কম্পোজিট স্টিল পাইপের পরিধান প্রতিরোধী স্তরের জন্য পরিধান প্রতিরোধী ইস্পাত গবেষণা

পরিধান প্রতিরোধী কম্পোজিট স্টিল পাইপগুলি খনি, বিদ্যুৎ উত্পাদন, সিমেন্ট উত্পাদন এবং ধাতুবিদ্যুৎ,যেখানে ক্ষয়কারী পদার্থের পরিবহন পাইপলাইনে উল্লেখযোগ্য পরিধান সৃষ্টি করেএই পাইপগুলি সাধারণত কাঠামোগত শক্তির জন্য একটি বাইরের ইস্পাত স্তর এবং ঘর্ষণ, ক্ষয় এবং জারা প্রতিরোধের জন্য ডিজাইন করা একটি অভ্যন্তরীণ পরিধান-প্রতিরোধী স্তর নিয়ে গঠিত।পরিধান প্রতিরোধী স্তর কঠোর অপারেটিং অবস্থার অধীনে পাইপের সেবা জীবন প্রসারিত করার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেএই গবেষণার কেন্দ্রবিন্দু হল কম্পোজিট ইস্পাত পাইপের পরিধান স্তরে ব্যবহৃত ইস্পাতের অধ্যয়ন, উপাদান গঠন, যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং কর্মক্ষমতা পরামিতি বিশ্লেষণ।

এই গবেষণার প্রধান লক্ষ্য হ'ল পরিধান স্তরের জন্য উপযুক্ত স্টিলের গ্রেডগুলি সনাক্ত করা, কঠোরতা, অনমনীয়তা এবং পরিধান প্রতিরোধের মতো মূল পরামিতিগুলির মাধ্যমে তাদের পারফরম্যান্স মূল্যায়ন করা,এবং একটি কাঠামোগত বিন্যাসে ফলাফল উপস্থাপনএই গবেষণায় লেগিং উপাদান এবং তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়াগুলি পরিধান-প্রতিরোধী ইস্পাতের কার্যকারিতার উপর প্রভাব ফেলছে।বিভিন্ন ইস্পাত শ্রেণীর বৈশিষ্ট্য সংক্ষিপ্ত করার জন্য পরামিতিগুলির একটি বিস্তারিত টেবিল সরবরাহ করা হবে, তারপরে তাদের পরিধান-প্রতিরোধী অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ততার একটি গভীর বিশ্লেষণ।

1. পরিধান-প্রতিরোধী কম্পোজিট ইস্পাত পাইপের ভূমিকা

পরিধান প্রতিরোধের জন্য ডিজাইন করা কম্পোজিট ইস্পাত পাইপগুলি সাধারণত দুটি বা ততোধিক স্তর নিয়ে গঠিতঃ একটি বাইরের কাঠামোগত স্তর এবং একটি অভ্যন্তরীণ পরিধান প্রতিরোধী স্তর।বাহ্যিক স্তরটি প্রায়শই কার্বন ইস্পাত বা কম খাদ ইস্পাত থেকে তৈরি হয় যা যান্ত্রিক শক্তি এবং নমনীয়তা প্রদান করে, যখন অভ্যন্তরীণ স্তর, বা পরিধান স্তর, ক্ষয়কারী পরিধান, ক্ষয়, এবং কখনও কখনও জারা প্রতিরোধ করার জন্য ডিজাইন করা হয়। পরিধান স্তর সিরামিক সহ বিভিন্ন উপকরণ থেকে তৈরি করা যেতে পারে,উচ্চ ক্রোমিয়ামযুক্ত ছাঁচনির্মাণ লোহাএই গবেষণায়, পোশাক প্রতিরোধের ভারসাম্য, অনমনীয়তা এবং খরচ-কার্যকরতার কারণে ইস্পাত ভিত্তিক পরিধান স্তরগুলির উপর ফোকাস করা হয়েছে।

পোশাকের স্তরটি চরম অবস্থার প্রতিরোধ করতে হবে, যেমন কয়লা লর, খনিজ খনিজ, বা সিমেন্ট ক্লিনকারের ক্ষতিকারক প্রভাব।তাদের সীমিত কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধের কারণে এই ধরনের অবস্থার অধীনে ঐতিহ্যগত কার্বন ইস্পাত পাইপ দ্রুত ব্যর্থ হয়. এটি মোকাবেলা করার জন্য, উচ্চ কঠোরতা, ভাল অনমনীয়তা, এবং প্রভাব এবং ক্লান্তি প্রতিরোধের সঙ্গে পরিধান-প্রতিরোধী ইস্পাতগুলি বিকাশ করা হয়। এই ইস্পাতগুলি প্রায়শই ক্রোমিয়াম (সিআর) এর মতো খাদ উপাদান অন্তর্ভুক্ত করে,মলিবডেনাম (মো), ভ্যানাডিয়াম (ভি), এবং নিকেল (নি) তাদের বৈশিষ্ট্য উন্নত করতে।

