Inleiding
Je weet misschien dat stalen buizen de ruggengraat vormen van talloze toepassingen in ons leven. Het is van het grootste belang voor verschillende industrieën, van de bouw tot de automobielindustrie.
Koolstofstalen buizen zijn een prominent type stalen pijp. Ze staan bekend om hun duurzaamheid en sterkte.
Hier geven we alle informatie die je nodig hebt over koolstofstalen buizen. We behandelen de definitie, voordelen, toepassingsgebieden, soorten, fabricageprocessen, specificaties en normen.
Tot slot vergelijken en contrasteren we koolstofstaal en zwart staal. Dit zijn twee opmerkelijke varianten van staal.
Wat is koolstofstalen buis?
Pijpen en buizen van koolstofstaal worden ook wel CS-pijpen genoemd. In wezen zijn het cilindrische buizen. Ze zijn gemaakt van koolstofstaal, een staallegering van koolstof en ijzer.
Zoals de naam al aangeeft, heeft koolstofstaal koolstof als belangrijkste legeringselement. Andere staalsoorten, zoals roestvrij staal, hebben elementen van een andere samenstelling.
Koolstofstalen buizen zijn dus duurzamer en sterker door hun samenstelling. Dit geldt vooral in vergelijking met conventionele leidingmaterialen zoals koper, PVC en aluminium.
Ze onderscheiden zich doordat koolstof een centrale rol speelt in koolstofstalen buizen. Dat maakt ze een optimale keuze voor uiteenlopende toepassingen die sterkte en duurzaamheid vereisen. Bovendien kunnen ze worden aangepast aan de specifieke toepassingsbehoeften van elk project.
Bovendien zijn deze buizen van het grootste belang in de stalen buizenindustrie.
Soorten koolstofstalen buizen
Je hebt eerder gelezen over de definitie van koolstofstalen buizen. Laten we nu eens kijken naar de soorten van deze stalen buizen. Dit hangt voornamelijk af van het koolstofgehalte in het staal. Dit zijn:
1. Laag koolstofstaal
Koolstofarm staal wordt ook wel zacht staal genoemd. Het bevat meestal een koolstofgehalte van 0,05% tot 0,3%. Hierdoor is het kneedbaarder en kneedbaarder dan andere varianten. Het is dus geschikt om te lassen en te vormen.
Dat maakt het ook betaalbaar. Daarom wordt het gebruikt in toepassingen zoals carrosseriedelen voor auto's, sommige pijpleidingen en structurele frames. Enkele voorbeelden zijn Q195, Q215, Q235 en meer.
2. Staal met gemiddelde koolstofwaarde
De koolstofsamenstelling van staal met een gemiddeld koolstofgehalte ligt tussen 0,3% en 0,6%. Dit type is dus een uitgebalanceerde mix van flexibiliteit en sterkte. Staal met een gemiddeld koolstofgehalte wordt gebruikt voor toepassingen waarbij sterkte nodig is zonder al te veel in te leveren op flexibiliteit.
Typische toepassingen van staal met een gemiddeld koolstofgehalte zijn assen en spoorrails. Voorbeelden zijn 45# staal, 40Cr en meer.
3. Staal met een hoog koolstofgehalte
Pijpen van koolstofstaal hebben een koolstofgehalte tussen 0,6% en 1,0%. Een hoger koolstofgehalte verhoogt de hardheid en sterkte maar vermindert ook de flexibiliteit. Het wordt vaak gebruikt om messen en structurele onderdelen te maken die een hoge sterkte nodig hebben, zoals staalkabels.
Bekende voorbeelden van staal met een hoog koolstofgehalte zijn 65Mn, T8, T10 en meer.
4. Staal met zeer hoog koolstofgehalte
Een pijp van zeer hoog koolstofstaal heeft een koolstofsamenstelling tussen 0,96% en 2,1%. Het is de meest robuuste koolstofstalen pijp, maar kan bros zijn. Toepassingen zijn onder andere het maken van boren en beitels.
