耐摩耗鋼管と一般鋼管の成分や性能の違いは何ですか？

基本的な定義と使用法の比較
普通鋼管とは、炭素鋼や低合金鋼を熱間圧延や冷間圧延加工して作られた管のことで、主に水、ガス、油の輸送や構造部品として使用されます。 耐摩耗鋼管 通常の鋼管に基づいて、高摩耗条件向けに設計されています。通常、特殊な合金組成、表面処理、複合構造により高い耐摩耗性を備えています。鉱業、冶金、電力、セメント、その他の産業における研磨媒体の搬送に適しています。

成分の違い
一般鋼管の成分は鉄を主成分とした比較的単純な成分で、炭素含有量は一般に0.1～0.3％ですが、機械的性質を高めるためにマンガン、シリコンなどを少量添加する場合もあります。耐摩耗鋼管には、マンガン、クロム、モリブデン、ニッケルなどの合金元素が多く含まれていることがよくあります。これらの元素は硬質相を形成し、鋼の組織構造を改善することで耐摩耗性を向上させます。たとえば、高マンガン鋼の耐摩耗性パイプのマンガン含有量は 11% 以上に達する場合があり、これは靭性と硬度の両方を備えた構造の形成に役立ちます。一方、一部の被覆耐摩耗性パイプは、高炭素含有量と超硬合金粉末を含む溶接層を溶接することにより、表面硬度と耐摩耗性を向上させます。

微細構造の違い
通常の鋼管は通常、フェライトおよびパーライト構造を呈し、適度な硬さ、良好な延性および靭性を備え、一般的な産業用途の強度要件を満たしています。耐摩耗鋼管の内部構造は比較的複雑です。たとえば、高マンガン鋼は冷間加工後に微細な双晶構造を形成し、耐摩耗性が向上します。肉盛耐摩耗管の表面に形成される高硬度の合金層（炭化物、窒化物など）により耐摩耗性が大幅に向上するとともに、母材が一定の靭性を維持して脆性亀裂を防止します。また、耐摩耗鋼管には、内部に靭性の良い鋼管と表面に高硬度の合金層を形成し、両者の利点を組み合わせたバイメタル複合構造を採用したものもあります。

機械的特性の比較
通常の鋼管の引張強さ、降伏強さ、伸びは、一般的な輸送および構造用途の要件を満たしています。硬度は一般的に150～200HBWであり、加工、溶接、成形が容易です。耐摩耗鋼管は硬度と耐摩耗性が大幅に向上しました。表面硬度は 400HBW 以上に達することがあり、耐衝撃性も衝撃摩耗条件に適応するように特別に設計されています。靭性の点では、耐摩耗鋼管は主に特殊な熱処理または冷間加工技術を使用して、十分な耐亀裂性を確保しながら、脆性破壊による安全上の危険を防ぐ高硬度を確保しています。

耐摩耗性の違い
耐摩耗鋼管の主な利点は、表面または材料全体の耐摩耗性にあります。通常の鋼管は、砂やスラグなどの摩耗性の高い媒体を輸送すると、管壁がすぐに薄くなりやすく、耐用年数が短くなります。耐摩耗鋼管は、材料組成または複合構造設計を強化することにより、機械的摩耗、衝撃摩耗、腐食摩耗に効果的に耐えることができ、パイプラインの耐用年数を延ばし、メンテナンスや交換の頻度を減らすことができます。特に固体粒子の多い条件下では、耐摩耗鋼管は強い耐久性を発揮します。

耐食性の比較
一般の鋼管は特別な耐食設計が施されていないことが多く、媒体中の水分、酸、アルカリなどの腐食性物質の影響を受けやすくなっています。コーティングやライニングなどの外部保護手段で保護する必要があります。耐摩耗鋼管は合金元素を使用し、本体の耐食性を向上させます。たとえば、クロムやニッケルなどの元素を添加すると、耐酸化性や耐食性が向上します。一方、セラミック複合耐摩耗性パイプの中には、複合材料によって耐摩耗性と耐食性の二重の機能を実現するものもあります。しかし、一般に、耐摩耗鋼管の主な設計目標は依然として耐摩耗性であり、耐食性は特定の材料と使用条件に応じて選択する必要があります。

製造工程の違い
一般鋼管の多くは、熱間圧延、冷間圧延、溶接などの伝統的なプロセスによって製造されます。このプロセスは比較的成熟しており、コストは低いです。耐摩耗鋼管には、高マンガン鋼冷間圧延延伸成形、高硬度合金層を生成する遠心鋳造法、管壁面に耐摩耗性溶接層を形成する表面処理法、耐摩耗性合金層と強靱な母材を結合させるバイメタル複合管技術など、さまざまな特殊プロセスが使用されます。これらのプロセスは複雑で、設備や技術に対する要求が高く、それに応じて生産サイクルとコストも増加します。

アプリケーションシナリオの違い
普通鋼管は一般輸送パイプライン、構造支持体、機械部品などの分野で広く使用されており、中程度の摩耗が少ない環境に適しています。耐摩耗鋼管は、鉱山砂や砂利の輸送、発電所の灰パイプライン、冶金スラリー輸送、セメント輸送システムなど、摩耗と衝撃が大きい過酷な作業条件向けに設計されています。耐摩耗鋼管を選択すると、機器の稼働サイクルを効果的に延長し、パイプラインの交換頻度によって生じるダウンタイム損失やメンテナンスコストを削減できます。

経済的考慮事項
一般鋼管は製造工程が簡単で原材料費が安いため比較的安価であり、耐摩耗性が要求されない用途に適しています。耐摩耗鋼管は合金元素の添加や特殊な加工により製造コストが大幅に上昇し、単価も上昇しています。しかし、全体的な耐用年数とメンテナンスコストの観点から見ると、耐摩耗鋼管は摩耗の激しい環境ではより経済的メリットがあり、頻繁な交換によって生じるダウンタイムや材料の無駄を減らすことができます。