Quels sont les substrats et matériaux de revêtement couramment utilisés pour les tuyaux en acier résistant à l'usure ?
Dans les systèmes de transport industriels, en particulier dans les environnements de travail à forte usure et à fort impact tels que les mines, l'électricité, la métallurgie et le ciment, tuyaux en acier résistant à l'usure jouent un rôle essentiel. Sa fonction principale est de prolonger considérablement la durée de vie du pipeline, de réduire la fréquence de remplacement et de réduire les coûts d'exploitation lors du transport de particules solides, de cendres volantes, de lisier, de sable, de gravier et d'autres fluides. Les performances des tubes en acier résistant à l'usure dépendent en grande partie de la sélection scientifique et de la qualité de fabrication de leurs substrats et matériaux de revêtement.
En tant qu'excellent fournisseur de matériaux résistants à l'usure et à la chaleur dans les industries du traitement thermique, de la métallurgie et de la pétrochimie dans la province du Jiangsu, Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd. s'est longtemps concentrée sur la recherche, le développement et la fabrication de tuyaux en acier résistant à l'usure et de tuyaux de coulée centrifuge fortement alliés, et a accumulé une riche expérience en ingénierie, en particulier dans l'aspect de la sélection des matériaux, formant son propre système technique mature.
Choix du substrat pour les tuyaux en acier résistant à l'usure
Le substrat des tuyaux en acier résistant à l'usure joue principalement le rôle de support mécanique, et sa résistance, sa plasticité et ses performances de soudage déterminent la stabilité structurelle de l'ensemble du système de canalisations. Les matériaux de base courants comprennent :
1. Acier de construction au carbone (tel que Q235, Q345)
Il s'agit du type d'acier de construction le plus courant, avec une bonne soudabilité, une résistance modérée, un faible coût et il est largement utilisé dans les transports industriels conventionnels. Convient pour le revêtement de revêtements en céramique ou comme tube de base de revêtement.
2. Acier de construction en alliage (tel que les séries 20#, 16Mn, CrMo)
Il est utilisé dans des conditions de travail avec certaines exigences en matière de température élevée ou d'environnement corrosif, et présente une résistance à la traction et une résistance à la température plus élevées.
3. Acier allié à haute température (tel que les séries HK, HP, HT)
Dans un environnement à haute température et hautement corrosif, l'acier au carbone ordinaire est difficile à gérer et des matériaux de base hautement alliés à haute température sont actuellement nécessaires. Par exemple, les matériaux en alliage de nickel à haute teneur en chrome tels que HP40, HK30, IN519 utilisés par Wuxi Dongmingguan ont atteint une excellente stabilité thermique et densité structurelle grâce au processus de coulée centrifuge et sont largement utilisés dans les systèmes de pipelines à haute température dans les fours de craquage pétrochimique et les équipements de traitement thermique.
Wuxi Dongmingguan a une capacité de production annuelle de 5 000 tonnes de pièces moulées, équipée de plusieurs fours de traitement thermique et d'équipements de traitement de précision. Il peut adapter des solutions de substrat hautes performances en fonction des conditions de travail du client et répondre efficacement aux exigences structurelles de diverses occasions de transport complexes.
Types de matériaux de revêtement et sélection de tuyaux en acier résistant à l'usure
Le matériau du revêtement détermine la résistance à l’usure, la résistance aux chocs et la résistance à la corrosion du pipeline. Selon les caractéristiques du fluide de transport, la température de fonctionnement et le mode d'usure, les matériaux de revêtement courants comprennent :
1. Superposition d'une couche résistante à l'usure (superposition en alliage)
C’est la méthode la plus utilisée à l’heure actuelle. En superposant des alliages à haute teneur en chrome (tels que Cr7C3, Cr13, etc.) sur la paroi interne du tuyau en acier pour former une couche dense résistante à l'usure, la dureté peut atteindre HRC 60~65. Convient aux environnements d'usure à impact moyen et élevé tels que les cendres volantes et la poudre de charbon.
Wuxi Dongmingguan dispose d'un équipement de superposition avancé et d'une technologie de moulage de précision EPC, qui peuvent réaliser une technologie de superposition multicouche et de superposition composite, améliorant considérablement la force de liaison et la durée de vie de la couche de superposition.
