Bessaženi motor s niskim tlakom od ugljičnog čelika favoriziran je za izvrsna mehanička svojstva i širok raspon primjena. Međutim, u nekim teškim radnim okruženjima (poput visoke temperature, visokog tlaka, korozivnih medija), njegova otpornost na koroziju i mehanička čvrstoća mogu se suočiti s izazovima. Da bi se ispunili veće zahtjeve za upotrebu, to se može optimizirati sljedećim metodama:
Metode za poboljšanje otpornosti na koroziju
Odabir materijala i legiranje
Dodavanje elemenata legura: Dodavanjem odgovarajućih količina elemenata legura (poput kroma, nikla, molibdena, bakra itd.) U ugljični čelik, njegova otpornost na koroziju može se značajno poboljšati.
Krom (CR): tvori gusti zaštitni film s kromom oksidom radi poboljšanja korozijske rezistencije.
Nikal (NI): Povećava kiselinu i alkalnu otpornost čelika.
Molibden (MO): Posebno pogodan za odupiranje korozije pittinga i pukotine.
Bakar (Cu): poboljšava korozijsku otpornost čelika u atmosferskom okruženju.
Čelik s niskom legurom: Korištenje niskog čelika (poput Q345R, 16MN) za zamjenu uobičajenog ugljičnog čelika može poboljšati otpornost na koroziju, a pritom će troškove biti niske.
Tehnologija površinskog obrade
Galvaniziranje: Sloj cinka je postavljen na površini cijevi od ugljičnog čelika, a žrtveni anodni učinak cinka koristi se za zaštitu supstrata od korozije.
Vruće pocinčanike: pruža deblji cink sloj, pogodan za cijevi izložene vlažnom ili korozivnom okruženju.
Prevlačenje za raspršivanje: Upotrijebite epoksidnu smolu, poliuretan ili druge antikorozijske prevlake za prskanje površine cijevi kako biste stvorili izolacijski sloj kako bi se korozivni medij spriječio da kontaktira supstrat.
Nano tehnologija premaza: Koristite antikorozijske materijale na nano-razini (poput grafenskog premaza) za daljnje poboljšanje gustoće i adhezije premaza.
Elektrokemijska zaštita:
Zaštita katode: pomoću vanjske struje ili žrtvene anode, cjevovod postaje katoda kako bi se izbjegla korozija.
Anodna oksidacija: pogodna za liječenje antikorozijom u određenim okruženjima.
Tretman unutarnjih zidova
Unutarnja obloga protiv korozijskog sloja: Unutarnji zid cijevi premažite materijalima otpornim na koroziju (poput politetrafluoroetilen PTFE, keramičkog premaza) kako biste se oduprijeli koroziji iz prenošenja medija.
Unutarnje poliranje zida: Smanjite hrapavost unutarnjeg zida i smanjite koroziju erozije tekućine na zidu cijevi.
Kontrola okoliša
U praktičnim primjenama pokušajte izbjeći izlaganje cjevovoda jakim kiselinskim, jakim alkalnim ili visokim vlažnim okruženjima.
Redovito čistite proizvode za prljavštinu i koroziju na unutarnjim i vanjskim površinama cjevovoda kako biste spriječili daljnji razvoj lokalne korozije.
Metode za poboljšanje mehaničke čvrstoće
Optimizirajte sastav materijala
Povećati sadržaj ugljika: Na odgovarajući način povećanje sadržaja ugljika može poboljšati tvrdoću i čvrstoću čelika, ali treba napomenuti da će pretjerani sadržaj ugljika smanjiti žilavost.
Dodajte elemente za mikroskobe:
Vanadium (V): pročistite žitarice i poboljšajte snagu i žilavost.
Niobium (NB): Povećajte visoku temperaturnu čvrstoću i otpornost čelika.
Titanium (TI): Poboljšajte performanse zavarivanja i mehanička svojstva čelika.
