Quais são os substratos e materiais de revestimento comumente usados para tubos de aço resistentes ao desgaste?
Em sistemas de transporte industrial, especialmente em ambientes de trabalho de alto desgaste e alto impacto, como mineração, eletricidade, metalurgia e cimento, tubos de aço resistentes ao desgaste desempenhar um papel vital. Sua função principal é estender significativamente a vida útil do oleoduto, reduzir a frequência de substituição e reduzir os custos operacionais ao transportar partículas sólidas, cinzas volantes, lama, areia e cascalho e outros meios. O desempenho dos tubos de aço resistentes ao desgaste depende em grande parte da seleção científica e da qualidade de fabricação dos seus substratos e materiais de revestimento.
Como um excelente fornecedor de materiais resistentes ao desgaste e ao calor nas indústrias de tratamento térmico, metalurgia e petroquímica na província de Jiangsu, a Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd. há muito se concentra na pesquisa, desenvolvimento e fabricação de tubos de aço resistentes ao desgaste e tubos de fundição centrífuga de alta liga, e acumulou uma rica experiência em engenharia, especialmente no aspecto da seleção de materiais, formando seu próprio sistema técnico maduro.
Escolha de substrato para tubos de aço resistentes ao desgaste
O substrato de tubos de aço resistentes ao desgaste desempenha principalmente o papel de suporte mecânico, e sua resistência, plasticidade e desempenho de soldagem determinam a estabilidade estrutural de todo o sistema de dutos. Os materiais de base comuns incluem:
1. Aço estrutural de carbono (como Q235, Q345)
Este é o tipo de aço estrutural mais comum, com boa soldabilidade, resistência moderada, baixo custo e é amplamente utilizado em ocasiões de transporte industrial convencional. Adequado para revestimento de revestimentos cerâmicos ou como revestimento de tubos de base.
2. Liga de aço estrutural (como 20#, 16Mn, série CrMo)
É usado em condições de trabalho com certos requisitos de alta temperatura ou ambiente corrosivo e possui maior resistência à tração e resistência à temperatura.
3. Liga de aço de alta temperatura (como série HK, HP, HT)
Em ambientes de alta temperatura e altamente corrosivos, o aço carbono comum é difícil de lidar, e neste momento são necessários materiais de base de alta liga de alta temperatura. Por exemplo, os materiais de liga de níquel com alto teor de cromo, como HP40, HK30, IN519 usados por Wuxi Dongmingguan, alcançaram excelente estabilidade térmica e densidade estrutural por meio do processo de fundição centrífuga e são amplamente utilizados em sistemas de dutos de alta temperatura em fornos de craqueamento petroquímicos e equipamentos de tratamento térmico.
Wuxi Dongmingguan tem uma capacidade de produção anual de 5.000 toneladas de peças fundidas, equipada com vários fornos de tratamento térmico e equipamentos de processamento de precisão. Ele pode adaptar soluções de substrato de alto desempenho de acordo com as condições de trabalho do cliente e atender efetivamente aos requisitos estruturais de várias ocasiões complexas de transporte.
Tipos de materiais de revestimento e seleção de tubos de aço resistentes ao desgaste
O material de revestimento determina a resistência ao desgaste, resistência ao impacto e resistência à corrosão da tubulação. De acordo com as características do meio de transporte, a temperatura operacional e o modo de desgaste, os materiais de revestimento comuns incluem:
1. Sobreposição de camada resistente ao desgaste (sobreposição de liga)
Este é o método mais utilizado atualmente. Ao sobrepor ligas com alto teor de cromo (como Cr7C3, Cr13, etc.) na parede interna do tubo de aço para formar uma camada densa e resistente ao desgaste, a dureza pode atingir HRC 60 ~ 65. Adequado para ambientes de desgaste de médio e alto impacto, como cinzas volantes e pó de carvão.
Wuxi Dongmingguan possui equipamentos avançados de sobreposição e tecnologia de fundição de precisão EPC, que pode realizar sobreposição multicamadas e tecnologia de sobreposição composta, melhorando significativamente a força de ligação e a vida útil da camada de sobreposição.
