複合耐摩耗管の仕様策定と改修プロジェクト
1. 製品紹介
表面処理耐摩耗管は、通常の鋼管（通常はQ235などの炭素鋼）の内壁表面に、高硬度・耐摩耗性合金材料を1層以上、自動表面処理溶接プロセスによって堆積させることで製造される複合管です。本質的には、フレキシブル基板（鋼管）そしてハードアーマー（表面層）。
ベースパイプは通常、Q235やグレード20鋼などの低炭素鋼で作られています。その機能は、パイプの構造強度と靭性を提供し、圧力に耐え、支持および接続部品として機能し、パイプの全体的な機械加工性（例：溶接、フランジ接続）と耐衝撃性を確保することです。表面耐摩耗層は主に高クロム合金シリーズ（Cr27やCr30などの高炭素高クロム鋳鉄合金など）で構成されており、その金属組織には多数の高硬度Cr7C3炭化物組織が含まれています。一般的な製造プロセスには、オープンアーク溶接またはサブマージアーク溶接があり、自動化装置と組み合わせて、パイプの内壁に螺旋状の連続表面処理を行います。製品は非常に高い硬度を特徴としており、表面処理層の表面硬度はHRC 55～65に達し、通常の鋼の硬度をはるかに上回ります。耐摩耗性にも優れ、通常の鋼管の15～30倍、あるいはそれ以上の耐摩耗性を備えています。基材との接合は冶金接合であり、高い接合強度と耐剥離性を備えています。
動作原理通常の鋼管は、材料による直接的な衝撃や擦り傷を受けやすく、鋼自体が比較的柔らかいため、急速に摩耗します。これに対し、表面処理耐摩耗管は、硬い表面処理層を耐摩耗管の主成分として利用しています。第一防衛線材料の切断や衝撃に耐えるためです。表面処理層は通常、規則的な魚鱗状または波形の模様を呈しており、表面硬度を高めるだけでなく、材料の流動状態を変化させ、正面からの衝撃を軽減し、摩耗をさらに最小限に抑えます。
製造プロセスフロー
前処理: まず鋼管を真っ直ぐにし、錆を除去し、洗浄します。
表面処理溶接前処理済みの鋼管を専用装置に固定し、溶接トーチを回転させながら前進させ、内壁を螺旋状に連続的に肉盛します。全工程が高度に自動化されており、肉盛層は均一で連続的、かつ欠陥のない仕上がりを保証します。
溶接後処理最後に、徐冷、研磨、検査などの溶接後の工程が行われます。
表面処理耐摩耗管は、超硬質耐摩耗合金と高靭性鋼管を高度な溶接技術により完璧に融合させた高性能複合管です。耐摩耗性、耐衝撃性、加工性の最適なバランスを実現し、重摩耗産業資材輸送分野において、最高の総合性能、最も広範な適用範囲、そして最高の信頼性を備えたソリューションの一つとして認められています。工業生産の継続的、効率的、かつ安定した操業を保証する重要な部品として機能しています。
2. 改修プロジェクト
現場配管の腐食・摩耗により、一部の配管区間では耐摩耗層が剥離し、他の区間では深刻な摩耗により漏水事故が発生しました。そのため、本プロジェクトにおける耐摩耗管の技術仕様では、ベンダーが提供する配管に対して以下の要件を規定しています。パイプは、複合二層表面処理溶接プロセス:
最初のレイヤー管内の最初の表面処理層は、ステンレス鋼308以上の溶接ワイヤを用いて溶接するものとする。この層は耐食層であると同時に、硬質表面処理層への遷移基材としても機能し、規定の厚さは4mmとする。この層には、気孔、ひび割れ、スラグの混入などの欠陥は厳禁とする。
第2層第二表面処理層は、耐摩耗性を確保するため、高クロム鋳鉄溶接ワイヤを用いて4mm以上の厚さで溶接するものとする。この層の材質は、硬度が60HRC以上のKmTBCr15MoまたはKmTBCr26とする。この耐摩耗層における亀裂は許容されるが、亀裂の深さは4mm以内に抑えられ、ステンレス鋼表面処理層に伝播してはならない。
