내마모성 강철 파이프는 마모가 심한 서비스에서 일반 탄소 파이프보다 훨씬 긴 수명을 제공하며, 올바른 등급과 제조 방법을 선택하면 채굴, 슬러리 운송, 골재 취급 및 자재 이송 시스템에서 총 수명주기 비용을 여러 요인으로 줄이고 비용이 많이 드는 가동 중지 시간을 방지할 수 있습니다. 슬라이딩 마모가 심한 경우 AR400~AR600 제품군을 사용하고, 충격과 마모가 복합적으로 발생하는 애플리케이션에는 관통 경화 튜브 또는 유도 경화 내부 표면을 선택하고, 극한의 다중 모드 마모에는 마모 오버레이 또는 세라믹 라이닝을 결합합니다. 적절한 소재를 선택하려면 입자 크기, 속도, 충격 에너지, 화학적 환경, 목적에 맞는 제조 방법이 일치해야 합니다.
1. 내마모성 강관이란?
내마모성 강관 내부 표면의 기계적 마찰, 미끄러짐, 절단 및 입자 충격으로 인한 재료 손실에 견디도록 설계된 튜브 제품을 말합니다. 일반적인 설계 전략에는 튜브 벽의 관통 경화, 내경(ID)의 유도 경화, 하드 페이싱 오버레이 적용, 세라믹 또는 폴리머 내부 라이너 사용 등이 있습니다. 이러한 파이프는 슬러리 운송, 광미, 광산 페이스트 백필, 준설 리턴 라인, 무거운 골재 이송 등 가스 또는 액체 흐름의 연마성 고체가 기존 연강을 빠르게 침식하는 환경에 사용됩니다. 업계 공급업체와 판재 제조업체는 예측 가능한 마모 성능을 제공하기 위해 사전 경화 튜브와 파이프를 제어된 경도 범위로 제공합니다.
공통 성적 및 야금
주요 경도 계열과 그 의미
- AR400 / 하드독스 400 제품군: 공칭 브리넬 경도는 400 HBW에 가깝습니다. 내마모성과 인성 사이의 균형이 잘 잡혀 있어 약간의 충격에도 적당한 슬라이딩 마모가 가능합니다.
- AR450 / AR500: BHN 숫자가 높을수록 슬라이딩 내마모성이 증가하며 경도가 높을수록 내충격성이 감소합니다. 충격 에너지가 낮고 슬라이딩 마모가 주를 이룰 때 선택하십시오.
- AR550 / AR600 특수 인덕션 경화 파이프: 극심한 슬라이딩 마모 및 미세 입자 슬러리의 경우 BHN이 500 이상인 등급 또는 특수 유도 경화 내부 표면이 사용됩니다. 일부 유도 경화 제품은 연성 외벽을 유지하면서 550 BHN 이상의 ID 경도를 보고합니다.
| 성적 이름 | 공칭 경도(HBW/BHN) | 일반적인 인장 강도(MPa) | 일반적인 수율(MPa) | 일반적인 사용 사례 |
|---|---|---|---|---|
| AR400 / Hardox 400 | 360 ~ 440 HBW | 900 ~ 1,100 | 600 ~ 750 | 일반 채굴 파이프, 낙하산, 중간 충격 슬러리 |
| AR450 | ~430 ~ 480 HBW | 1,000~1,250 | 700~900 | 컨베이어 부품 마모도 증가, 슬라이딩 하중 증가 |
| AR500 | ~480 ~ 540 HBW | 1,100 ~ 1,400 | 800 ~ 1,000 | 미세 연마 슬러리 라인, 충격이 적은 심한 마모 |
| AR550 / AR600 | 550+ HBW | 1,200~1,600 | 900+ | 극한의 슬라이딩 마모, 특수 유도 경화 ID |
제품군 및 제조 방법
주요 카테고리
- 관통 경화 튜브 및 파이프: 압연 및 용접 또는 이음매 없는 마모 플레이트 또는 관통 경화강으로 만든 제품입니다. 벽 두께를 통한 균일한 경도는 일관된 내마모성과 예측 가능한 피로 거동을 제공합니다. 구조적 강도와 내마모성이 필요할 때 일반적으로 사용됩니다.
