पहनने के प्रतिरोधी मिश्रित इस्पात पाइप व्यापक रूप से खनन, बिजली उत्पादन, सीमेंट उत्पादन और धातु विज्ञान जैसे उद्योगों में उपयोग किए जाते हैं,जहां घर्षण सामग्री के परिवहन से पाइपलाइनों पर महत्वपूर्ण पहनने का कारण बनता हैइन पाइपों में आम तौर पर संरचनात्मक शक्ति के लिए एक बाहरी स्टील परत और घर्षण, कटाव और संक्षारण का सामना करने के लिए डिज़ाइन की गई एक आंतरिक पहनने के प्रतिरोधी परत होती है।परिधान प्रतिरोधी परत कठोर परिचालन स्थितियों में पाइप के सेवा जीवन का विस्तार करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता हैयह शोध सामग्री संरचना, यांत्रिक गुणों और प्रदर्शन मापदंडों का विश्लेषण करते हुए समग्र इस्पात पाइपों की पहनने की परत में उपयोग किए जाने वाले इस्पात के अध्ययन पर केंद्रित है।
इस अध्ययन का प्राथमिक उद्देश्य पहनने की परत के लिए उपयुक्त स्टील ग्रेड की पहचान करना, कठोरता, कठोरता और पहनने के प्रतिरोध जैसे प्रमुख मापदंडों के माध्यम से उनके प्रदर्शन का मूल्यांकन करना है।और एक संरचित प्रारूप में निष्कर्ष प्रस्तुत करेंइस शोध में पहनने के प्रतिरोधी स्टील के प्रदर्शन पर मिश्र धातु तत्वों और गर्मी उपचार प्रक्रियाओं के प्रभाव का भी पता लगाया गया है।विभिन्न स्टील ग्रेड के गुणों का सारांश देने के लिए मापदंडों की एक विस्तृत तालिका प्रदान की जाएगी, इसके बाद पहनने के प्रतिरोधी अनुप्रयोगों के लिए उनकी उपयुक्तता का गहन विश्लेषण किया गया।
पहनने के प्रतिरोध के लिए डिज़ाइन किए गए मिश्रित स्टील पाइप में आम तौर पर दो या दो से अधिक परतें होती हैंः एक बाहरी संरचनात्मक परत और एक आंतरिक पहनने के प्रतिरोधी परत।बाहरी परत अक्सर यांत्रिक शक्ति और लचीलापन प्रदान करने के लिए कार्बन स्टील या कम मिश्र धातु वाले स्टील से बनाई जाती है, जबकि आंतरिक परत, या पहनने की परत, घर्षण पहनने, कटाव, और कभी कभी जंग का विरोध करने के लिए इंजीनियर है। पहनने की परत विभिन्न सामग्रियों से बनाई जा सकती है, जिसमें सिरेमिक,उच्च क्रोमियम वाले कास्ट आयरनइस शोध में, पहनने के प्रतिरोध, कठोरता और लागत-प्रभावशीलता के संतुलन के कारण स्टील आधारित पहनने की परतों पर ध्यान केंद्रित किया गया है।
पहनने की परत को चरम परिस्थितियों का सामना करना पड़ता है, जैसे कि कोयले के स्लरी, खनिज अयस्क या सीमेंट क्लिंकर के घर्षण प्रभाव।पारंपरिक कार्बन स्टील पाइप अपनी सीमित कठोरता और पहनने के प्रतिरोध के कारण ऐसी परिस्थितियों में जल्दी विफल हो जाते हैंइस समस्या को दूर करने के लिए, उच्च कठोरता, अच्छी कठोरता, और प्रभाव और थकान के प्रतिरोध के साथ पहनने के प्रतिरोधी स्टील्स विकसित किए जाते हैं। इन स्टील्स में अक्सर क्रोमियम (सीआर) जैसे मिश्र धातु तत्व शामिल होते हैं।,मोलिब्डेनम (मो), वैनेडियम (वी), और निकल (नी) अपने गुणों को बढ़ाने के लिए।
