耐摩耗鋼管の母材やライニング材として一般的に使われているものは何ですか？
産業用輸送システム、特に鉱業、電気、冶金、セメントなどの摩耗や衝撃の大きい作業環境では、 耐摩耗鋼管 重要な役割を果たします。その中心的な機能は、固体粒子、飛灰、スラリー、砂、砂利、その他の媒体を輸送する際のパイプラインの寿命を大幅に延ばし、交換頻度を減らし、運用コストを削減することです。耐摩耗鋼管の性能は、基材とライニング材料の科学的な選択と製造品質に大きく依存します。
無錫東明関特殊金属製造有限公司は、江蘇省の熱処理、冶金、石油化学産業における耐摩耗性および耐熱性材料の優れたサプライヤーとして、長年にわたり耐摩耗鋼管および高合金遠心鋳造管の研究開発および製造に注力しており、特に材料選択の面で豊富なエンジニアリング経験を蓄積し、独自の成熟した技術体系を形成しています。
耐摩耗鋼管の母材の選択
耐摩耗鋼管の基材は主に機械的支持の役割を担っており、その強度、可塑性、溶接性能がパイプラインシステム全体の構造安定性を決定します。一般的な基材には次のようなものがあります。
1. 炭素構造用鋼（Q235、Q345など）
これは最も一般的な構造用鋼の種類であり、良好な溶接性、適度な強度、低コストを備えており、従来の産業輸送の場面で広く使用されています。セラミックライニングのコーティングや被覆ベースパイプとして適しています。
2. 合金構造用鋼（20#、16Mn、CrMoシリーズなど）
高温または腐食環境に対する特定の要件を伴う作業条件で使用され、より高い引張強度と耐熱性を備えています。
3. 高温合金鋼（HK、HP、HTシリーズなど）
高温、高腐食環境では通常の炭素鋼では対応が難しく、現在では高温高合金母材が求められています。例えば、無錫東明関が使用するHP40、HK30、IN519などの高クロムニッケル合金材料は、遠心鋳造プロセスを通じて優れた熱安定性と構造密度を実現しており、石油化学分解炉や熱処理装置の高温パイプラインシステムに広く使用されています。
無錫東明関市は年間5,000トンの鋳物生産能力を持ち、複数の熱処理炉と精密加工設備を備えています。顧客の作業条件に応じて高性能基板ソリューションを調整し、さまざまな複雑な輸送場面の構造要件に効果的に適合できます。
ライニング材の種類と耐摩耗鋼管の選定
ライニングの材質は、パイプラインの耐摩耗性、耐衝撃性、耐食性を決定します。搬送媒体の特性、動作温度、摩耗モードに応じて、一般的なライニング材料には次のものがあります。
1. オーバーレイ耐摩耗層（合金オーバーレイ）
これは現在最も広く使用されている方法です。鋼管の内壁に高クロム合金（Cr7C3、Cr13など）を肉盛して緻密な耐摩耗層を形成することにより、硬度はHRC60～65に達します。フライアッシュや石炭粉など、中程度および高衝撃の摩耗環境に適しています。
無錫東明関は先進的なオーバーレイ装置とEPC精密鋳造技術を備えており、多層オーバーレイと複合オーバーレイ技術を実現し、オーバーレイ層の接着強度と耐用年数を大幅に向上させます。
2. セラミックライニング（アルミナ/ジルコニアセラミックシート/セラミックリング）
セラミックスは非常に高い硬度（HV 1000～1800）と優れた耐食性を備えており、摩耗や衝撃の少ない環境に適しています。これらは、石炭火力発電所の灰パイプラインや鉱山のスラリー搬送システムでよく使用されます。
無錫東明関は、セラミック技術サプライヤーとの協力を通じて、セラミックパッチ/セラミック埋め込みパイプ技術を炭素鋼構造パイプラインに統合することに成功し、高摩耗パイプセクションの短寿命の問題を効果的に解決し、ユーザーから高い評価を得ています。
3. 自己伝播複合ライニング（SHS管）
自己伝播型高温合成技術（SHS）は、近年比較的進んだ技術です。高温瞬間反応により緻密な耐摩耗性内層を形成し、強い結合力を持ち、耐摩耗性と耐食性の両方が重要視される用途に適しています。
4. 遠心鋳造高クロム合金ライニング
