Bezšvový uhlíkový oceľový motor s nízkym tlakom je obľúbený pre svoje vynikajúce mechanické vlastnosti a širokú škálu aplikácií. Avšak v niektorých drsných pracovných prostrediach (ako je vysoký teplota, vysoký tlak, korozívne médiá), jeho odolnosť proti korózii a mechanická pevnosť môžu čeliť výzvam. Aby sa splnili vyššie požiadavky na využitie, je možné ho optimalizovať nasledujúcimi metódami:
Metódy na zlepšenie odolnosti proti korózii
Výber materiálu a legovanie
Pridanie prvkov zliatiny: Pridaním vhodných množstiev zliatinových prvkov (ako je chróm, nikel, molybdén, meď atď.) Do uhlíkovej ocele sa môže výrazne zlepšiť jej odolnosť proti korózii.
Chróm (CR): Vytvára hustý ochranný film oxidu chrómu na zlepšenie rezistencie na koróziu.
Nikel (NI): Zvyšuje kyselinu a alkalický odpor ocele.
Molybdén (MO): Obzvlášť vhodné na odolávanie jamkám a korózii trhliny.
Meď (Cu): Zlepšuje odolnosť ocele v atmosférickom prostredí korózie.
Nízka zliatinová oceľ: Použitie nízkej zliatinovej ocele (napríklad Q345R, 16 mn) na výmenu bežnej uhlíkovej ocele môže zlepšiť odolnosť proti korózii a zároveň udržať nízky náklady.
Technológia povrchovej úpravy
Galvanizácia: Vrstva zinku je poklepaná na povrch rúrky z uhlíkovej ocele a na ochranu substrátu pred koróziou sa používa obetný anódový účinok zinku.
Hodnotný galvanizácia: Poskytuje hrubšiu zinkovú vrstvu, vhodnú pre potrubia vystavené vlhké alebo korozívne prostredie po dlhú dobu.
Sprejové povlaky: Používajte epoxidovú živicu, polyuretán alebo iné protikorózne povlaky na rozprašovanie povrchu potrubia, aby ste vytvorili izolačnú vrstvu, aby ste zabránili kontaktu s substrátom korozívne médium.
Technológia nano potiahnutia: Na ďalšie zlepšenie hustoty a priľnavosti poťahu používajte antikorózne materiály na úrovni nano-úrovní (ako napríklad grafénový povlak).
Elektrochemická ochrana:
Ochrana katódy: Prostredníctvom externého prúdu alebo obetnej anódy sa potrubie stáva katódou, aby sa predišlo korózii.
Anodická oxidácia: Vhodná na liečbu protikoróznou v špecifických prostrediach.
Ošetrenie vnútornej steny
Vnútorná podšívka Antikorózna vrstva: Vnútornú stenu potrubia natiahnite materiálmi odolnými voči korózii (ako je polytetrafluóretylén PTFE, keramický povlak), aby ste odolali korózii z mediálneho média.
Leštenie vnútornej steny: Znížte drsnosť vnútornej steny a znížte koróziu erózie tekutiny na stene potrubia.
Kontrola životného prostredia
V praktických aplikáciách sa snažte vyhnúť vystaveniu potrubia silným kyselinovým, silným alkalickým alebo vysokým vlhkým prostredím.
Pravidelne čistite nečistoty a korózne výrobky na vnútorných a vonkajších povrchoch potrubia, aby ste zabránili ďalšiemu rozvoju miestnej korózie.
Metódy na zvýšenie mechanickej pevnosti
Optimalizovať zloženie materiálu
Zvýšenie obsahu uhlíka: Primerané zvýšenie obsahu uhlíka môže zvýšiť tvrdosť a pevnosť ocele, ale treba poznamenať, že nadmerný obsah uhlíka zníži húževnatosť.
Pridajte mikropodnikové prvky:
Vanadium (V): Zrýchajte zrná a zlepšujte silu a húževnatosť.
Niobium (NB): Zvyšujte vysokú pevnosť teploty a odpor odškodnenia ocele.
Titanium (Ti): Vylepšite výkon zvárania a mechanické vlastnosti ocele.