कम्पोजिट पाइपों की आंतरिक परत के लिए पहनने के प्रतिरोधी स्टील का चयन कठोरता और कठोरता के बीच एक व्यापार शामिल है।उच्च कठोरता घर्षण प्रतिरोध में सुधार करती है लेकिन कठोरता को कम कर सकती हैइसके विपरीत, उच्च कठोरता प्रभाव प्रतिरोध को बढ़ाती है लेकिन पहनने के प्रतिरोध को कम कर सकती है।इस अध्ययन में पहनने की परतों के लिए उनकी उपयुक्तता निर्धारित करने के लिए कई स्टील ग्रेडों की जांच की गई है, उनकी रासायनिक संरचना, यांत्रिक गुणों और पहनने के प्रदर्शन पर ध्यान केंद्रित करते हुए।
कम्पोजिट पाइपों की पहनने की परत के लिए स्टील की पसंद कई कारकों पर निर्भर करती है, जिसमें परिचालन वातावरण, घर्षण सामग्री का प्रकार और लागत विचार शामिल हैं।सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले पहनने के प्रतिरोधी स्टील्स में उच्च क्रोमियम वाले सफेद कास्ट आयरन शामिल हैंप्रत्येक प्रकार के अलग-अलग फायदे और सीमाएं हैं, जिनकी चर्चा नीचे की गई है।
उच्च क्रोमियम वाले सफेद कास्ट आयरन का उपयोग उत्कृष्ट कठोरता और घर्षण प्रतिरोध के कारण पहनने के प्रतिरोधी अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से किया जाता है।उच्च क्रोमियम सामग्री (आमतौर पर 15-30%) एक मार्टेंसिटिक मैट्रिक्स में कठोर क्रोमियम कार्बाइड (M7C3 प्रकार) के गठन को बढ़ावा देती है, जो पहनने के प्रतिरोध को काफी बढ़ाता है। हालांकि, इसकी भंगुरता उच्च प्रभाव वाले अनुप्रयोगों में इसका उपयोग सीमित करती है।
मार्टेंसिटिक स्टील्स को पूरी तरह से मार्टेंसिटिक माइक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त करने के लिए गर्मी से इलाज किया जाता है, जो उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध प्रदान करता है। ये स्टील्स अक्सर क्रोमियम जैसे तत्वों के साथ मिश्र धातु होते हैं,मोलिब्डेनमउच्च क्रोमियम वाले कास्ट आयरन की तुलना में मार्टेंसिटिक स्टील्स कठोरता और कठोरता का बेहतर संतुलन प्रदान करते हैं।उन्हें मध्यम प्रभाव वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाना.
बैनिटिक स्टील्स को एक बैनिटिक सूक्ष्म संरचना की विशेषता है, जो उच्च शक्ति, कठोरता और पहनने के प्रतिरोध का एक संयोजन प्रदान करता है।इन स्टील्स का उपयोग अक्सर घर्षण और प्रभाव दोनों के प्रतिरोध की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में किया जाता हैबोरॉन (बी) और मोलिब्डेनम जैसे मिश्र धातु तत्वों का जोड़ना गर्मी उपचार के दौरान बेनाइट के गठन को बढ़ाता है।
मिश्रित स्टील पाइपों की पहनने की परत के लिए विभिन्न स्टील ग्रेडों की उपयुक्तता का मूल्यांकन करने के लिए, रासायनिक संरचना, कठोरता, प्रभाव कठोरता,और पहनने की दरइन मापदंडों का सारांश नीचे दी गई तालिका में दिया गया है।
| स्टील ग्रेड | रासायनिक संरचना (%) | कठोरता (HRC) | प्रभाव कठोरता (J/cm2) | पहनने की दर (mm3/N·m) | ताप उपचार |
|---|---|---|---|---|---|
| उच्च-सीआर कास्ट आयरन (ए) | C: दो।5, सीआरः 25, मोः 1.0, Si: 0.8 | ५८६२ | ५१० | 1.2 × 10−5 | कास्ट + टेम्परिंग |
| मार्टेंसिटिक स्टील (बी) | C: 0.4, Cr: 12, Mo: 0.5, V: 0.2 | 50 ¢ 55 | 20 ¢ 30 | 2.5 × 10−5 | बुझाना + टेंपरिंग |