Postupak toplinske obrade
Ustizanje i kaljenje: poboljšati tvrdoću i čvrstoću čelika gašenjem, te prilagodite žilavost i duktilnost kaljenjem kako biste postigli najbolje sveobuhvatne performanse.
Normaliziranje liječenja: pročistite strukturu zrna i poboljšati jednoličnost i snagu materijala.
Karburizirajući tretman: infiltrirajte ugljikove elemente u površinu cjevovoda kako bi se stvorio površinski sloj visoke tvrdog, zadržavajući žilavost jezgre.
Hladno radno jačanje
Proces hladnog crtanja: Čelična cijev plastično je deformirana hladnim crtežom, poboljšavajući tako vlačnu čvrstoću i čvrstoću prinosa.
Hladni tretman za kotrljanje: Nadalje pročistite zrno i unesite zaostali stres kako biste poboljšali mehanička svojstva cjevovoda.
Kompozitna tehnologija materijala
Bimetalna kompozitna cijev: sloj materijala visoke čvrstoće ili korozije (poput nehrđajućeg čelika, legura na bazi nikla) sastavlja se na podlozi ugljičnog čelika, što ne samo da poboljšava mehaničku čvrstoću, već također povećava otpornost na koroziju.
Kompozitni materijali ojačani vlaknima: omotajte materijale ojačane vlaknima (poput ugljičnih vlakana i staklenih vlakana) na vanjski zid kako bi se poboljšala otpornost na tlak i otpornost na udarce.
Optimizirani dizajn
Kontrola debljine stijenke: Prema radnom tlaku i srednjim karakteristikama, debljina stijenke cjevovoda razumno je dizajnirana kako bi se osiguralo da djeluje u sigurnom rasponu.
Smanjenje koncentracije stresa: optimizirajte geometriju cjevovoda (poput prijelaza fileta i smanjenje zavara) kako bi se smanjio rizik od neuspjeha uzrokovanog lokalnom koncentracijom stresa.
Kombinirana optimizacija otpornosti na koroziju i mehaničke čvrstoće
Čelik s visokim performansama
Korištenje čelika visokih performansi (poput dupleksnog nehrđajućeg čelika i super austenitnog nehrđajućeg čelika) kao sirovine mogu osigurati izvrsnu otpornost na koroziju i osigurati visoku mehaničku čvrstoću.
Iako su ti materijali skuplji, imaju značajne prednosti u ekstremnim okruženjima.
Višeslojni kompozitni premaz
Na površinu cjevovoda na površinu plinovoda nanesite više funkcionalnih premaza (poput antikorozijskog premaza za donji sloj i prevlaka otporan na habanje za vanjski sloj) kako biste istovremeno postigli otpornost na koroziju i mehaničku zaštitu.
Inteligentno nadgledanje i održavanje
Ugradite senzore unutar ili izvan cjevovoda za praćenje korozije i mehaničkih promjena naprezanja u stvarnom vremenu i na vrijeme poduzeti mjere održavanja.
Koristite analizu velikih podataka za predviđanje života cjevovoda i formulirajte znanstveni plan održavanja.
Poboljšanje otpornosti na koroziju i mehaničke čvrstoće bešavnih cjevovoda motora s niskim pritiskom ugljičnog čelika zahtijeva pokretanje od više aspekata kao što su odabir materijala, proces proizvodnje, površinski obrada i optimizacija dizajna. Učinkovitost cjevovoda može se značajno poboljšati racionalno dodavanjem elemenata legura, prihvaćanjem napredne tehnologije površinskog obrade i optimiziranjem postupka toplinske obrade. Pored toga, kombinacija kompozitne tehnologije materijala i inteligentnih metoda praćenja može dodatno proširiti radni vijek cjevovoda i smanjiti troškove održavanja. S kontinuiranim razvojem novih materijala i novih tehnologija, bešavni cjevovodi s niskim pritiskom ugljičnog čelika bit će prilagodljiviji složenim i oštrim radnim okruženjima u budućnosti, pružajući pouzdanija rješenja za industrijska i automobilska polja.
