Substrat dan bahan pelapis apa yang umum digunakan untuk pipa baja tahan aus?
Dalam sistem transportasi industri, terutama di lingkungan kerja dengan tingkat keausan tinggi dan berdampak tinggi seperti pertambangan, listrik, metalurgi, dan semen, pipa baja tahan aus memainkan peran penting. Fungsi intinya adalah memperpanjang umur pipa secara signifikan, mengurangi frekuensi penggantian, dan mengurangi biaya pengoperasian saat mengangkut partikel padat, abu terbang, slurry, pasir dan kerikil, serta media lainnya. Kinerja pipa baja tahan aus sangat bergantung pada seleksi ilmiah dan kualitas pembuatan substrat dan bahan pelapisnya.
Sebagai pemasok bahan tahan aus dan tahan panas yang sangat baik dalam industri perlakuan panas, metalurgi dan petrokimia di Provinsi Jiangsu, Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd. telah lama berfokus pada penelitian dan pengembangan serta pembuatan pipa baja tahan aus dan pipa pengecoran sentrifugal paduan tinggi, dan telah mengumpulkan pengalaman teknik yang kaya, terutama dalam aspek pemilihan material, membentuk sistem teknisnya sendiri yang matang.
Pilihan substrat untuk pipa baja tahan aus
Substrat pipa baja tahan aus terutama berperan sebagai penopang mekanis, dan kekuatan, plastisitas, dan kinerja pengelasannya menentukan stabilitas struktural seluruh sistem pipa. Bahan dasar yang umum meliputi:
1. Baja struktural karbon (seperti Q235, Q345)
Ini adalah jenis baja struktural yang paling umum, dengan kemampuan las yang baik, kekuatan sedang, biaya rendah, dan banyak digunakan dalam transportasi industri konvensional. Cocok untuk melapisi lapisan keramik atau sebagai pelapis pipa dasar.
2. Baja struktural paduan (seperti seri 20#, 16Mn, CrMo)
Ini digunakan dalam kondisi kerja dengan persyaratan tertentu untuk suhu tinggi atau lingkungan korosif, dan memiliki kekuatan tarik dan ketahanan suhu yang lebih tinggi.
3. Baja paduan suhu tinggi (seperti seri HK, HP, HT)
Dalam lingkungan bersuhu tinggi dan sangat korosif, baja karbon biasa sulit untuk diatasi, dan bahan dasar paduan tinggi bersuhu tinggi diperlukan saat ini. Misalnya, bahan paduan nikel kromium tinggi seperti HP40, HK30, IN519 yang digunakan oleh Wuxi Dongmingguan telah mencapai stabilitas termal dan kepadatan struktural yang sangat baik melalui proses pengecoran sentrifugal, dan banyak digunakan dalam sistem pipa bersuhu tinggi di tungku perengkahan petrokimia dan peralatan perlakuan panas.
Wuxi Dongmingguan memiliki kapasitas produksi tahunan sebesar 5.000 ton coran, dilengkapi dengan beberapa tungku perlakuan panas dan peralatan pemrosesan presisi. Hal ini dapat menyesuaikan solusi substrat berkinerja tinggi sesuai dengan kondisi kerja pelanggan dan secara efektif sesuai dengan persyaratan struktural dari berbagai kesempatan transportasi yang kompleks.
Jenis bahan pelapis dan pemilihan pipa baja tahan aus
Bahan pelapis menentukan ketahanan aus, ketahanan benturan, dan ketahanan korosi pada pipa. Menurut karakteristik media pembawa, suhu pengoperasian dan mode keausan, bahan pelapis yang umum meliputi:
1. Lapisan tahan aus overlay (overlay paduan)
Ini adalah metode yang paling banyak digunakan saat ini. Dengan melapisi paduan kromium tinggi (seperti Cr7C3, Cr13, dll.) pada dinding bagian dalam pipa baja untuk membentuk lapisan tahan aus yang padat, kekerasannya dapat mencapai HRC 60~65. Cocok untuk lingkungan keausan berdampak sedang dan tinggi seperti fly ash dan bubuk batubara.
Wuxi Dongmingguan memiliki peralatan overlay canggih dan teknologi pengecoran presisi EPC, yang dapat mewujudkan teknologi overlay multi-layer dan overlay komposit, sehingga sangat meningkatkan kekuatan ikatan dan masa pakai lapisan overlay.