| बेनिटिक स्टील (C) | C: 0.3, सीआरः 3, मोः 0.5, बी: 0.003 | 45 ¢ 50 | 40 ¢ 50 | 3.0 × 10−5 | अस्थिर करना |
| कम मिश्र धातु वाले स्टील (डी) | C: 0.2, सीआरः 1.5, Mn: 1.0 | 40 ¢ 45 | 60 ¢ 80 | 5.0 × 10−5 | सामान्यीकरण |
तालिका पैरामीटर पर नोट्सः
उच्च क्रोमियम वाले कास्ट आयरन (स्टील ए) में मूल्यांकन की गई सामग्रियों में उच्चतम कठोरता है, जिसमें एचआरसी सीमा 58 ̊62 है।यह एक मार्टेंसिटिक मैट्रिक्स में कठोर M7C3 कार्बाइड की उपस्थिति के लिए जिम्मेदार है1.2 × 10−5 मिमी3/एनएम की पहनने की दर सबसे कम है, जो उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध को इंगित करती है। हालांकि, इसकी टक्कर की कठोरता खराब है (510 जे / सेमी 2),इसे उच्च प्रभाव की स्थिति में दरार के प्रति संवेदनशील बना रहा हैयह स्टील शुद्ध घर्षण से जुड़े अनुप्रयोगों के लिए सबसे उपयुक्त है, जैसे कि ठीक कोयले की राख या सीमेंट स्लरी का परिवहन, जहां प्रभाव न्यूनतम है।
मार्टेंसिटिक स्टील (स्टील बी) कठोरता (5055 एचआरसी) और प्रभाव कठोरता (2030 जे / सेमी2) का संतुलित संयोजन प्रदान करता है। इसकी पहनने की दर 2.5 × 10−5 mm3/N·m उच्च क्रोमियम कास्ट आयरन की तुलना में अधिक है, लेकिन अभी भी कई अनुप्रयोगों के लिए स्वीकार्य है12% क्रोमियम के अतिरिक्त संक्षारण प्रतिरोध में वृद्धि होती है, जबकि मोलिब्डेनम और वैनेडियम कठोरता और पहनने के प्रतिरोध में सुधार करते हैं।यह स्टील मध्यम प्रभाव और घर्षण से जुड़े अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, जैसे कि मोटी खनिज अयस्कों का परिवहन।
बेनिटिक स्टील (स्टील सी) 4550 एचआरसी की कठोरता के साथ मूल्यांकन किए गए पहनने के प्रतिरोधी स्टील्स के बीच सबसे अच्छी प्रभाव कठोरता (4050 जे / सेमी 2) प्रदान करता है। इसकी पहनने की दर 3.0 × 10−5 mm3/N·m मार्टेंसिटिक स्टील की तुलना में अधिक है, जो थोड़ा कम पहनने के प्रतिरोध को दर्शाता है। ऑस्टटेम्परिंग के माध्यम से प्राप्त बैनिटिक माइक्रोस्ट्रक्चर, थकान और प्रभाव के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदान करता है।यह स्टील उच्च प्रभाव और मध्यम घर्षण से जुड़े अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है, जैसे कि बड़े कणों के आकार वाले खनन संचालन में पाइपलाइन।
तुलना के लिए कम मिश्र धातु वाले स्टील (स्टील डी) का उपयोग किया जाता है। इसकी कठोरता 40 45 एचआरसी और पहनने की दर 5.0 × 10−5 मिमी 3 / एनएम है, जिसका मूल्यांकन सामग्री के बीच सबसे कम पहनने का प्रतिरोध है।हालांकि, इसकी टक्कर की कठोरता (6080 J/cm2) सबसे अधिक है, जिससे यह उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां टक्कर प्रतिरोध महत्वपूर्ण है, लेकिन पहनने का प्रतिरोध कम चिंता का विषय है।यह स्टील आमतौर पर पहनने की परतों के लिए उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन मिश्रित पाइपों में बाहरी संरचनात्मक परत के रूप में कार्य कर सकता है.