- 유도 경화 ID 파이프: 내부 표면은 열처리를 통해 ID의 BHN을 높이는 동시에 외벽의 연성을 높입니다. 이 접근 방식은 충격력과 후프 응력에 견딜 수 있는 더 튼튼한 뒷면을 가진 하드 마모 페이스를 생성합니다. 공급업체는 동일한 서비스에서 연강에 비해 수명이 여러 번 개선되었다고 보고합니다.
- 바이메탈 또는 하드페이스 오버레이 파이프: 크롬 카바이드 또는 이와 유사한 하드 페이싱의 내마모성 합금 층이 연성 백킹 튜브에 야금 방식으로 결합됩니다. 이 솔루션은 엘보, 티 또는 스트레이트 런의 타겟 오버레이로 심한 마모를 처리합니다. 박리를 방지하려면 제조 관리가 중요합니다.
- 세라믹 라이닝 파이프 및 벽돌 삽입 시스템: 가장 거친 마모성 환경의 경우 고성능 세라믹 또는 WC 기반 타일이 강철 캐리어 내에 설치됩니다. 세라믹은 미세하고 빠른 속도의 슬러리에 대해 더 오래 지속되지만 섹션을 신중하게 결합하고 부서지기 쉬운 고장 모드에 주의해야 합니다.
- 폴리머 또는 복합 라이너: 화학적 공격이 마모를 보완하는 경우, 엔지니어링 폴리머 라이너 또는 복합 시스템은 마모와 부식을 모두 줄여줍니다. 저온 시스템이나 소음 및 진동 감소가 필요한 곳에서 유용합니다.
마모 모드, 고장 패턴 및 테스트
구매자는 마모가 주로 미끄러짐, 구르기 또는 충격에 의한 것인지, 재료가 젖은 상태인지 건조한 상태인지, 입자 크기 분포와 속도를 이해해야 합니다. 일반적인 고장 패턴에는 내부 표면 얇아짐, 크레이터 형성, 오버레이의 갈라짐, 굽힘, 밸브 또는 흐름 장애에서의 마모 가속화가 포함됩니다.
요청할 수 있는 일반적인 테스트 방법
- ID에서 OD로의 경도 매핑(BHN/HBW).
- 유도 처리를 위해 경화된 층 깊이를 보여주는 금속학적 단면도입니다.
- 대표적인 입자 및 속도를 사용한 슬러리 침식 테스트.
- 잠재적인 충격 또는 충격 하중이 가해질 수 있는 애플리케이션을 위한 샤피 V-노치 또는 파단 인성 테스트.
- 모놀리식 벽의 서비스 중 검사를 위한 초음파 두께 테스트 기능.
엔지니어 및 조달을 위한 선택 체크리스트
조달에서 수집해야 하는 입력
- 미디어 구성: 입자 크기, 모양, 농도, 비중, 화학적 특성.
- 흐름 체계: 속도, 층류 또는 난류, 에어 포켓의 존재 여부.
- 작동 압력 및 온도.
- 필요한 기계적 강도 및 허용 가능한 후프 응력 마진.
- 용접성 및 필드 조인 제약 조건.
- 수리 옵션 및 예상 서비스 주기.
의사 결정 흐름(짧은)
- 입자 크기와 속도에 따라 마모 정도를 결정합니다.
- 충격 에너지가 견고한 백킹을 필요로 하는지, 아니면 관통 경화를 필요로 하는지 결정하세요.
- 마모가 심한 경우 세라믹 또는 고크롬 오버레이를 평가하세요.
- 자본 비용, 다운타임 비용, 수명 주기 비용의 균형을 고려하여 최종 솔루션을 선택하세요.