কম্পোজিট পাইপের অভ্যন্তরীণ স্তরের জন্য পরিধান-প্রতিরোধী ইস্পাত নির্বাচন কঠোরতা এবং অনমনীয়তার মধ্যে একটি বাণিজ্য জড়িত।উচ্চ কঠোরতা ক্ষয় প্রতিরোধের উন্নতি করে কিন্তু কঠোরতা হ্রাস করতে পারেবিপরীতভাবে, উচ্চ শক্ততা ধাক্কা প্রতিরোধের বৃদ্ধি করে কিন্তু পরিধান প্রতিরোধের ঝুঁকি হতে পারে।এই গবেষণায় বিভিন্ন স্টিলের গ্রেড পরীক্ষা করা হয়েছে যাতে পরিধান স্তরগুলির জন্য তাদের উপযুক্ততা নির্ধারণ করা যায়, তাদের রাসায়নিক গঠন, যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, এবং পরিধান কর্মক্ষমতা উপর ফোকাস।

2পরিধান-প্রতিরোধী ইস্পাতের জন্য উপাদান নির্বাচন

কম্পোজিট পাইপের পরিধান স্তরের জন্য ইস্পাতের পছন্দটি বিভিন্ন কারণের উপর নির্ভর করে, যার মধ্যে রয়েছে অপারেটিং পরিবেশ, ক্ষয়কারী উপাদানের ধরণ এবং ব্যয় বিবেচনা।সাধারণভাবে ব্যবহৃত পরিধান-প্রতিরোধী ইস্পাতগুলির মধ্যে উচ্চ ক্রোমিয়াম সাদা castালাই লোহা অন্তর্ভুক্তপ্রতিটি ধরণের স্বতন্ত্র সুবিধা এবং সীমাবদ্ধতা রয়েছে, যা নীচে আলোচনা করা হয়েছে।

2.১ উচ্চ ক্রোমিয়ামযুক্ত সাদা ঢালাই লোহা

উচ্চ-ক্রোমিয়াম সাদা castালাই লোহা তার চমৎকার কঠোরতা এবং ঘর্ষণ প্রতিরোধের কারণে পরিধান-প্রতিরোধী অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।উচ্চ ক্রোমিয়াম সামগ্রী (সাধারণত 15-30%) একটি martensitic ম্যাট্রিক্সে কঠিন ক্রোমিয়াম কার্বাইড (M7C3 টাইপ) গঠনের প্রচার করেতবে এর ভঙ্গুরতা উচ্চ প্রভাব জড়িত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এর ব্যবহারকে সীমাবদ্ধ করে।

2.২ মার্টেনসাইটিক স্টিল

মার্টেনসাইটিক স্টিলগুলি একটি সম্পূর্ণ মার্টেনসাইটিক মাইক্রোস্ট্রাকচার অর্জনের জন্য তাপ চিকিত্সা করা হয়, যা উচ্চ কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধের সরবরাহ করে। এই স্টিলগুলি প্রায়শই ক্রোমিয়াম,মলিবডেনাম, এবং ভ্যানাডিয়াম কঠোরতা এবং পরিধানের বৈশিষ্ট্য উন্নত করতে। মার্টেনসাইটিক স্টিলগুলি উচ্চ-ক্রোমিয়াম কাস্ট আয়রনের তুলনায় কঠোরতা এবং অনমনীয়তার একটি ভাল ভারসাম্য সরবরাহ করে,তাদের মাঝারি প্রভাবের সাথে অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে.

