Com a equipament especial que resisteix la pressió interna o externa, els recipients de pressió s'usen àmpliament en camps com ara el químic, el petroleri, el farmacèutic, l'energètic, el alimentari, l'aeroespacial i altres. Com que sovint es troben en condicions extemes de treball com ara temperatures altes, pressions elevades i corrosió durant l'operació, posen exígents demandes en la selecció dels materials. La selecció dels materials no només està relacionada amb la seguretat i fiabilitat dels recipients de pressió, sinó que també afecta directament el cost de fabricació i la vida útil. En aquest article es discutirà detalladament els materials ideals per a la fabricació de recipients de pressió.
Requisits bàsics per als materials dels recipients de pressió
Com a equipament de suport a pressió a llarg termini, el material del recipient de pressió ha de tenir primeres excel·lents propietats mecàniques. Això inclou una gran resistència a la tracció, bona ductilitat, resistència a l'impacte i resistència a la fatiga. El material no ha de fendre's sota pressió alta i ha de ser capable d'absorbre energia en comptes de trencar-se quan és impactat per una força externa. A més, la stabilitat tèrmica i la resistència a les altes temperatures també són indicadors importants per a jutjar els materials, especialment en reactors d'alta temperatura i equipaments d'intercanvi de calor, on el material ha de mantenir una estructura i propietats mecàniques stables.
La resistència a la corrosió és un altre requisit clau. Molts recipients de pressió s'utilitzen per emmagatzemar o reaccionar mitjans corrosius com acides forts, àlcalis forts, solucions salines, solvents orgànics, etc. La resistència a la corrosió del material determina directament la vida útil i el factor de seguretat de l'equipament. El material també ha de tenir una bona capacitat de soldadura i processament per atendre les necessitats de fabricació d'estructures complexes.
Quins materials es poden utilitzar per fabricar recipients de pressió?
Acot:
Acer al carboni és el material més utilitzat en els recipients de pressió. S'escull per les seves bones propietats mecàniques, forta soldeabilitat, bones capacitats de processament i baix preu. Materials comuns d'acot inclouen Q235, Q345, A516Gr.70, etc.
La resistència a la tracció del material d'acer de carboni és moderada, el que el fa adequat per a la fabricació de la majoria de peces que suporten pressió, especialment en un entorn amb temperatura normal i sense mitjans corrosius forts. La seva bona ductilitat permet que sigui fàcil de formar i soldar en la fabricació, cosa que simplifica molt el procés de fabricació. A més, els materials d'acer de carboni tenen sistemes estàndards i d'abastament perfectes tant a nivell local com internacional, el que facilita el control de qualitat.
No obstant això, les desavantatges de l'acer de carboni també són evidents. La seva resistència a la corrosió és pobra, i és propens a oxidar-se en entorns àcids, alcalins o salins. Si no es prenen mesures antirros raonables, és molt possible que ocorreguin perforacions i fugues. A més, la seva tenacitat disminueix bruscament en entorns de baixa temperatura, i hi ha risc de fractura fràgil, el que limita el seu ús en ocasions de baixa temperatura.
Per tant, l'acer de carboni s'utilitza principalment en les següents ocasions:
- Bancs de compressió d'aire;
- Sistemes de tractament d'aigua;
- Calderes;
- Depòsits d'emmagatzemament d'oli, etc.
Per millorar la resistència a la corrosió de l'acer carboní, sovint es protegeix amb revestiments o pulverització, entre altres. Tot i que l'acer carboní té desavantatges, la seva excellent relació qualitat-preu el fa encara un material bàsic indispensable en la fabricació de recipients sota pressió.
Acer d'alegació:
L'acer d'alegació és un tipus de material que millora el rendiment afegint elements d'alegació com el crom, el níquel i el molibdè a l'acer carboní. La seva principal avantatge és una gran força mecànica, bona resistència al calor i certa resistència a la corrosió. Entre els acers d'alegació més utilitzats hi ha el 15CrMoR, el 12Cr1MoV, el SA387Gr.11, Gr.22, etc., que es fan servir àmpliament en contenidors d'alta temperatura i alta pressió, com calderes de vapor, reactors, etc.
Després d'afegir crom i molibdè, la resistència a l'oxidació i la força contra l'escorregament de l'acer al·liat s' millora significativament, de manera que pot mantenir una bona estabilitat fins i tot en entorns d'alta temperatura i pressió. Alguns acers al·liats també poden oferir resistència a la corrosió per a mitjans específics, com ara el 12Cr1MoV, que es comporta bé en entorns d'alta temperatura amb sulfhidric.
