วัสดุและลักษณะของท่อคอมโพสิตสึกหรอคืออะไร?

ท่อสวมคอมโพสิตเป็นผลิตภัณฑ์ท่อประเภทหนึ่งที่ทำจากวัสดุหลายชนิดผสมกัน และใช้เพื่อต้านทานการสึกหรอของวัสดุโดยเฉพาะ ด้วยการรวมข้อดีของวัสดุต่างๆ เข้าด้วยกัน ไม่เพียงแต่รับประกันฟังก์ชันการลำเลียงพื้นฐานของท่อเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มคุณสมบัติที่สำคัญ เช่น ความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานการกัดกร่อน และความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงอีกด้วย มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมที่มีสภาวะการลำเลียงวัสดุที่รุนแรง เช่น การทำเหมือง พลังงาน โลหะวิทยา และวิศวกรรมเคมี

1. โครงสร้างหลักและองค์ประกอบของวัสดุ

คุณสมบัติหลักของท่อคอมโพสิตสึกหรอคือ "โครงสร้างคอมโพสิต" ซึ่งมักจะประกอบด้วยสองส่วน: ชั้นฐานและชั้นที่ทนต่อการสึกหรอ ในบางสถานการณ์ จะมีการเพิ่มชั้นการเปลี่ยนแปลงหรือชั้นป้องกันการกัดกร่อนเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของสภาพการทำงานที่ซับซ้อน:

1-1: ชั้นฐาน (ชั้นเมทริกซ์) : ทำหน้าที่รองรับและรับแรงกดดันเป็นหลัก โดยปกติแล้วจะเลือกใช้เหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไป (เช่น Q235) เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ และวัสดุโลหะอื่นๆ วัสดุประเภทนี้มีคุณสมบัติทางกลและการเชื่อมที่ดีเยี่ยม ซึ่งสามารถรับประกันความเสถียรของโครงสร้างของท่อภายใต้แรงดันในการลำเลียง และยังสะดวกสำหรับการเชื่อมต่อกับส่วนประกอบท่ออื่นๆ

1-2: ชั้นที่ทนต่อการสึกหรอ (ชั้นทำงาน) : ชั้นที่สัมผัสโดยตรงกับวัสดุลำเลียงและเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดความต้านทานการสึกหรอของท่อ วัสดุที่ทนต่อการสึกหรอทั่วไป ได้แก่ เหล็กหล่อโลหะผสมโครเมียมสูง เซรามิก (อลูมินา ซิลิคอนคาร์ไบด์) ยางที่ทนต่อการสึกหรอ และวัสดุโพลีเมอร์ (เช่น โพลีเอทิลีน UHWPE ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษ) เป็นต้น การเลือกวัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรอต่างๆ ควรพิจารณาจากพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความแข็ง ขนาดอนุภาค อัตราการไหล และอุณหภูมิของวัสดุที่ลำเลียง

1-3: ชั้นการเปลี่ยนผ่าน (ไม่จำเป็น) : เมื่อการยึดเกาะระหว่างชั้นฐานและวัสดุชั้นที่ทนทานต่อการสึกหรอไม่ดี จะมีการเพิ่มชั้นการเปลี่ยนผ่าน (เช่น โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก โลหะผสมทองแดง ฯลฯ) จะถูกเพิ่มเข้าไป หน้าที่ของมันคือการปรับปรุงเอฟเฟกต์การยึดเกาะทางโลหะหรือทางกายภาพระหว่างวัสดุทั้งสอง และป้องกันไม่ให้ชั้นที่ทนทานต่อการสึกหรอหลุดออก

2. ลักษณะการปฏิบัติงานหลัก

เมื่อเปรียบเทียบกับท่อวัสดุเดี่ยวแบบดั้งเดิม (เช่นท่อเหล็กธรรมดาและท่อหินหล่อ) ท่อคอมโพสิตแวร์มีข้อดีที่สำคัญดังต่อไปนี้:

2-1: ความต้านทานการสึกหรอดีเยี่ยม: ความแข็งของวัสดุชั้นที่ทนต่อการสึกหรอนั้นสูงกว่าเหล็กธรรมดามาก (เช่น ความแข็งของเหล็กหล่อโลหะผสมโครเมียมสูงสามารถเข้าถึงได้มากกว่า HRC60 และความแข็งของเซรามิกอลูมินาสามารถเข้าถึงได้มากกว่า HV1200) สามารถต้านทานการกัดกร่อนและการสึกหรอของวัสดุ เช่น แร่ ผงถ่านหิน และตะกรันขี้เถ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยปกติอายุการใช้งานจะอยู่ที่ 5 ถึง 10 เท่าของท่อเหล็กธรรมดา และในบางสถานการณ์ก็สามารถเข้าถึงได้มากกว่า 20 เท่า

2-2: คุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมดีเยี่ยม: วัสดุโลหะของชั้นฐานทำให้มั่นใจได้ถึงความต้านทานแรงดันและทนต่อแรงกระแทกของท่อ หลีกเลี่ยงข้อบกพร่องของท่อเซรามิกบริสุทธิ์ที่เปราะบางและท่อยางบริสุทธิ์ที่มีความต้านทานแรงดันต่ำ สามารถปรับให้เข้ากับสภาวะการลำเลียงแรงดันสูงและแรงกระแทกสูงได้

2-3: ความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง: ท่อคอมโพสิตสามารถมีความต้านทานการกัดกร่อนบางอย่างขึ้นอยู่กับการเลือกวัสดุชั้นที่ทนต่อการสึกหรอ (เช่นชั้นที่ทนต่อการสึกหรอโมเลกุลสูงที่ทนต่อกรดและด่างและชั้นเซรามิกที่ทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมี) และความต้านทานที่อุณหภูมิสูง (เช่นชั้นที่ทนต่อการสึกหรอโลหะผสมสูงสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงกว่า 800 ° C) ทำให้เหมาะสำหรับวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรือ สถานการณ์การขนส่งที่อุณหภูมิสูง (เช่น การขนส่งเถ้าลอยในโรงไฟฟ้า และการขนส่งตะกรันที่อุณหภูมิสูงในโลหะวิทยา)

2-4: น้ำหนักเบาและต้นทุนต่ำ: เมื่อเปรียบเทียบกับท่อหินหล่อที่มีผนังหนาหรือท่อโลหะผสมบริสุทธิ์ที่มีความต้านทานการสึกหรอเท่ากัน ท่อคอมโพสิตจะลดน้ำหนักโดยรวมในขณะที่ควบคุมต้นทุนการผลิตผ่านการ "จัดสรรตามความต้องการ" ของวัสดุ (ใช้เฉพาะวัสดุที่ทนต่อการสึกหรอราคาสูงในชั้นการทำงาน) และสะดวกสำหรับการติดตั้งและการขนส่ง