2. Doublure en céramique (feuille de céramique d'alumine/zircone/anneau en céramique)
Les céramiques ont une dureté extrêmement élevée (HV 1 000 ~ 1 800) et une excellente résistance à la corrosion, et conviennent aux environnements à forte usure et à faible impact. Ils sont souvent utilisés dans les conduites de cendres des centrales électriques au charbon et dans les systèmes de transport de boues dans les mines.
Wuxi Dongmingguan a intégré avec succès la technologie des patchs en céramique/tuyaux intégrés en céramique dans les pipelines à structure en acier au carbone grâce à une coopération avec des fournisseurs de technologie céramique, résolvant efficacement le problème de la courte durée de vie des sections de tuyaux à forte usure et gagnant les éloges des utilisateurs.
3. Revêtement composite auto-propagé (tuyau SHS)
La technologie de synthèse à haute température (SHS) auto-propagée est une technologie relativement avancée ces dernières années. Il forme une couche interne dense et résistante à l'usure grâce à une réaction instantanée à haute température, a une forte force de liaison et convient aux occasions où la résistance à l'usure et la résistance à la corrosion sont importantes.
4. Revêtement en alliage à haute teneur en chrome moulé par centrifugation
Pour les occasions abrasives à haute température (telles que les fours de traitement thermique, les tubes de craquage), Wuxi Dongmingguan utilise des alliages de nickel à haute teneur en chrome (tels que HP, IN519) pour la coulée centrifuge afin de former des corps de tuyaux en alliage à paroi épaisse et à haute densité, qui ont une résistance extrêmement élevée à la fatigue thermique et à l'usure thermique. Il s'agit de la solution privilégiée par de nombreux fabricants d'équipements nationaux et étrangers (tels qu'Epson, Aixie Lin, Fengdong) pour une correspondance à long terme.
Comment contrôler efficacement la déformation et la fissuration des tuyaux en acier résistant à l'usure pendant le processus de fabrication
Aujourd'hui, avec des conditions de travail à forte usure de plus en plus complexes, les tubes en acier résistant à l'usure sont largement utilisés dans les industries minières, énergétiques, du ciment, de la métallurgie, de la pétrochimie et autres en raison de leur excellente résistance à l'usure. Cependant, dans le processus de fabrication, les problèmes de déformation et de fissuration ont toujours constitué des difficultés techniques de contrôle qualité, en particulier dans les processus de coulée centrifuge et de surfaçage des aciers de grand diamètre, de grande taille ou fortement alliés. Comment contrôler efficacement ces deux défauts clés qui affectent la vie et la sécurité à la source est devenu un sujet que les entreprises manufacturières doivent surmonter.
Contrôle des sources de matières : la première ligne de défense en matière de composition chimique et de structure organisationnelle
La performance de tuyaux en acier résistant à l'usure commence par la conception raisonnable des matériaux et un contrôle de qualité strict. À Wuxi Dongmingguan, l'entreprise utilise des spectromètres à lecture directe, des spectromètres portables et des analyseurs de phase cristalline pour garantir que la composition des matières premières répond aux exigences de paramétrage du processus. En réponse aux exigences de résistance à l'usure des différentes conditions de travail, des matériaux résistants à l'usure à haute température tels que l'acier hautement allié Cr-Ni, l'acier allié Cr-Mo, HP, HK, etc. sont souvent utilisés.
En outre, l'entreprise utilise le contrôle de la phase cristalline pour éviter la structure de ségrégation ou la phase dure et cassante dans les pièces moulées, et empêche la fissuration par concentration de contrainte des matériaux lors du traitement thermique et du surfaçage ultérieurs.
Optimisation des processus : contrôle multidimensionnel de la coulée, du refroidissement et du traitement thermique
Lors de la production de tubes coulés par centrifugation fortement alliés ou de tubes en acier composites résistant à l'usure, l'optimisation de la température de coulée, de la vitesse de refroidissement et du processus de traitement thermique est particulièrement critique. Wuxi Dongmingguan prend les mesures suivantes en fonctionnement réel :
1. Contrôle de l'équilibre dynamique pendant la coulée centrifuge
La société utilise un équipement centrifuge de contrôle de conversion de fréquence de haute précision pour maintenir une vitesse et un gradient de température uniformes pendant le processus de coulée, de manière à obtenir un arrangement dense de métal en fusion sur la paroi interne du tuyau et à éviter efficacement une épaisseur inégale ou une accumulation de contraintes causée par la « fluctuation du métal ».