사양 표 및 무게 계산 예시
| 제품 유형 | 내부 처리 | 일반적인 경도 ID / OD | 표준 OD 범위(mm) | 일반적인 벽 두께(mm) | 일반적인 표준 길이 |
|---|---|---|---|---|---|
| 관통 경화 튜브(하독스 튜브) | 관통 경화 | 벽 전체에 걸쳐 360 ~ 500 HBW | 89.1 ~ 273.0 | 3 ~ 12 | 6m, 12m |
| 인덕션 경화 파이프(울트라 600 스타일) | 유도 강화 ID | ID 500~600 BHN, OD ~250 BHN | 100 ~ 300 | 6~12 | 6 m |
| 바이메탈 오버레이 파이프 | 용접 오버레이 내부 | ID에서 하드 페이싱 레이어 > 600 HBW | 50 ~ 200 | 오버레이 두께 2 ~ 6 + 뒷면 | custom |
| 세라믹 안감 | 내부에 접착된 세라믹 벽돌 | 세라믹 소재 등급 | DN50 ~ DN800 | 캐리어 두께 6~16 | 맞춤형 모듈식 길이 |
미터당 무게 예시
| OD(mm) | 벽 두께(mm) | 대략적인 무게 kg/m |
|---|---|---|
| 139.7 | 6 | 19.783 kg/m |
| 168.3 | 6 | 24.015 kg/m |
| 219.1 | 6 | 31.532 kg/m |
| 219.1 | 8 | 41.648kg/m |
| 273.0 | 10 | 64.860 kg/m |
설치, 용접 및 현장 수리 안내
- 용접: AR강을 접합할 때 예열 및 인터패스 제어에 대한 공급업체 용접 절차 자격을 따르세요. 고경도 재료는 경우에 따라 열 입력 제어 및 용접 후 열처리가 필요할 수 있습니다. 유도 경화 파이프를 접합할 때는 ID 경도를 감소시킬 수 있는 국부적인 과열을 피해야 합니다.
- 플랜지 및 연결: 연성 플랜지 재료를 사용하거나 내마모성 파이프와 연강이 만나는 부분에 전환 부품을 적용하여 갈바닉 또는 부서지기 쉬운 조인트를 피합니다.
- 현장 수리: 하드 페이싱 로드 또는 용접 오버레이로 수명을 연장할 수 있습니다. 세라믹 라이너의 경우 손상된 브릭 모듈을 교체하고, 제조업체의 지침 없이 대규모의 제자리 세라믹 수리를 시도하지 마세요.
수명 주기 비용, 사례 노트 및 구매자 전술
간단히 계산해 보면 내마모성 파이프가 교체 빈도와 유지보수 가동 중단 시간을 줄여준다는 것을 알 수 있습니다. 공급업체에 따르면 적절하게 매칭된 유도 경화 제품은 사용 주기에 따라 연강보다 2~6배 더 오래 사용할 수 있다고 합니다. 이러한 REM 교체 빈도 감소는 종종 마모 파이프의 초기 비용 증가를 상쇄하는 것 이상입니다. 수직 페이스트 백필의 경우, 라인을 가득 채우면 에어 포켓과 파이프 라인 해머가 줄어들어 수명이 연장되며 일부 광산 운영자는 고부하 구역에서 연강 라인에 비해 유도 경화 파이프를 사용하여 서비스 수명을 두 배로 늘렸다고 보고합니다.
구매자 전술
- 인증된 경도 맵과 금속 조형을 요청하세요.
- 유사한 의무가 있는 설치의 참조 목록을 요청하세요.
- 평가판 기간 또는 단계적 교체를 협상하여 예상 수명을 검증합니다.
- 납품 및 수령 검사를 위해 문서화된 NDT 프로토콜을 고집하세요.
품질 확인, 검사 및 표준 요청
- 해당되는 경우 ID, 중간 벽 및 OD에 대한 BHN 경도 인증서를 제공합니다.
- 화학 및 기계에 대한 재료 테스트 인증서(EN 10204 3.1 또는 이에 상응하는 인증서).
- 바이메탈 제품의 벽면 균일성 및 접합 품질을 위한 초음파 테스트.
- 필요한 경우 용접 절차 사양 및 PWHT 기록.
- 공급업체가 특정 수명 배수를 주장하는 경우 슬러리 침식 테스트 보고서.
- 재료 열 번호를 인증서 및 용접 기록에 연결하는 추적성.
자주 묻는 질문
- 모래 입자가 있는 5m/s의 석탄 슬러리에는 어떤 등급을 사용해야 하나요?
충격 에너지가 낮고 슬라이딩 마모가 주를 이루는 경우, 미세 슬러리에서 성능이 입증된 AR500 또는 유도 경화 ID 제품을 선택하십시오. 입자 크기와 속도가 비슷한 제조업체의 슬러리 테스트를 요청하세요. - 인덕션 경화 파이프는 수직 페이스트 백필에 적합한가요?