高温の研磨用途（熱処理炉、クラッキングチューブなど）の場合、無錫東明関では、遠心鋳造に高クロムニッケル合金（HP、IN519 など）を使用して、熱疲労や熱摩耗に対して非常に高い耐性を持つ厚肉の高密度合金パイプ本体を形成します。これは、長期的なマッチングのために多くの国内外の機器メーカー (エプソン、愛喜林、風東など) にとって推奨されるソリューションです。
耐摩耗鋼管の製造工程における変形や割れを効果的に抑制する方法
今日、ますます複雑化する高摩耗作業条件に伴い、耐摩耗鋼管はその優れた耐摩耗性により、鉱業、電力、セメント、冶金、石油化学などの産業で広く使用されています。しかし、製造プロセス、特に大径鋼、長尺鋼、または高合金鋼の遠心鋳造および表面仕上げプロセスでは、変形や亀裂の問題が常に品質管理の技術的困難となってきました。生命と安全に影響を与えるこれら 2 つの主要な欠陥を発生源で効果的に制御する方法は、製造企業が克服しなければならない課題となっています。
物質源管理: 化学組成と組織構造の防御の第一線
のパフォーマンス 耐摩耗鋼管 合理的な材料設計と厳格な品質管理から始まります。無錫東明関では、同社は直読分光計、ハンドヘルド分光計、結晶相分析装置を使用して、原材料の組成がプロセス設定の要件を満たしていることを確認しています。さまざまな作業条件の耐摩耗性要件に対応して、Cr-Ni 高合金鋼、Cr-Mo 合金鋼、HP、HK などの高温耐摩耗性材料がよく使用されます。
さらに、同社は結晶相制御を使用して鋳物中の偏析構造や硬脆相を回避し、その後の熱処理および表面仕上げ中に材料の応力集中割れを防止します。
プロセスの最適化: 鋳造、冷却、熱処理の多次元制御
高合金遠心鋳造管や複合耐摩耗鋼管を製造する場合、鋳造温度、冷却速度、熱処理プロセスの最適化が特に重要です。無錫東明関では、実際の運営において以下のような対策を講じています。
1. 遠心鋳造時の動的バランス制御
同社は、高精度の周波数変換制御遠心分離装置を使用して、注湯プロセス中に均一な速度と温度勾配を維持することで、パイプの内壁に溶融金属を緻密に配置し、「金属の変動」によって引き起こされる不均一な厚さや応力の蓄積を効果的に回避します。
2. 熱処理時の応力緩和
プログラム可能な熱処理炉を複数台搭載しており、焼鈍、溶体化、焼きならし、焼き戻しなどの熱処理を高精度に行うことができます。段階的な加熱と徐冷により、内部応力を完全に解放し、後の加工やサービス中に鋳造パイプや被覆層の亀裂を効果的に防止できます。
熱処理プロセスは、ABAQUS 有限要素シミュレーション ソフトウェアと組み合わせて、応力場を分析し、変形傾向を予測し、事前に構造設計とプロセス パラメーターの調整を行います。
肉盛溶接段階における熱応力制御技術
被覆耐摩耗層を必要とする複合パイプ構造の場合、溶接時の熱影響部の制御が特に重要です。東明関は長年の被覆材の経験に基づいて、次の重要な管理ポイントを形成しました。
1. 層状マルチパスクラッド
低電流、低入熱のマルチパス溶接戦略を採用し、層状被覆が均一に行われ、単層の温度ピークを効果的に低減し、熱亀裂のリスクを軽減します。
2. 予熱と後熱処理
高炭素および高クロムのクラッド合金の場合、冷却中の組織の不均一な収縮によって引き起こされる微小亀裂を軽減するために、予熱（150〜350℃）および加熱後の絶縁プロセスが実行されます。
3. 自動溶接装置による肉盛品質の安定化
被覆材の速度と姿勢を制御するインテリジェントな溶接ロボットを導入し、溶接追跡システムと組み合わせて溶接の一貫性を維持し、人的要因による品質の干渉を軽減します。
幾何公差管理と非破壊検査方法を同等に重視
パイプライン全体の幾何学的寸法と潜在的な微小亀裂がないことを確認するために、同社は複数の高精度試験方法を使用しています。
3Dスキャナー（GEOMAGIC CON）：CADモデルとリアルタイム比較し、変形を±1mm以内に制御。
超音波探傷器、磁性粒子探傷器: 内部収縮、スラグ混入物、微小亀裂などの隠れた欠陥を検出するために使用されます。
ブリネル硬さ試験機および引張衝撃試験機：機械的特性が規格の要件を満たしているかどうかを総合的に評価します。