2.3 বেনিটিক স্টিল

বেনিটিক স্টিলগুলি একটি বেনিটিক মাইক্রোস্ট্রাকচারের দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা উচ্চ শক্তি, অনমনীয়তা এবং পরিধান প্রতিরোধের সংমিশ্রণ সরবরাহ করে।এই স্টিলগুলি প্রায়শই অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহার করা হয় যা ঘর্ষণ এবং প্রভাব উভয়ের প্রতিরোধের প্রয়োজনবোরন (বি) এবং মলিবডেনামের মতো খাদ উপাদান যোগ করা তাপ চিকিত্সার সময় বাইনাইট গঠনের উন্নতি করে।

3. পরিধান প্রতিরোধী ইস্পাতের পরামিতি

কম্পোজিট ইস্পাত পাইপের পরিধান স্তরের জন্য বিভিন্ন ইস্পাত গ্রেডের উপযুক্ততার মূল্যায়ন করার জন্য, বিভিন্ন মূল পরামিতি বিবেচনা করা হয়, যার মধ্যে রয়েছে রাসায়নিক গঠন, কঠোরতা, আঘাতের শক্ততা,এবং পরিধানের হার. এই পরামিতিগুলি নিচের টেবিলে সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে।

টেবিলের পরামিতি সম্পর্কে নোটঃ

• রাসায়নিক গঠনঃঅ্যালোয়িং উপাদানগুলির শতাংশ ইস্পাতের মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে।
• কঠোরতা:রকওয়েল হার্ডনেস (এইচআরসি) তে পরিমাপ করা হলে, উচ্চতর মান ঘর্ষণের প্রতিরোধের আরও ভাল নির্দেশ করে।
• আঘাতের শক্ততাঃপ্রতি বর্গ সেন্টিমিটার (জে / সেমি 2) জোলে পরিমাপ করা, উচ্চতর মানগুলি প্রভাবের প্রতিরোধের আরও ভাল নির্দেশ করে।
• পোশাকের হারঃনিউটন-মিটার প্রতি ঘনমিটার (এমএম 3 / এনএম) তে পরিমাপ করা হয়, নিম্ন মানগুলি আরও ভাল পরিধান প্রতিরোধের নির্দেশ করে।
• তাপ চিকিত্সাঃকাঙ্ক্ষিত মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং বৈশিষ্ট্য অর্জনের জন্য ব্যবহৃত প্রক্রিয়া।

4. পরিধান স্তর অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ইস্পাত পরামিতি বিশ্লেষণ

4.১ উচ্চ ক্রোমিয়াম গ্যাস আয়রন (স্টিল এ)

উচ্চ ক্রোমিয়াম খাদ লোহা (স্টিল এ) মূল্যায়িত উপকরণগুলির মধ্যে সর্বোচ্চ কঠোরতা প্রদর্শন করে, একটি এইচআরসি পরিসীমা 58 ′′ 62 সহ।এটি একটি মার্টেনসাইটিক ম্যাট্রিক্সে হার্ড এম 7 সি 3 কার্বাইডের উপস্থিতির কারণে ঘটেছে. 1.2 × 10−5 মিমি 3 / এনএম এর পরিধানের হার সর্বনিম্ন, যা দুর্দান্ত পরিধান প্রতিরোধের ইঙ্গিত দেয়। তবে এর প্রভাবের দৃ tough়তা দুর্বল (510 জ / সেমি 2),এটিকে উচ্চ প্রভাবের অবস্থার অধীনে ফাটতে সক্ষম করেএই ইস্পাতটি খাঁটি ঘর্ষণ জড়িত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত, যেমন সূক্ষ্ম কয়লা ছাই বা সিমেন্ট লর পরিবহন, যেখানে প্রভাব ন্যূনতম।

4.২ মার্টেনসাইটিক স্টিল (স্টিল বি)

মার্টেনসাইটিক স্টিল (স্টিল বি) কঠোরতা (50 ′′ 55 এইচআরসি) এবং আঘাতের দৃ tough়তার (20 ′′ 30 জে / সেমি 2) একটি সুষম সমন্বয় সরবরাহ করে। এর পরিধানের হার 2.5 × 10−5 mm3/N·m উচ্চ ক্রোমিয়াম খাদ লোহা চেয়ে বেশি কিন্তু এখনও অনেক অ্যাপ্লিকেশন জন্য গ্রহণযোগ্য১২% ক্রোমিয়াম যোগ করা ক্ষয় প্রতিরোধের ক্ষমতা বাড়ায়, যখন মলিবডেনাম এবং ভ্যানাডিয়াম কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধের ক্ষমতা বাড়ায়।এই ইস্পাত মাঝারি প্রভাব এবং abrasion জড়িত অ্যাপ্লিকেশন জন্য উপযুক্ত, যেমন অপরিশোধিত খনিজ রত্ন পরিবহন।

4.3 বেনিটিক স্টিল (স্টিল সি)