2. Revestimento cerâmico (folha cerâmica de alumina/zircônia/anel cerâmico)
As cerâmicas possuem dureza extremamente alta (HV 1000~1800) e excelente resistência à corrosão, sendo adequadas para ambientes de alto desgaste e baixo impacto. Eles são frequentemente usados em tubulações de cinzas em usinas termelétricas a carvão e em sistemas de transporte de polpa em minas.
Wuxi Dongmingguan integrou com sucesso a tecnologia de remendo cerâmico/tubos embutidos de cerâmica em tubulações de estrutura de aço carbono por meio da cooperação com fornecedores de tecnologia cerâmica, resolvendo efetivamente o problema de vida curta de seções de tubos de alto desgaste e ganhando elogios dos usuários.
3. Revestimento composto autopropagado (tubo SHS)
A tecnologia de síntese autopropagada em alta temperatura (SHS) é uma tecnologia relativamente avançada nos últimos anos. Ele forma uma camada interna densa e resistente ao desgaste por meio de reação instantânea em alta temperatura, possui forte força de ligação e é adequado para ocasiões em que a resistência ao desgaste e a resistência à corrosão são importantes.
4. Forro de liga de alto cromo fundido centrifugamente
Para ocasiões abrasivas de alta temperatura (como fornos de tratamento térmico, tubos de craqueamento), Wuxi Dongmingguan usa ligas de alto cromo e níquel (como HP, IN519) para fundição centrífuga para formar corpos de tubos de liga de alta densidade e paredes espessas, que têm resistência extremamente alta à fadiga térmica e ao desgaste térmico. É a solução preferida para muitos fabricantes de equipamentos nacionais e estrangeiros (como Epson, Aixie Lin, Fengdong) para correspondência de longo prazo.
Como controlar eficazmente a deformação e fissuras de tubos de aço resistentes ao desgaste durante o processo de fabricação
Hoje, com as condições de trabalho cada vez mais complexas e de alto desgaste, os tubos de aço resistentes ao desgaste são amplamente utilizados nas indústrias de mineração, energia, cimento, metalurgia, petroquímica e outras indústrias devido à sua excelente resistência ao desgaste. Porém, no processo de fabricação, os problemas de deformação e fissuração sempre foram dificuldades técnicas no controle de qualidade, principalmente nos processos centrífugos de fundição e revestimento de aços de grande diâmetro, longos ou de alta liga. Como controlar eficazmente estes dois defeitos principais que afetam a vida e a segurança na fonte tornou-se um tópico que as empresas industriais devem superar.
Controle de origem de materiais: a primeira linha de defesa para composição química e estrutura organizacional
O desempenho de tubos de aço resistentes ao desgaste começa com o design razoável de materiais e rigoroso controle de qualidade. Em Wuxi Dongmingguan, a empresa utiliza espectrômetros de leitura direta, espectrômetros portáteis e analisadores de fase cristalina para garantir que a composição das matérias-primas atenda aos requisitos de configuração do processo. Em resposta aos requisitos de resistência ao desgaste de diferentes condições de trabalho, materiais resistentes ao desgaste em altas temperaturas, como aço de alta liga Cr-Ni, aço-liga Cr-Mo, HP, HK, etc.
Além disso, a empresa utiliza controle de fase cristalina para evitar estrutura de segregação ou fase dura e quebradiça em peças fundidas e evita rachaduras por concentração de tensão de materiais durante tratamento térmico e revestimento subsequentes.