예. 유도 경화 ID는 마모를 줄이고 에어 포켓과 파이프라인 해머를 방지하여 전체 라인 작동을 유지하는 데 도움이 됩니다. 운영자는 극한 지역에서 2배 이상의 서비스 수명을 보고했습니다. - AR 스틸 대신 세라믹 라이닝은 언제 사용해야 하나요?
입자 경도와 속도로 인해 합금에 고장이 발생하는 경우, 일반적으로 고속 연마 미세 입자에서 세라믹을 선택합니다. 세라믹은 설치 및 모듈식 유지보수가 가능할 때 최고의 성능을 발휘합니다. - AR500 파이프를 현장에서 용접할 수 있나요?
자격을 갖춘 절차에 따라 용접이 가능합니다. 국부적으로 가열하면 국부적으로 경도가 낮아질 수 있으므로 공급업체의 용접 절차를 따르고 필요한 경우 트랜지션 조각 또는 용접 후 처리를 고려하세요. - 배송 시 어떤 검사 증명서가 필요하나요?
열 번호, 경도 검사(ID/OD), 초음파 두께 확인 및 수행된 모든 NDT를 추적할 수 있는 재료 테스트 인증서를 요청하세요. 오버레이의 경우 본드 무결성 테스트 보고서를 요청합니다. - AR 파이프는 자성이 있으며 비파괴 테스트가 가능한가요?
예; 일반적인 AR 강재는 강자성입니다. 결함 검출을 위해 초음파 및 자성 입자 테스트가 작동하지만 오버레이 접착 및 세라믹 본딩에는 방법별 검사가 필요합니다. - 파이프 굴곡 또는 엘보 디자인은 마모에 어떤 영향을 미칩니까?
팔꿈치, 티, 트랜지션은 마모가 집중되는 부위입니다. 긴 반경의 굽힘, 내마모성 엘보 인서트 또는 굽힘 부분의 라이너 보호는 국부적인 침식을 줄여줍니다. 유도 경화 긴 반경 굽힘은 심한 엘보우에 선호되는 솔루션입니다. - 온도가 AR 스틸에 미치는 영향은 무엇인가요?
작동 온도가 높아지면 경도와 인성이 감소할 수 있으므로 제조업체 데이터를 참조하십시오. 고온 슬러리 응용 분야에는 특수 고온 내마모 합금이 필요한 경우가 많습니다. - 오버레이 및 세라믹 솔루션에는 보증 제한이 있나요?
예, 보증 조건은 다양합니다. 열 충격 또는 정격 조건을 초과하는 충격이 발생할 경우 오버레이 박리 및 세라믹 균열은 일반적인 보증 제외 대상입니다. 서면 제한 사항과 권장 작동 범위를 확인하세요. - 조달의 경우 어떤 계약 조건이 위험을 줄이나요?
샘플 합격 테스트, 경도 매핑, NDT 합격 기준, 납품 검사 절차, 합의된 기대 수명 시험 기간 또는 지불 마일스톤과 연계된 성능 벤치마크를 포함하세요.
MWAlloys 구매자 및 사양 작성자를 위한 최종 권장 사항
- 공급업체에 입자 크기 분포, 농도, 온도, 속도, 분당 충격량 등 정확한 관세 데이터를 제공합니다.
- 경화되거나 표면이 딱딱한 제품에 대한 경도 매핑 및 미세 구조 보고서를 요청하세요.
- 장거리 배관이나 내부 교체 비용이 많이 드는 경우 유도 경화 배관을 고려하세요.
- 중요한 굴곡과 낙하 지점의 경우 엘보우 인서트 또는 세라믹 타일을 지정합니다.
- 배송 계획에 검사 지점을 구축하고 구매 주문에 명확한 인수 테스트 절차를 포함하세요.
엄선된 제조업체 및 기술 참조
- Hardox 브랜드 파이프 및 튜브 기술 페이지.
- 유도 경화 내마모성 파이프 제품 노트(Ultra Tech / Ultra 600).
- 내마모성 강철 등급 및 사용에 대한 업계 참고 사항.
- 세라믹 라이닝 파이프 기술 및 사용 사례.
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