oleh penggantian yang sering.