Proces tepelného spracovania
Ochladenie a temperovanie: Zlepšite tvrdosť a pevnosť ocele ochladením a upravte húževnatosť a ťažnosť temperovaním, aby ste dosiahli najlepší komplexný výkon.
Normalizácia liečby: Spresnite štruktúru zŕn a zlepšujte rovnomernosť a pevnosť materiálu.
Karburizačné ošetrenie: Infiltráty uhlíkových prvkov do povrchu potrubia, aby sa vytvorila povrchová vrstva s vysokou tvrdosťou a zároveň si zachovala húževnatosť jadra.
Posilnenie práce na chladení
Proces za studena: oceľové potrubie je plasticky deformované kreslením za studena, čím sa zlepšuje jeho pevnosť v ťahu a pevnosť výnosu.
Ošetrenie za studena: Ďalej vylepšte zrná a zavádzajte zvyškové napätie, aby ste zvýšili mechanické vlastnosti plynovodu.
Kompozitná materiálová technológia
Bimetalická kompozitná potrubia: vrstva materiálu s vysokým obsahom alebo korózne rezistentným materiálom (ako je nehrdzavejúca oceľ, zliatina na báze niklu) je zložená na substráte uhlíkovej ocele, ktorá nielen zvyšuje mechanickú pevnosť, ale tiež zvyšuje odolnosť proti korózii.
Zložené materiály zosilnené vláknami: Materiály vystužené vláknami (napríklad uhlíkové vlákno a sklenené vlákno) na vonkajšej stene, aby sa zlepšil odolnosť proti tlaku a odporu nárazu.
Optimalizovaný dizajn
Hrúbka steny: Podľa pracovného tlaku a stredných charakteristík je hrúbka steny potrubia primerane navrhnutá tak, aby zabezpečila, že pracuje v bezpečnom rozsahu.
Zníženie koncentrácie napätia: Optimalizácia geometrie potrubia (ako je prechod filé a zníženie zvarov), aby sa znížilo riziko zlyhania spôsobeného koncentráciou lokálneho stresu.
Kombinovaná optimalizácia odporu korózie a mechanickej pevnosti
Vysokoúčinná zliatinová oceľ
Použitie vysokoúčinnej zliatinovej ocele (ako je duplexná nehrdzavejúca oceľ a super austenitická z nehrdzavejúcej ocele), pretože suroviny môže poskytnúť vynikajúci odpor korózie a zabezpečiť vysokú mechanickú pevnosť.
Aj keď sú tieto materiály drahšie, majú v extrémnych prostrediach významné výhody.
Viacvrstvový kompozitný povlak
Naneste viac funkčných povlakov (ako je antikorózne povlaky pre spodnú vrstvu a povlak rezistentný na opotrebenie pre vonkajšiu vrstvu) na povrch potrubia, aby ste dosiahli odolnosť proti korózii a mechanickú ochranu v rovnakom čase.
Inteligentné monitorovanie a údržba
Nainštalujte senzory do potrubia alebo mimo potrubia, aby ste monitorovali zmeny korózie a mechanického napätia v reálnom čase a včas vykonajte opatrenia na údržbu.
Použite analýzu veľkých údajov na predpovedanie životnosti plynovodu a formulujte plán vedeckej údržby.
Zlepšenie odolnosti proti korózii a mechanickej pevnosti plynovodov s nízkym tlakom z uhlíkovej ocele si vyžaduje začatie viacerých aspektov, ako je výber materiálu, výrobný proces, povrchové úpravy a optimalizácia návrhu. Výkonnosť potrubia sa dá výrazne zlepšiť racionálnym pridaním zliatinových prvkov, prijatím pokročilej technológie povrchovej úpravy a optimalizáciou procesu tepelného spracovania. Kombinácia kompozitných materiálových technológií a inteligentných metód monitorovania môže navyše ďalej predĺžiť životnosť potrubia a znížiť náklady na údržbu. S nepretržitým vývojom nových materiálov a nových technológií budú v budúcnosti prispôsobivejšie plynulé plynovody s nízkym tlakom uhlíkovej ocele adaptabilnejšie na zložité a tvrdé pracovné prostredie, ktoré poskytnú spoľahlivejšie riešenia pre priemyselné a automobilové polia.