2. Lapisan keramik (lembaran keramik alumina/zirkonia/cincin keramik)
Keramik memiliki kekerasan yang sangat tinggi (HV 1000~1800) dan ketahanan terhadap korosi yang sangat baik, serta cocok untuk lingkungan dengan keausan tinggi dan benturan rendah. Mereka sering digunakan dalam pipa abu di pembangkit listrik tenaga batu bara dan sistem pengangkutan lumpur di tambang.
Wuxi Dongmingguan telah berhasil mengintegrasikan teknologi tambalan keramik/pipa tertanam keramik ke dalam jaringan pipa struktur baja karbon melalui kerja sama dengan pemasok teknologi keramik, yang secara efektif memecahkan masalah umur pendek pada bagian pipa dengan tingkat keausan tinggi dan mendapatkan pujian yang tinggi dari pengguna.
3. Lapisan komposit yang dapat merambat sendiri (pipa SHS)
Teknologi sintesis suhu tinggi (SHS) yang dapat diperbanyak sendiri adalah teknologi yang relatif maju dalam beberapa tahun terakhir. Ini membentuk lapisan dalam yang padat dan tahan aus melalui reaksi seketika suhu tinggi, memiliki kekuatan ikatan yang kuat, dan cocok untuk situasi di mana ketahanan aus dan ketahanan korosi penting.
4. Lapisan paduan kromium tinggi dicetak secara sentrifugal
Untuk kejadian abrasif suhu tinggi (seperti tungku perlakuan panas, tabung retak), Wuxi Dongmingguan menggunakan paduan nikel kromium tinggi (seperti HP, IN519) untuk pengecoran sentrifugal guna membentuk badan pipa paduan berdinding tebal dan berdensitas tinggi, yang memiliki ketahanan sangat tinggi terhadap kelelahan termal dan keausan termal. Ini adalah solusi pilihan bagi banyak produsen peralatan dalam dan luar negeri (seperti Epson, Aixie Lin, Fengdong) untuk pencocokan jangka panjang.
Cara efektif mengontrol deformasi dan keretakan pipa baja tahan aus selama proses pembuatan
Saat ini, dengan semakin kompleksnya kondisi kerja dengan tingkat keausan tinggi, pipa baja tahan aus banyak digunakan di industri pertambangan, listrik, semen, metalurgi, petrokimia, dan lainnya karena ketahanan ausnya yang sangat baik. Namun dalam proses pembuatannya, masalah deformasi dan retak selalu menjadi kesulitan teknis dalam pengendalian mutu, terutama pada proses pengecoran sentrifugal dan permukaan baja berdiameter besar, berukuran panjang atau baja paduan tinggi. Cara mengendalikan dua cacat utama yang mempengaruhi kehidupan dan keselamatan pada sumbernya secara efektif telah menjadi topik yang harus diatasi oleh perusahaan manufaktur.
Pengendalian sumber bahan: garis pertahanan pertama untuk komposisi kimia dan struktur organisasi
Kinerja dari pipa baja tahan aus dimulai dengan desain bahan yang masuk akal dan kontrol kualitas yang ketat. Di Wuxi Dongmingguan, perusahaan menggunakan spektrometer pembacaan langsung, spektrometer genggam, dan penganalisis fase kristal untuk memastikan komposisi bahan mentah memenuhi persyaratan pengaturan proses. Menanggapi persyaratan ketahanan aus pada kondisi kerja yang berbeda, material tahan aus suhu tinggi seperti baja paduan tinggi Cr-Ni, baja paduan Cr-Mo, HP, HK, dll.
Selain itu, perusahaan menggunakan kontrol fase kristal untuk menghindari struktur segregasi atau fase keras dan rapuh dalam pengecoran, dan mencegah retak konsentrasi tegangan pada material selama perlakuan panas dan permukaan berikutnya.
Optimalisasi proses: kontrol multi-dimensi pada pengecoran, pendinginan, dan perlakuan panas
Saat memproduksi pipa cor sentrifugal paduan tinggi atau pipa baja tahan aus komposit, optimalisasi suhu pengecoran, laju pendinginan, dan proses perlakuan panas sangatlah penting. Wuxi Dongmingguan mengambil langkah-langkah berikut dalam operasi sebenarnya:
1. Kontrol keseimbangan dinamis selama pengecoran sentrifugal
Perusahaan menggunakan peralatan sentrifugal kontrol konversi frekuensi presisi tinggi untuk menjaga kecepatan dan gradien suhu yang seragam selama proses penuangan, sehingga mencapai susunan padat logam cair di dinding bagian dalam pipa, dan secara efektif menghindari ketebalan yang tidak merata atau akumulasi tegangan yang disebabkan oleh "fluktuasi logam".