Otimização de processos: controle multidimensional de fundição, resfriamento e tratamento térmico
Ao produzir tubos fundidos centrífugos de alta liga ou tubos de aço compostos resistentes ao desgaste, a otimização da temperatura de fundição, da taxa de resfriamento e do processo de tratamento térmico é particularmente crítica. Wuxi Dongmingguan toma as seguintes medidas em operação real:
1. Controle de equilíbrio dinâmico durante fundição centrífuga
A empresa utiliza equipamento centrífugo de controle de conversão de frequência de alta precisão para manter velocidade uniforme e gradiente de temperatura durante o processo de vazamento, de modo a obter um arranjo denso de metal fundido na parede interna do tubo e evitar efetivamente espessura irregular ou acúmulo de tensão causado pela "flutuação do metal".
2. Alívio do estresse durante o tratamento térmico
Equipado com vários fornos de tratamento térmico programáveis, ele pode implementar com precisão processos de tratamento térmico, como recozimento, solubilização, normalização e revenido. Através do aquecimento passo a passo e do resfriamento lento, ele pode liberar totalmente o estresse interno e prevenir efetivamente rachaduras em tubos fundidos ou camadas de revestimento durante processamento ou serviço posterior.
O processo de tratamento térmico é combinado com o software de simulação de elementos finitos ABAQUS para analisar campos de tensão, prever tendências de deformação e fazer ajustes antecipados no projeto estrutural e nos parâmetros do processo.
Tecnologia de controle de tensão térmica na etapa de revestimento de soldagem
Para estruturas de tubos compostos que requerem camadas de revestimento resistentes ao desgaste, o controle da zona afetada pelo calor durante a soldagem é particularmente importante. Com base em muitos anos de experiência em revestimento, Dongmingguan formou os seguintes pontos de controle principais:
1. Revestimento multipassado em camadas
Adotando uma estratégia de soldagem multipassagem com baixa corrente e baixa entrada de calor, o revestimento em camadas é executado uniformemente para reduzir efetivamente o pico de temperatura de uma única camada e reduzir o risco de trincas térmicas.
2. Pré-aquecimento e pós-tratamento térmico
Para ligas de revestimento com alto teor de carbono e alto cromo, processos de pré-aquecimento (150-350 ℃) e pós-aquecimento de isolamento são implementados para aliviar microfissuras causadas pelo encolhimento irregular do tecido durante o resfriamento.
3. Equipamento de soldagem automática estabiliza a qualidade do revestimento
Apresentando robôs de soldagem inteligentes para controlar a velocidade e a postura do revestimento, combinados com sistemas de rastreamento de solda para manter a consistência da solda e reduzir a interferência de fatores humanos na qualidade.
Ênfase igual no controle de tolerância geométrica e métodos de testes não destrutivos
Para garantir as dimensões geométricas gerais da tubulação e a ausência de possíveis microfissuras, a empresa utiliza vários conjuntos de métodos de teste de alta precisão:
Scanner 3D (GEOMAGIC CON): comparação em tempo real com o modelo CAD para controlar a deformação dentro de ±1mm;
Detector ultrassônico de falhas, detector de falhas por partículas magnéticas: usado para detectar defeitos ocultos, como encolhimento interno, inclusões de escória e microfissuras;
Testador de dureza Brinell e testador de impacto de tração: avaliação abrangente para saber se as propriedades mecânicas atendem aos requisitos padrão.
Esses procedimentos de teste de alto padrão percorrem as três etapas de matérias-primas, produtos semiacabados e produtos acabados, proporcionando uma garantia sólida de estabilidade e rastreabilidade dos produtos.
Quais métodos de conexão devem ser observados ao instalar tubos de aço resistentes ao desgaste no local
Os métodos de conexão de tubos de aço resistentes ao desgaste são selecionados principalmente com base na pressão de trabalho, temperatura, ambiente de instalação, conveniência de manutenção e outros fatores. A seguir estão vários métodos de conexão comuns e suas características:
1. Junta soldada
A soldagem é atualmente o método de conexão mais sólido e mais vedado, adequado para altas temperaturas, altas pressões ou ocasiões onde a desmontagem regular não é possível. Suas principais vantagens são forte integridade e difícil vazamento; suas desvantagens são os elevados requisitos técnicos de instalação e a dificuldade de desmontagem posterior.