Productieproces van koolstofstalen buizen
Het fabricageproces van dergelijke stalen buizen omvat bepaalde vitale stappen. Ze zorgen ervoor dat het eindproduct voldoet aan de vereiste specificaties. Deze zijn:
1. Voorbereiding van grondstoffen
De voorbereiding van grondstoffen is de eerste stap in de fabricageprocedure van koolstofstalen buizen. De essentiële ingrediënten die in deze stap nodig zijn, zijn:
- Ijzererts
- Cola
- Kalksteen
Deze ingrediënten worden in een hoogoven bij hoge temperaturen gesmolten. Hierdoor wordt gesmolten staal gevormd. Het type staal dat wordt gemaakt, is afhankelijk van dit ijzer. Het is ook afhankelijk van verschillende hoeveelheden koolstof en andere legeringselementen.
2. Pijpvorming
Nadat het gesmolten staal is voorbereid, wordt het gegoten in knuppels of plakken. Dit zijn halffabrikaten.
Deze vormen worden vervolgens geëxtrudeerd of gewalst om de gewenste buisafmeting te maken. Twee wijdverspreide methoden voor het vormen van pijpen zijn:
- Bij de methode van elektrisch weerstandlassen (ERW) wordt een plaat tot een cilinder gerold. Vervolgens wordt de naad gelast. Zo ontstaan ERW-buizen.
- Bij de naadloze methode wordt een staaf verwarmd en vervolgens doorboord met een doorn. Daarna volgen procedures voor rek en wandverkleining, wat resulteert in naadloze buizen.
3. Behandeling met warmte
De volgende en cruciale stap in de vorming van koolstofstalen buizen is warmtebehandeling. Hierbij komen processen kijken zoals:
- Gloeien
- Normaliseren
- Doven
In deze processen wordt de pijp verhit tot een bepaalde temperatuur. Daarna wordt de pijp afgekoeld op een gecontroleerd niveau. Het doel is om de stalen pijp sterker, flexibeler en duurzamer te maken.
4. Warmwalsen en koud trekken
Na de warmtebehandeling gaat de pijp naar een kalanderwals. Hier wordt de pijp gewalst met rollen om de wanddikte en diameter te verminderen. Deze procedure wordt warmwalsen genoemd.
Na het warmwalsen wordt de pijp koudgetrokken. Hierbij wordt de pijp door een matrijs getrokken. Het doel is om de diameter verder te verkleinen en de oppervlakteafwerking te verbeteren.
5. Afwerking
Afwerking is de laatste bewerking bij de productie van koolstofstalen buizen. Hier wordt de pijp op de gewenste lengte gesneden. Daarna worden verschillende afwerkingsprocessen uitgevoerd, zoals rechtmaken en inspecteren.
De bedoeling is om te bevestigen dat de stalen pijp aan de specificaties voldoet. Het zorgt er ook voor dat de pijp klaar is voor gebruik in verschillende toepassingen.
CS pijp specificaties en normen
Naast soorten hebben dergelijke stalen buizen ook specificaties en normen. Verschillende projecten en toepassingen vereisen verschillende specificaties en maten om aan de behoeften te voldoen.