2. Menghilangkan stres selama perlakuan panas
Dilengkapi dengan beberapa tungku perlakuan panas yang dapat diprogram, tungku ini dapat secara akurat menerapkan proses perlakuan panas seperti anil, larutan, normalisasi, dan temper. Melalui pemanasan selangkah demi selangkah dan pendinginan lambat, alat ini dapat sepenuhnya melepaskan tekanan internal dan secara efektif mencegah keretakan pada pipa cor atau lapisan kelongsong selama pemrosesan atau servis selanjutnya.
Proses perlakuan panas dikombinasikan dengan perangkat lunak simulasi elemen hingga ABAQUS untuk menganalisis medan tegangan, memprediksi tren deformasi, dan membuat desain struktural dan penyesuaian parameter proses terlebih dahulu.
Teknologi pengendalian tegangan termal pada tahap kelongsong pengelasan
Untuk struktur pipa komposit yang memerlukan lapisan tahan aus kelongsong, kontrol zona yang terpengaruh panas selama pengelasan sangatlah penting. Berdasarkan pengalaman cladding selama bertahun-tahun, Dongmingguan telah membentuk titik kontrol utama berikut:
1. Kelongsong multi-lintasan berlapis
Mengadopsi strategi pengelasan multi-pass dengan arus rendah dan masukan panas rendah, pelapisan berlapis dilakukan secara seragam untuk secara efektif mengurangi puncak suhu satu lapisan dan mengurangi risiko retakan termal.
2. Perawatan pemanasan awal dan pasca panas
Untuk paduan kelongsong karbon tinggi dan kromium tinggi, proses pemanasan awal (150-350℃) dan pasca pemanasan diterapkan untuk mengurangi retakan mikro yang disebabkan oleh penyusutan jaringan yang tidak merata selama pendinginan.
3. Peralatan las otomatis menstabilkan kualitas kelongsong
Memperkenalkan robot pengelasan cerdas untuk mengontrol kecepatan dan postur kelongsong, dikombinasikan dengan sistem pelacakan las untuk menjaga konsistensi las, dan mengurangi faktor manusia yang mengganggu kualitas.
Penekanan yang sama pada kontrol toleransi geometrik dan metode pengujian non-destruktif
Untuk memastikan dimensi geometris keseluruhan pipa dan tidak adanya potensi retakan mikro, perusahaan menggunakan beberapa rangkaian metode pengujian presisi tinggi:
Pemindai 3D (GEOMAGIC CON): perbandingan waktu nyata dengan model CAD untuk mengontrol deformasi dalam ±1mm;
Detektor cacat ultrasonik, detektor cacat partikel magnetik: digunakan untuk mendeteksi cacat tersembunyi seperti penyusutan internal, inklusi terak, dan retakan mikro;
Penguji kekerasan Brinell dan penguji dampak tarik: evaluasi komprehensif apakah sifat mekanik memenuhi persyaratan standar.
Prosedur pengujian berstandar tinggi ini dilakukan melalui tiga tahap yaitu bahan mentah, produk setengah jadi, dan produk jadi, sehingga memberikan jaminan kuat atas stabilitas dan ketertelusuran produk.
Metode penyambungan apa yang harus diperhatikan saat memasang pipa baja tahan aus di lokasi
Metode penyambungan pipa baja tahan aus terutama dipilih berdasarkan tekanan kerja, suhu, lingkungan pemasangan, kemudahan perawatan, dan faktor lainnya. Berikut ini adalah beberapa metode koneksi yang umum dan karakteristiknya:
1. Sambungan Las
Pengelasan saat ini merupakan metode sambungan yang paling kokoh dan tersegel terbaik, cocok untuk suhu tinggi, tekanan tinggi, atau situasi di mana pembongkaran rutin tidak dapat dilakukan. Keunggulan utamanya adalah integritas yang kuat dan tidak mudah bocor; kelemahannya adalah persyaratan teknis pemasangan yang tinggi dan kesulitan dalam pembongkaran selanjutnya.