বেনিটিক স্টিল (স্টিল সি) 45 ′′ 50 এইচআরসি কঠোরতার সাথে মূল্যায়িত পরিধান-প্রতিরোধী স্টিলগুলির মধ্যে সর্বোত্তম প্রভাব অনমনীয়তা (40 ′′ 50 জে / সেমি 2) সরবরাহ করে। এর পরিধানের হার 3.0 × 10−5 mm3/N·m মার্টেনসাইটিক স্টিলের চেয়ে বেশি, যা সামান্য কম পরিধান প্রতিরোধের ইঙ্গিত দেয়। অস্টটেম্পারিংয়ের মাধ্যমে অর্জিত বেনিটিক মাইক্রোস্ট্রাকচার ক্লান্তি এবং ধাক্কা প্রতিরোধের জন্য চমৎকার প্রতিরোধের প্রস্তাব দেয়।এই ইস্পাত উচ্চ প্রভাব এবং মাঝারি abrasion জড়িত অ্যাপ্লিকেশন জন্য আদর্শ, যেমন বড় কণা আকারের খনির অপারেশনে পাইপলাইন।

4.4 কম খাদ ইস্পাত (ইস্পাত ডি)

কম খাদ ইস্পাত (স্টিল ডি) তুলনার জন্য একটি বেসলাইন হিসাবে কাজ করে। 40 ′′ 45 এইচআরসি কঠোরতা এবং 5.0 × 10-5 মিমি 3 / এনএম এর পরিধানের হারের সাথে, এটি মূল্যায়িত উপকরণগুলির মধ্যে সর্বনিম্ন পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।কিন্তু, এর আঘাতের শক্ততা (60 ¢ 80 জে / সেমি 2) সর্বোচ্চ, এটি এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত যেখানে আঘাত প্রতিরোধের সমালোচনামূলক, তবে পরিধান প্রতিরোধের কম উদ্বেগজনক।এই ইস্পাত সাধারণত পরিধান স্তর জন্য ব্যবহার করা হয় না কিন্তু কম্পোজিট পাইপ একটি বাইরের কাঠামোগত স্তর হিসাবে পরিবেশন করতে পারেন.

5. অ্যালগিং উপাদান এবং তাপ চিকিত্সা প্রভাব

পরিধান প্রতিরোধী ইস্পাতের কর্মক্ষমতা তার রাসায়নিক গঠন এবং তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া দ্বারা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়। নীচে এই কারণগুলির একটি বিস্তারিত আলোচনা রয়েছে।

5.১ অ্যালগিং উপাদানগুলির ভূমিকা

পরিধান-প্রতিরোধী ইস্পাতের মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং বৈশিষ্ট্য নির্ধারণে খাদ উপাদানগুলি একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।কার্বিড গঠনের মাধ্যমে কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধের জন্য ক্রোমিয়াম সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উপাদানউচ্চ-ক্রোমিয়াম কাস্ট আয়রনে (স্টিল এ), 25% ক্রোমিয়াম সামগ্রী M7C3 কার্বাইডের একটি উচ্চ ভলিউম ভগ্নাংশের ফলাফল দেয়, যা এর ব্যতিক্রমী পরিধান প্রতিরোধের অবদান রাখে।মলিবডেনাম কঠোরতা এবং টেম্পারিং প্রতিরোধের উন্নতি করে, যখন ভ্যানাডিয়াম শস্যের কাঠামোকে পরিমার্জন করে এবং সূক্ষ্ম কার্বাইড তৈরি করে পরিধান প্রতিরোধের ক্ষমতা বাড়ায়।কঠোরতা এবং ক্লান্তি প্রতিরোধের উন্নতি.

5.২ তাপ চিকিত্সার প্রভাব

পছন্দসই মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং বৈশিষ্ট্য অর্জনের জন্য গরম চিকিত্সা প্রক্রিয়া যেমন quenching, tempering, এবং austempering ব্যবহার করা হয়।টেম্পারিং দ্বারা অনুসরণ করা একটি উচ্চ কঠোরতা এবং মাঝারি অনমনীয়তা সঙ্গে একটি সম্পূর্ণ martensitic microstructure উত্পাদনঅস্টটেম্পারিং, বেনিটিক স্টিল (স্টিল সি) এর জন্য ব্যবহৃত হয়, এটি বেনিট গঠনের জন্য আইসোথার্মাল রূপান্তর জড়িত, যা কঠোরতা এবং দৃness়তার একটি ভাল ভারসাম্য সরবরাহ করে।উচ্চ-ক্রোমিয়াম কাস্ট আয়রন (স্টিল এ) সাধারণত অবশিষ্ট স্ট্রেসগুলি হ্রাস করার জন্য ঐচ্ছিক টেম্পারিং সহ কাস্ট অবস্থায় ব্যবহৃত হয়.