पहनने के प्रतिरोधी स्टील का प्रदर्शन इसकी रासायनिक संरचना और ताप उपचार प्रक्रिया से बहुत प्रभावित होता है। नीचे इन कारकों की विस्तृत चर्चा है।
मिश्र धातु तत्व पहनने के प्रतिरोधी स्टील की सूक्ष्म संरचना और गुणों को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।क्रोमियम कार्बाइड बनाने के द्वारा कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए सबसे महत्वपूर्ण तत्व हैउच्च क्रोमियम वाले कास्ट आयरन (स्टील ए) में, 25% क्रोमियम सामग्री के परिणामस्वरूप M7C3 कार्बाइड का एक उच्च आयतन अंश होता है, जो इसके असाधारण पहनने के प्रतिरोध में योगदान देता है।मोलिब्डेनम कठोरता और टेम्परिंग प्रतिरोध में सुधार करता है, जबकि वैनेडियम ग्रेन संरचना को परिष्कृत करता है और ठीक कार्बाइड बनाने से पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाता है।कठोरता और थकान प्रतिरोध में सुधार.
वांछित सूक्ष्म संरचना और गुणों को प्राप्त करने के लिए शमन, टेम्परिंग और ऑस्टटेम्परिंग जैसी गर्मी उपचार प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है।थर्मिंग के बाद टेंपरिंग से उच्च कठोरता और मध्यम कठोरता के साथ एक पूरी तरह से मार्टेंसिटिक माइक्रोस्ट्रक्चर का उत्पादन होता हैबेनिटिक स्टील (स्टील सी) के लिए प्रयुक्त ऑस्टटेम्परिंग में बेनिट बनाने के लिए आइसोथर्मल परिवर्तन शामिल है, जो कठोरता और कठोरता का एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।उच्च क्रोमियम कास्ट आयरन (स्टील ए) का उपयोग आमतौर पर अवशिष्ट तनावों को दूर करने के लिए वैकल्पिक टेम्परिंग के साथ कास्ट की स्थिति में किया जाता है.
मिश्रित इस्पात पाइपों की पहनने की परत को डिजाइन करते समय, कई व्यावहारिक विचारों को संबोधित किया जाना चाहिएः
मिश्रित स्टील पाइपों की पहनने के प्रतिरोधी परत घर्षण वातावरण में पाइपलाइनों के सेवा जीवन को बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।इस शोध में चार स्टील ग्रेडों का वेट लेयर के रूप में उनकी उपयुक्तता का मूल्यांकन किया गयाउच्च क्रोमियम वाले कास्ट आयरन में सबसे अच्छा पहनने का प्रतिरोध है, लेकिन कम कठोरता है।इसे कम प्रभाव वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनानामार्टेंसिटिक स्टील कठोरता और कठोरता का संतुलित संयोजन प्रदान करता है, जबकि बेनिटिक स्टील सबसे अच्छा प्रभाव प्रतिरोध प्रदान करता है।अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक पहनने के प्रतिरोध की कमी थी.
इस्पात की पसंद विशिष्ट परिचालन स्थितियों पर निर्भर करती है, जिसमें घर्षण सामग्री का प्रकार, प्रभाव स्तर और लागत बाधाएं शामिल हैं।मिश्र धातु तत्व और गर्मी उपचार प्रक्रियाएं पहनने के प्रतिरोधी स्टील के प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती हैंतालिका में प्रस्तुत मापदंडों से प्रत्येक स्टील ग्रेड के गुणों का व्यापक अवलोकन मिलता है।इंजीनियरों और डिजाइनरों के लिए एक मूल्यवान संदर्भ के रूप में सेवा.
व्यक्ति से संपर्क करें: Mr. Sindara Steel
दूरभाष: 86-731-89698778
फैक्स: 86-731-89695778