これらの高水準の試験手順は、原材料、半製品、完成品の 3 段階にわたって実行され、製品の安定性とトレーサビリティを確実に保証します。
現場で耐摩耗鋼管を設置する際の接続方法の注意点
耐摩耗鋼管の接続方法は主に使用圧力、温度、設置環境、メンテナンスの利便性などを考慮して選択されます。以下に、いくつかの一般的な接続方法とその特徴を示します。
1. 溶接継手
溶接は現在最も強固で最も密閉性の高い接続方法であり、高温、高圧、または定期的な分解が不可能な場合に適しています。その主な利点は、完全性が強く、漏洩しにくいことです。欠点は、取り付けに高度な技術要件が必要なことと、後の分解が難しいことです。
東明関の提案：高温高圧媒体の輸送や限られたスペース（高温輻射管、加熱炉循環パイプラインなど）では全溶接構造を推奨し、品質の安定性を高めるために自動溶接やアルゴンアーク溶接を使用します。
2. フランジジョイント
フランジ付きジョイントは取り付け、分解、修理が簡単で、定期的なメンテナンスと交換が必要な中低圧のシステムやパイプセクションでよく使用されます。東明関はプレハブ式フランジドッキングポートを提供し、機械加工によりシール面の精度を保証します。
取付時の注意：フランジ端面は配管軸に対して垂直である必要があり、ガスケットの選定は媒体の腐食性や温度を考慮する必要があります。金属巻きガスケットまたは高強度の柔軟なグラファイト ガスケットをお勧めします。
3. クランプカップリング
鉱山輸送システムで一般的に使用される、高速の積み下ろしおよび移動式パイプライン システムに適しています。クランプ接続は、外部固定リングを介して端面のシールを実現し、一般に低圧状況で使用されます。
東明関は高合金遠心鋳造管の両端の外部拡張補強構造をカスタマイズし、高強度クランプと協力してロックしてシールし、接続の安定性を向上させます。
4. スリーブ/ねじ継手
小径または低流量のシナリオに適しており、通常は補助パイプラインに使用されます。しかし、高硬度の耐摩耗管はねじ加工が難しく、耐衝撃性に欠けるため、実際にはほとんど使用されていません。
設置時に特に注意を払う必要がある技術的な詳細
無錫東明関は、耐摩耗鋼管システムの長期的かつ安定した運用を確保するために、現場での設置時に次の重要な技術点に注意を払う必要があると強調しています。
1. パイプラインの軸芯出し制御
いかなる形の接続の位置もずれ、歪み、または位置のずれがあると、局所的な摩耗が発生したり、さらには接合部の漏れが発生したりすることがあります。同社は、パイプラインの各セクションを正確にドッキングするために、現場での測定と位置決めに 3 次元レーザー スキャナーを使用することを推奨しています。
2. 熱膨張収縮ギャップの確保
耐摩耗鋼管は高温（600℃以上）で使用されることが多く、熱膨張補償を考慮する必要があります。熱膨張による接続部の変形や割れを防ぐため、各部間に伸縮継手を設置するか、ジャバラ伸縮継手やスライドブラケットなどの設計を推奨します。
3. 溶接設備の熱影響部の管理
溶接接続を採用する場合、過熱による母材構造の脆化を避けるために、建設現場で溶接入熱を制御する必要があります。東明関では、溶接残留応力を解放するために、マルチパス低入熱溶接プロセスと溶接後の局所焼鈍の使用を推奨しています。
東明関がサポートするカスタマイズされた接続サービス
無錫東明関特殊金属製造有限公司は、設計、製造、加工、試験を統合した専門メーカーとして、標準的な耐摩耗パイプ製品を提供するだけでなく、接続構造の最適化設計サービスもワンストップで提供します。
顧客向けにカスタマイズされた、事前に取り付けられた溶接端面またはフランジ構造。
溶接位置決めと全体的な事前設置は工場出荷前に完了できるため、現場での設置時間を節約できます。
安全な動作を確保するために、接続構造の強度解析と熱応力シミュレーション (ABAQUS) を提供します。
設置場所でプロセス ガイダンスやテスト サービスなどの技術サポート サービスを提供します。
遠心鋳造