De volgende tabel bevat details over verschillende koolstofstalen productnamen. Hun uitvoerende normen, afmetingen (in mm) en staalsoort worden ook aangegeven:
| Productnaam | Uitvoerende standaard | Afmetingen (in mm) | Staalkwaliteit of -code |
| Zwarte en thermisch verzinkte naadloze stalen pijp | ASTM A53 | 0.3~1200 x 1.0~150 | GR.A, GR.B, GR.C |
| Naadloos koolstofstaal voor hoge temperaturen | ASTM A106 | 10.3~1200 x 1.0~150 | GR.B, GR.C |
| Naadloze koudgetrokken stalen warmtewisselaar- en condensorbuizen | ASTM A179 | 10.3~426 x 1.0~36 | Koolstofarm staal |
| Naadloze koolstofstalen ketelbuizen voor hoge druk | ASTM A192 | 10.3~426 x 1.0~36 | Koolstofarm staal |
| Naadloze koudgetrokken buizen voor warmtewisselaars van middengelegeerd staal | ASTM A199 | 10.3~426 x 1.0~36 | T5, T22 |
| Naadloze ketel- en oververhitterbuizen van middel koolstofstaal | ASTM A210 | 10.3~426 x 1.0~36 | A1, C |
| Naadloze buizen van ferritisch en austenitisch gelegeerd staal | ASTM A213 | 10.3~426 x 1.0~36 | T5, T9, T11, T12, T22, T91 |
| Naadloze koolstof- en gelegeerde staalsoorten voor mechanische buizen | ASTM A333 | 1/4″~42″ x SCH20 ~XXS | Gr1, Gr3, Gr6 |
| Naadloze en gelaste buizen van koolstof- en gelegeerd staal voor cryogeen gebruik | ASTM A334 | 1/4″~4″ x SCH20 ~SCH80 | Gr1, Gr6 |
| Naadloze koudgetrokken verwarmingsbuis van koolstofstaal voor voedingswater | ASTM A556 | 10.3~426 x 1.0~36 | A2, B2 |
Voordelen van koolstofstaal
Net als andere staalsoorten heeft koolstofstaal duidelijke voordelen. Enkele prominente daarvan zijn:
1. Robuustheid en duurzaamheid
Koolstofstaal staat bekend om zijn hoge sterkte en duurzaamheid. Dat maakt het geschikt voor verschillende zware toepassingen.
Bovendien is het bestand tegen aanzienlijke belasting en druk. Dat maakt koolstofstalen fittingen geschikt voor industrieën die robuuste oplossingen voor leidingen nodig hebben.
2. Het vermogen om zware omgevingsomstandigheden te verdragen
Koolstofstaal is bestand tegen zware omgevingsomstandigheden zoals extreem weer. Bovendien is het bestand tegen belastingen zoals vuur, orkanen en aardbevingen. Dat betekent dat het een uitstekend materiaal is voor de bouw van huishoudens.
3. Recyclebaar en milieuvriendelijk
Koolstofstaal is volledig recyclebaar. Het kan meerdere keren worden gebruikt zonder de robuustheid en kwaliteit aan te tasten. Dat maakt het economisch en milieuvriendelijk.
4. Veelzijdigheid
Koolstofstaal is een veelzijdig materiaal dat geschikt is voor gebruik in verschillende industrieën.
Je kunt zien dat de producten kunnen worden gemaakt in verschillende maten en diktes. Het kan worden gesneden, gelast en gevormd om verschillende vormen te verkrijgen. Bovendien kun je het ook eenvoudig verbinden met kleppen en andere fittingen.
5. Slijt- en scheurweerstand
Koolstofstaal gaat lang mee. Het is bestand tegen de typische slijtage in infrastructurele en industriële toepassingen. Daardoor hebben dergelijke stalen buizen ondanks hun betaalbaarheid een langere levensduur.
6. Corrosiebestendigheid
Je kunt zien dat koolstofstaal onderhevig is aan corrosie. Toch kan het op verschillende manieren worden beschermd. Deze omvatten galvanisatie, het gebruik van coatings of het inbouwen van corrosiebestendige elementen. Dat breidt het gebruik van koolstofstaal in verschillende omgevingen verder uit.
7. Kosteneffectief
Koolstofstaal is een kosteneffectief materiaal. Het kan dunner worden gevormd met minder materiaal terwijl de integriteit behouden blijft.
Bovendien is koolstofstaal voordeliger te fabriceren en aan te schaffen dan andere staalsoorten.
Toepassingsgebieden van koolstofstalen pijp
Koolstofstalen buizen worden gebruikt voor diverse toepassingen in verschillende gebieden en domeinen. Enkele van de belangrijkste zijn:
1. Structureel gebruik in de bouw en bouwtechniek
Dergelijke stalen buizen vinden structurele toepassingen in de bouw en bouwtechniek. Ze vormen de structurele bestanddelen van bruggen, gebouwen, wegen, tunnels en andere gevarieerde constructies.
CS-buizen staan bekend om hun vermogen om lasten te dragen en hebben een specifieke levensduur en stevigheid. Bovendien worden deze buizen gebruikt als steigerpijpen in de bouwsector.
