Pipa baja tahan karat berdinding tebal memiliki banyak keunggulan, seperti ketahanan oksidasi suhu tinggi, ketahanan korosi yang kuat, plastisitas yang baik, kinerja pengelasan yang sangat baik, dll., dan banyak digunakan di berbagai bidang industri sipil. Namun, karena kekerasan yang rendah dan ketahanan aus yang rendah dari baja tahan karat, penerapannya dalam banyak kesempatan akan terbatas, terutama di lingkungan di mana terdapat banyak faktor seperti korosi, keausan, dan beban berat dan saling mempengaruhi, masa pakai baja tahan karat. bahan baja tahan karat akan diperpendek secara signifikan. Lantas, bagaimana cara meningkatkan kekerasan permukaan pipa baja tahan karat berdinding tebal?

Sekarang terdapat metode untuk meningkatkan kekerasan permukaan pipa berdinding tebal dengan ion nitridasi untuk meningkatkan ketahanan aus dan dengan demikian memperpanjang umur layanannya. Namun, pipa baja tahan karat austenitik tidak dapat diperkuat dengan perubahan fasa, dan nitridasi ion konvensional memiliki suhu nitridasi yang tinggi, yaitu lebih tinggi dari 500°C. Kromium nitrida akan mengendap di lapisan nitridasi, membuat matriks baja tahan karat miskin kromium. Meskipun kekerasan permukaan meningkat secara signifikan, ketahanan korosi permukaan pipa juga akan sangat melemah, sehingga kehilangan karakteristik pipa baja tahan karat berdinding tebal.

Penggunaan peralatan nitridasi ion pulsa DC untuk mengolah pipa baja austenitik dengan nitridasi ion suhu rendah dapat meningkatkan kekerasan permukaan pipa baja berdinding tebal sekaligus menjaga ketahanan korosi tidak berubah, sehingga meningkatkan ketahanan ausnya. Dibandingkan dengan sampel yang diberi perlakuan ion nitridasi pada suhu nitridasi konvensional, perbandingan datanya juga sangat jelas.

Percobaan dilakukan dalam tungku nitridasi ion pulsa DC 30kW. Parameter catu daya pulsa DC adalah tegangan yang dapat disesuaikan 0-1000V, siklus kerja yang dapat disesuaikan 15%-85%, dan frekuensi 1kHz. Sistem pengukuran suhu diukur dengan termometer inframerah IT-8. Bahan sampelnya adalah pipa baja tahan karat austenitik 316 berdinding tebal, komposisi kimianya adalah karbon 0,06, kromium 19,23, nikel 11,26, molibdenum 2,67, mangan 1,86, dan sisanya besi. Ukuran sampelnya adalah Φ24mm×10mm. Sebelum percobaan, sampel dipoles dengan amplas air secara bergantian untuk menghilangkan noda minyak, kemudian dibersihkan dan dikeringkan dengan alkohol, kemudian ditempatkan di tengah piringan katoda dan divakum hingga di bawah 50Pa.

Kekerasan mikro lapisan nitridasi bahkan dapat mencapai di atas 1150HV ketika nitridasi ion dilakukan pada pipa las baja tahan karat austenitik 316 pada suhu rendah dan suhu nitridasi konvensional. Lapisan nitridasi yang diperoleh dengan nitridasi ion suhu rendah lebih tipis dan memiliki gradien kekerasan yang tinggi. Setelah nitridasi ion suhu rendah, ketahanan aus baja austenitik dapat ditingkatkan 4-5 kali lipat, dan ketahanan korosi tetap tidak berubah. Meskipun ketahanan aus dapat ditingkatkan 4-5 kali lipat dengan nitridasi ion pada suhu nitridasi konvensional, ketahanan korosi pipa baja tahan karat austenitik berdinding tebal akan berkurang sampai batas tertentu karena kromium nitrida akan mengendap di permukaan.