2. Soulagement du stress pendant le traitement thermique
Équipé de plusieurs fours de traitement thermique programmables, il peut mettre en œuvre avec précision des processus de traitement thermique tels que le recuit, la mise en solution, la normalisation et le revenu. Grâce à un chauffage étape par étape et à un refroidissement lent, il peut libérer complètement les contraintes internes et prévenir efficacement les fissures dans les tuyaux coulés ou les couches de revêtement lors d'un traitement ou d'un service ultérieur.
Le processus de traitement thermique est combiné avec le logiciel de simulation par éléments finis ABAQUS pour analyser les champs de contraintes, prédire les tendances de déformation et effectuer à l'avance la conception structurelle et les ajustements des paramètres du processus.
Technologie de contrôle des contraintes thermiques lors de l'étape de soudage du revêtement
Pour les structures de tuyaux composites qui nécessitent des couches de revêtement résistantes à l'usure, le contrôle des zones affectées par la chaleur pendant le soudage est particulièrement important. Sur la base de nombreuses années d'expérience en matière de revêtement, Dongmingguan a formé les points de contrôle clés suivants :
1. Bardage multi-passes en couches
Adoptant une stratégie de soudage multi-passes avec un faible courant et un faible apport de chaleur, le revêtement en couches est réalisé uniformément pour réduire efficacement le pic de température d'une seule couche et réduire le risque de fissures thermiques.
2. Préchauffage et post-traitement thermique
Pour les alliages de revêtement à haute teneur en carbone et en chrome, des processus d'isolation de préchauffage (150-350 ℃) et de post-chauffage sont mis en œuvre pour atténuer les microfissures causées par un retrait inégal des tissus pendant le refroidissement.
3. L’équipement de soudage automatique stabilise la qualité du revêtement
Présentation de robots de soudage intelligents pour contrôler la vitesse et la posture du revêtement, combinés à des systèmes de suivi des soudures pour maintenir la cohérence des soudures et réduire les facteurs humains qui interfèrent avec la qualité.
Accent égal sur le contrôle des tolérances géométriques et les méthodes de contrôle non destructifs
Pour garantir les dimensions géométriques globales du pipeline et l'absence de microfissures potentielles, l'entreprise utilise plusieurs ensembles de méthodes de test de haute précision :
3D scanner (GEOMAGIC CON): real-time comparison with the CAD model to control the deformation within ±1mm;
Détecteur de défauts à ultrasons, détecteur de défauts à particules magnétiques : utilisé pour détecter les défauts cachés tels que le retrait interne, les inclusions de scories et les microfissures ;
Testeur de dureté Brinell et testeur d'impact en traction : évaluation complète pour savoir si les propriétés mécaniques répondent aux exigences standard.
Ces procédures de contrôle de haut niveau couvrent les trois étapes des matières premières, des produits semi-finis et des produits finis, offrant une solide garantie de stabilité et de traçabilité des produits.
À quelles méthodes de connexion faut-il prêter attention lors de l'installation de tuyaux en acier résistant à l'usure sur site
Les méthodes de connexion des tuyaux en acier résistant à l'usure sont principalement sélectionnées en fonction de leur pression de service, de leur température, de leur environnement d'installation, de leur commodité de maintenance et d'autres facteurs. Voici plusieurs méthodes de connexion courantes et leurs caractéristiques :
1. Joint soudé
Le soudage est actuellement la méthode de connexion la plus solide et la mieux étanche, adaptée aux températures élevées, aux pressions élevées ou aux occasions où un démontage régulier n'est pas possible. Ses principaux avantages sont une forte intégrité et une fuite difficile ; ses inconvénients sont des exigences techniques d'installation élevées et des difficultés de démontage ultérieur.