Sugestão de Dongmingguan: No transporte de meios de alta temperatura e alta pressão ou em espaço limitado (como tubos de radiação de alta temperatura, tubulações de circulação de fornos de aquecimento), é recomendado o uso de uma estrutura totalmente soldada, e soldagem automática ou soldagem a arco de argônio é usada para melhorar a estabilidade da qualidade.
2. Junta Flangeada
As juntas flangeadas são fáceis de instalar, desmontar e reparar e são frequentemente usadas em sistemas com média e baixa pressão ou seções de tubos que requerem manutenção e substituição regulares. Dongmingguan fornece portas de encaixe de flange pré-fabricadas e garante a precisão da superfície de vedação por meio de processamento mecânico.
Observação durante a instalação: A face final do flange deve ser perpendicular ao eixo do tubo, e a seleção da gaxeta precisa considerar a corrosividade e a temperatura do meio. São recomendadas juntas de metal ou juntas de grafite flexíveis de alta resistência.
3. Acoplamento de braçadeira
Adequado para carga e descarga rápida e sistemas de dutos móveis, comumente usados em sistemas de transporte de mineração. As conexões de fixação conseguem vedação da face final através de anéis de fixação externos e são geralmente usadas em situações de baixa pressão.
Dongmingguan personaliza a estrutura de reforço de expansão externa em ambas as extremidades do tubo de fundição centrífuga de alta liga e coopera com a braçadeira de alta resistência para travar e vedar, o que melhora a estabilidade da conexão.
4. Manga/junta roscada
É adequado para cenários de pequeno diâmetro ou baixo fluxo e geralmente é usado para tubulações auxiliares. Porém, para tubos resistentes ao desgaste de alta dureza, devido à dificuldade de processamento da rosca e à falta de resistência ao impacto, eles raramente são utilizados na prática.
Detalhes técnicos que devem receber atenção especial durante a instalação
A fim de garantir a operação estável e de longo prazo do sistema de tubos de aço resistente ao desgaste, Wuxi Dongmingguan enfatiza que os seguintes pontos técnicos principais devem ser observados durante a instalação no local:
1. Controle de centralização axial do pipeline
Qualquer forma de conexão desalinhada, enviesada ou desalinhada causará desgaste local e até vazamento da junta. A empresa recomenda o uso de um scanner a laser tridimensional para medição e posicionamento no local para garantir o encaixe preciso de cada seção da tubulação.
2. Reserva de lacuna de expansão e contração térmica
Tubos de aço resistentes ao desgaste são frequentemente usados em ocasiões de alta temperatura (>600°C), e a compensação da expansão térmica precisa ser considerada. Recomenda-se instalar juntas de dilatação entre cada seção, ou projetar juntas de dilatação de fole e suportes deslizantes para evitar deformações ou fissuras da seção de conexão devido à dilatação térmica.
3. Controle da zona afetada pelo calor da instalação de soldagem
Se a conexão de soldagem for adotada, a entrada de calor de soldagem deverá ser controlada no local de construção para evitar a fragilização da estrutura do material original devido ao superaquecimento. Dongmingguan recomenda o uso de processo de soldagem multipassagem com baixa entrada de calor e recozimento local após a soldagem para liberar a tensão residual da soldagem.
Serviços de conexão personalizados suportados por Dongmingguan
Como um fabricante profissional que integra design, fabricação, processamento e testes, Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd. não apenas fornece produtos de tubos resistentes ao desgaste padrão, mas também fornece serviços de design de otimização de estrutura de conexão completos:
Face final de soldagem pré-instalada personalizada ou estrutura de flange para clientes;
O posicionamento da soldagem e a pré-instalação geral podem ser concluídos antes de sair da fábrica, economizando tempo de instalação no local;
Fornecer análise de resistência e simulação de tensão térmica (ABAQUS) da estrutura de conexão para garantir uma operação segura;
Fornecer serviços de suporte técnico no local de instalação, incluindo orientação de processo e serviços de teste.
Fundição Centrífuga