2. Transport van olie en gas
Dergelijke buizen spelen een belangrijke rol in de olie- en gasindustrie. Ze worden bij voorkeur gebruikt voor het transport van ruwe olie van winningslocaties naar raffinaderijen.
Daarnaast distribueren ze aardgas naar elektriciteitscentrales, huishoudens en bedrijven. Hun hoge sterkte en betrouwbaarheid zorgen voor een effectief en veilig transport.
3. Automobielproductie
Deze stalen buizen zijn erg belangrijk in de autofabricage. Ze worden speciaal gebruikt voor uitlaatsystemen, chassisonderdelen en frames.
Ze worden geprezen om hun superieure sterkte en hun vermogen om de spanningen van het gebruik van het voertuig te weerstaan.
4. Watervoorziening en riolering
Deze stalen buizen vormen een integraal onderdeel van de watervoorziening en rioleringssystemen. Ze zorgen ervoor dat drinkwater van zuiveringsinstallaties naar woonhuizen en commerciële instellingen kan stromen.
Ze zijn ook geschikt voor rioleringssystemen. Ze kanaliseren afvalwater van dichtbevolkte gebieden naar zuiveringsinstallaties.
5. Toepassingen in de chemische industrie
Dergelijke stalen buizen worden op verschillende manieren gebruikt in de chemische industrie. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt voor:
- Reactoren
- Transportsystemen
- Opslagtanks
Ze zijn van vitaal belang voor het hanteren en verplaatsen van chemische stoffen in chemische en farmaceutische fabrieken.
Koolstofstaal vs Zwart Staal
Je weet misschien dat zwart staal een staalvariant van koolstofstaal is. Het heeft een zwartingsproces ondergaan in plaats van galvanisatie. Dit resulteert in de vorming van een sterk ijzeroxide- of magnetietoppervlak. Dat geeft zwartstalen buizen hun gebruikelijke donkere uiterlijk. Deze buizen staan bekend als zwarte ijzeren buizen of zwarte stalen buizen.
De volgende tabel toont een aantal opmerkelijke verschillen tussen koolstofstaal en zwart staal:
| Kenmerk | Koolstofstaal | Zwart staal |
| Basisdefinitie | Het is een vorm van staal met koolstof als hoofdbestanddeel. | Het is een vorm van staal met een coating van donkergekleurd ijzeroxide op het oppervlak. |
| Hoeveelheid koolstof | Het bevat koolstof tot 2,1% in gewicht. | Het koolstofgehalte varieert van 0,3-1,7% |
| Stijfheid en hardheid van buizen | De stijfheid en hardheid van koolstofstalen buizen zijn afhankelijk van de hoeveelheid koolstof. | Zwarte stalen buizen hebben een hoge stijfheid en hardheid. |
| Corrosiegevoeligheid van leidingen | CS-buizen zijn gevoelig voor corrosie en moeten daarom worden gegalvaniseerd. | Zwarte stalen buizen zijn bijzonder corrosiebestendig. Dit komt door het hoge magnetietgehalte aan het oppervlak. |
| Uiterlijk | In onbewerkte staat heeft het een zilvergrijze kleur. De exacte grijstint hangt af van de specifieke samenstelling en verwerking van het staal. Gewoonlijk is het niet reflecterend of glanzend. | Het heeft een matzwarte afwerking die donker is. Dat komt door het zwartingsproces. Dit is het aanbrengen van een zwarte oxidelaag op het oppervlak van standaard staal. |
| Milieuvriendelijkheid | Het is minder milieuvriendelijk; bij de productie ervan komt meer koolstof in de atmosfeer terecht. | Het is milieuvriendelijker; bij de productie komt minder koolstof in de atmosfeer terecht. |
Conclusie
We hopen dat dit artikel over koolstofstalen buizen nuttig voor je zal zijn.
We gaven essentiële informatie over de betekenis van deze buizen, de voordelen en specificaties van deze buizen. We onderzochten ook het essentiële onderscheid tussen koolstofstalen buizen en zwarte stalen buizen.
Een goed begrip van deze stalen buizen helpt je om de juiste te kiezen voor jouw behoeften. Het zorgt ook voor een lange levensduur, effectiviteit en veiligheid bij verschillende projecten en toepassingen.