Suggestion de Dongmingguan : lors du transport de fluides à haute température et à haute pression ou dans un espace limité (tels que des tubes de rayonnement à haute température, des canalisations de circulation de four de chauffage), il est recommandé d'utiliser une structure entièrement soudée, et le soudage automatique ou le soudage à l'arc sous argon est utilisé pour améliorer la stabilité de la qualité.
2. Joint à bride
Les joints à brides sont faciles à installer, à démonter et à réparer, et sont souvent utilisés dans les systèmes à moyenne et basse pression ou dans les sections de canalisations nécessitant un entretien et un remplacement réguliers. Dongmingguan fournit des ports d'accueil à bride préfabriqués et garantit la précision de la surface d'étanchéité grâce à un traitement mécanique.
Remarque lors de l'installation : la face d'extrémité de la bride doit être perpendiculaire à l'axe du tuyau et la sélection du joint doit prendre en compte le caractère corrosif et la température du fluide. Des joints enroulés en métal ou des joints en graphite flexible à haute résistance sont recommandés.
3. Couplage à pince
Convient au chargement et au déchargement rapides et aux systèmes de pipelines mobiles, couramment utilisés dans les systèmes de transport minier. Les raccords à serrage assurent l'étanchéité des faces d'extrémité grâce à des bagues de fixation externes et sont généralement utilisés dans des situations de basse pression.
Dongmingguan personnalise la structure de renforcement d'expansion externe aux deux extrémités du tuyau de coulée centrifuge à haute teneur en alliage et coopère avec la pince à haute résistance pour verrouiller et sceller, ce qui améliore la stabilité de la connexion.
4. Manchon/Joint fileté
Il convient aux scénarios de petit diamètre ou de faible débit et est généralement utilisé pour les canalisations auxiliaires. Cependant, pour les tuyaux de haute dureté et résistants à l'usure, en raison de la difficulté de traitement du filetage et du manque de résistance aux chocs, ils sont rarement utilisés dans la pratique.
Détails techniques auxquels il convient de prêter une attention particulière lors de l'installation
Afin de garantir le fonctionnement stable et à long terme du système de canalisations en acier résistant à l'usure, Wuxi Dongmingguan souligne que les points techniques clés suivants doivent être pris en compte lors de l'installation sur site :
1. Contrôle du centrage axial du pipeline
Toute forme de connexion mal alignée, asymétrique ou mal alignée entraînera une usure locale et même une fuite du joint. L'entreprise recommande d'utiliser un scanner laser tridimensionnel pour la mesure et le positionnement sur site afin de garantir un amarrage précis de chaque section du pipeline.
2. Réservation des écarts de dilatation et de contraction thermiques
Les tuyaux en acier résistant à l'usure sont souvent utilisés à haute température (>600 ℃) et une compensation de dilatation thermique doit être prise en compte. Il est recommandé de placer des joints de dilatation entre chaque section, ou de concevoir des joints de dilatation à soufflet et des supports coulissants pour éviter la déformation ou la fissuration de la section de connexion due à la dilatation thermique.
3. Contrôle de la zone affectée thermiquement de l'installation de soudage
Si une connexion par soudage est adoptée, l'apport de chaleur de soudage doit être contrôlé sur le chantier de construction pour éviter la fragilisation de la structure du matériau de base due à une surchauffe. Dongmingguan recommande l'utilisation d'un procédé de soudage multi-passes à faible apport de chaleur et d'un recuit local après le soudage pour libérer les contraintes résiduelles de soudage.
Services de connexion personnalisés pris en charge par Dongmingguan
En tant que fabricant professionnel intégrant la conception, la fabrication, le traitement et les tests, Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd. fournit non seulement des produits de tuyauterie standard résistants à l'usure, mais fournit également des services de conception d'optimisation de structure de connexion à guichet unique :
Face d'extrémité de soudage ou structure de bride préinstallée personnalisée pour les clients ;
Le positionnement du soudage et la pré-installation globale peuvent être effectués avant de quitter l'usine, ce qui permet d'économiser du temps d'installation sur site ;
Fournir une analyse de résistance et une simulation des contraintes thermiques (ABAQUS) de la structure de connexion pour assurer un fonctionnement sécuritaire ;
Fournir des services de support technique sur le site d'installation, y compris des conseils en matière de processus et des services de test.
Coulée centrifuge