Saran Dongmingguan: Dalam pengangkutan media bersuhu tinggi dan bertekanan tinggi atau dalam ruang terbatas (seperti tabung radiasi suhu tinggi, pipa sirkulasi tungku pemanas), disarankan untuk menggunakan struktur yang dilas penuh, dan pengelasan otomatis atau las busur argon digunakan untuk meningkatkan stabilitas kualitas.
2. Sambungan Bergelang
Sambungan bergelang mudah dipasang, dibongkar, dan diperbaiki, dan sering digunakan dalam sistem dengan tekanan sedang dan rendah atau bagian pipa yang memerlukan perawatan dan penggantian rutin. Dongmingguan menyediakan port docking flensa prefabrikasi dan memastikan keakuratan permukaan penyegelan melalui pemrosesan mekanis.
Catatan selama pemasangan: Permukaan ujung flensa harus tegak lurus dengan sumbu pipa, dan pemilihan paking perlu mempertimbangkan sifat korosif dan suhu medium. Gasket luka logam atau gasket grafit fleksibel berkekuatan tinggi direkomendasikan.
3. Kopling Penjepit
Cocok untuk sistem bongkar muat cepat dan sistem pipa bergerak, biasa digunakan dalam sistem transportasi pertambangan. Sambungan penjepit mencapai penyegelan permukaan ujung melalui cincin pengikat eksternal dan umumnya digunakan dalam situasi tekanan rendah.
Dongmingguan menyesuaikan struktur penguat ekspansi eksternal di kedua ujung pipa pengecoran sentrifugal paduan tinggi, dan bekerja sama dengan penjepit berkekuatan tinggi untuk mengunci dan menyegel, yang meningkatkan stabilitas sambungan.
4. Sambungan Selongsong/Berulir
Sangat cocok untuk skenario berdiameter kecil atau aliran rendah, dan umumnya digunakan untuk jaringan pipa tambahan. Namun, untuk pipa tahan aus dengan kekerasan tinggi, karena sulitnya pemrosesan benang dan kurangnya ketahanan benturan, pipa tersebut jarang digunakan dalam praktik.
Detail teknis yang harus mendapat perhatian khusus selama pemasangan
Untuk memastikan pengoperasian sistem pipa baja tahan aus dalam jangka panjang dan stabil, Wuxi Dongmingguan menekankan bahwa poin teknis utama berikut harus diperhatikan selama pemasangan di lokasi:
1. Kontrol pemusatan aksial pipa
Segala bentuk sambungan yang tidak sejajar, miring atau tidak sejajar akan menyebabkan keausan lokal bahkan kebocoran pada sambungan. Perusahaan merekomendasikan penggunaan pemindai laser tiga dimensi untuk pengukuran dan penentuan posisi di lokasi guna memastikan docking yang akurat pada setiap bagian pipa.
2. Reservasi ekspansi termal dan celah kontraksi
Pipa baja tahan aus sering digunakan pada suhu tinggi (>600℃), dan kompensasi ekspansi termal perlu dipertimbangkan. Disarankan untuk memasang sambungan ekspansi di antara setiap bagian, atau merancang sambungan ekspansi bellow dan braket geser untuk menghindari deformasi atau retak pada bagian sambungan akibat pemuaian termal.
3. Pengendalian zona yang terkena panas pada instalasi pengelasan
Jika sambungan las digunakan, masukan panas pengelasan harus dikontrol di lokasi konstruksi untuk menghindari penggetasan struktur bahan induk akibat panas berlebih. Dongmingguan merekomendasikan penggunaan proses pengelasan input panas rendah multi-pass dan anil lokal setelah pengelasan untuk melepaskan tegangan sisa pengelasan.
Layanan koneksi khusus yang didukung oleh Dongmingguan
Sebagai produsen profesional yang mengintegrasikan desain, manufaktur, pemrosesan, dan pengujian, Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd. tidak hanya menyediakan produk pipa tahan aus standar, tetapi juga menyediakan layanan desain optimasi struktur sambungan terpadu:
Struktur ujung pengelasan atau flensa pra-instal yang disesuaikan untuk pelanggan;
Penentuan posisi pengelasan dan pra-pemasangan secara keseluruhan dapat diselesaikan sebelum meninggalkan pabrik, sehingga menghemat waktu pemasangan di lokasi;
Memberikan analisis kekuatan dan simulasi tegangan termal (ABAQUS) pada struktur sambungan untuk memastikan pengoperasian yang aman;
Memberikan layanan dukungan teknis di lokasi instalasi, termasuk panduan proses dan layanan pengujian.
Pengecoran Sentrifugal