6পোশাক স্তর নকশা জন্য ব্যবহারিক বিবেচনার

কম্পোজিট ইস্পাত পাইপের পরিধান স্তর ডিজাইন করার সময়, বেশ কয়েকটি ব্যবহারিক বিবেচনার কথা বিবেচনা করা উচিতঃ

• • অপারেটিং পরিবেশঃক্ষয়কারী পদার্থের ধরন, কণার আকার, গতি এবং প্রভাবের শর্তগুলি ইস্পাতের পছন্দকে নির্দেশ করে। কম প্রভাবের সাথে সূক্ষ্ম ক্ষয়কারী পদার্থের জন্য, উচ্চ ক্রোমিয়াম কাস্ট আয়রন আদর্শ।উচ্চ প্রভাব সহ রুক্ষ উপকরণগুলির জন্য, বেনিটিক স্টিল পছন্দসই।

• খরচ বনাম পারফরম্যান্সঃউচ্চ-ক্রোমিয়াম কাস্ট আয়রন মার্টেনসাইটিক বা বাইনাইটিক স্টিলের চেয়ে বেশি ব্যয়বহুল তবে উচ্চতর পরিধান প্রতিরোধের প্রস্তাব দেয়। পছন্দটি প্রয়োজনীয় পরিষেবা জীবন এবং বাজেটের সীমাবদ্ধতার উপর নির্ভর করে।
• উৎপাদনযোগ্যতা:পোশাকের স্তরটি প্রায়শই সেন্ট্রিফুগাল কাস্টিং বা আচ্ছাদনের মাধ্যমে বাইরের ইস্পাত স্তরটির সাথে ধাতুবিদ্যাগতভাবে সংযুক্ত করা উচিত। এই প্রক্রিয়াগুলির সাথে ইস্পাতের সামঞ্জস্যতা বিবেচনা করা উচিত।
• রক্ষণাবেক্ষণ এবং প্রতিস্থাপনঃপরিধান স্তরটি প্রয়োজন হলে সহজেই প্রতিস্থাপনের জন্য ডিজাইন করা উচিত। অপসারণযোগ্য পরিধান স্তরযুক্ত কম্পোজিট পাইপগুলি ডাউনটাইম এবং রক্ষণাবেক্ষণ ব্যয় হ্রাস করতে পারে।

7উপসংহার

কম্পোজিট ইস্পাত পাইপের পরিধান-প্রতিরোধী স্তর ক্ষতিকারক পরিবেশে পাইপলাইনের সেবা জীবন বাড়াতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।এই গবেষণায় চারটি ইস্পাত শ্রেণীর পরিধান স্তর হিসাবে তাদের উপযুক্ততার মূল্যায়ন করা হয়েছে: উচ্চ ক্রোমিয়াম কাস্ট আয়রন, মার্টেনসাইটিক স্টিল, বাইনাইটিক স্টিল, এবং কম খাদ ইস্পাত। উচ্চ ক্রোমিয়াম কাস্ট আয়রন সেরা পরিধান প্রতিরোধের প্রদর্শন কিন্তু দুর্বল toughness,এটিকে কম প্রভাবের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলেমার্টেনসাইটিক স্টীল কঠোরতা এবং দৃঢ়তার একটি সুষম সমন্বয় প্রদান করে, যখন বাইনাইটিক স্টীল সেরা প্রভাব প্রতিরোধের প্রদান করে।বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রয়োজনীয় পরিধান প্রতিরোধের অভাব ছিল.

ইস্পাতের পছন্দ নির্দিষ্ট অপারেটিং অবস্থার উপর নির্ভর করে, যার মধ্যে রয়েছে ঘষা উপাদান, প্রভাবের মাত্রা এবং খরচ সীমাবদ্ধতা।লেগিং উপাদান এবং তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়াগুলি পরিধান প্রতিরোধী ইস্পাতের কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে, যা বিভিন্ন চাহিদা পূরণের জন্য কাস্টমাইজড সমাধানের অনুমতি দেয়। টেবিলে উপস্থাপিত পরামিতিগুলি প্রতিটি স্টিল গ্রেডের বৈশিষ্ট্যগুলির একটি বিস্তৃত ওভারভিউ প্রদান করে,ইঞ্জিনিয়ার এবং ডিজাইনারদের জন্য একটি মূল্যবান রেফারেন্স হিসাবে কাজ করে.