A pesar que l'acer al·liat té un rendiment excel·lent, el seu cost de fabricació és notablement superior al de l'acer carboní simple, i la seva dificultat de processament també és major. Durant el soldadura, cal controlar estrictament els paràmetres del procés, i realitzar un tractament tèrmic per evitar les fractures tèrmiques i la corrosió per tensions. A més, alguns acers al·liats són sensibles a l'embritjament per hidrogen i cal utilitzar-los amb precaució en equips d'emmagatzematge d'hidrogen.
Acero inoxidable:
Acer inoxidable també es pot utilitzar per fabricar recipientes sota pressió, especialment en els camps de la química, farmacèutic i alimentari, i la seva excel·lent resistència a la corrosió el fa ser l'opció prioritària. L'acer inoxidable es divideix principalment en austenític, ferrític, martensític i acer inoxidable bífasic. Els austerènics més utilitzats, com ara el 304, 316L, etc., es fan servir àmpliament degut a la seva bona soldabilitat, tenacitat i resistència a la corrosió.
l'acer inoxidable 316L té una bona resistència als mitjans clorats degut al seu alt contingut de molibdè, i és especialment adequat per a recipientes sota pressió en entorns salins o d'aigua marina. L'acer inoxidable bífasic (com ara el 2205, 2507) combina les avantatges de les estructures d'austenita i ferrita, té una major força i resistència a la corrosió puntuada, i ha anat reemplaçant gradualment la seva posició en alguns camps tradicionals d'acers inoxidables austerènics.
L'inconvenient principal de l'acer inoxidable és el seu alt preu, especialment per a models amb alt contingut en níquel i molibdè. A més, es pot formar una corrosió intergranular durant el soldatge, i s'exigeix un tractament de solució sòlida o models de baix contingut en carboni (com el 316L). En un entorn fortement reduïctor, l'acer inoxidable pot tenir el risc de corrosió per esforç, i cal seleccionar el model de material d'una manera específic.
Per tant, l'acer inoxidable s'utilitza principalment en les següents ocasions:
- Reactor;
- Depòsit de medicaments;
- Depòsit d'àcims d'alta puretat, etc.
Titani i alloys de titani:
El metalle titani s'ha convertit en un material popular per a la fabricació de recipients sota pressió d'alta gama degut al seu baix pes, alta resistència específica i excel·lent resistència a la corrosió. El titani té una gran estabilitat davant d'una àmplia varietat de mitjans altament corrosius com ara l'àcid nítric, àcids orgànics, gas clor humit, aigua marina, entre d'altres, i és especialment adequat per a l'ús a llarg termini en entorns oxidants i neutrals.
Els materials de titani comuns inclouen titani pur (com TA1, TA2) i alloys de titani (com TC4). El titani pur té una excellent capacitat de soldadura i conformabilitat, i es fa servir àmpliament en contenidors amb baixa força però requisits elevats d'anticorrosió, com tanques d'emmagatzemament de salmora, tanques d'electroplacat, reactors químics, etc. Les alloys de titani tenen tant força com a anticorrosió, i són adequades per a parts portadores o ocasions d'alta tensions.
Els materials de titani són caros, difícils de processar, i tenen requeriments ambientals extremadament alts durant la soldadura (es requereix protecció amb gas inert), per tant s'utilitzen principalment en productes d'alta tecnologia i alta valor afegit. En els camps d'aeronàutica, aviació, enginyeria marina profunda, equipaments de dessalització d'aigua de mar, equipament mèdic, etc., els materials de titani estan jugant un paper cada vegada més insubstituible.
Com escollir?
En l'enginyeria real, la selecció del material varia segons les condicions de treball. Prengui'm com a exemple la torre de desulfurització d'una rafineria, el seu medi conté components altament corrosius com són l'hidrogen sulfurat, l'amònia i els clorurs. És més adequat escollir acer inoxidable 316L o l'acer inoxidable duplex 2205. En els calderes de les centrals elèctriques, la vapor a alta temperatura i pressió posa exígues molt altes als alloys resistent als altes temperatures, i sovint s'utilitza l'acer d'alegació 12Cr1MoV o SA387.
En la indústria del fertilitzant, els reactors aalta pressió utilitzats en les unitats de síntesi d'amònia sovint utilitzen materials especials com ara les plaques compostes de titani i les plaques compostes de Hastelloy; en la indústria de processament d'aliments, per assegurar l'igieni i netesa, es fan servir materials d'acer inoxidable austenític com 304L i el 316L.
Per tant, en les aplicacions d'enginyeria, la selecció del material s'ha de combinar amb la pressió de treball de l'equipament, la temperatura, el tipus de medi, el cicle d'operació, l'economia i l'aplicabilitat dels estàndards. Es han de tenir en compte una varietat de factors per seleccionar materials que siguin segurs, fiables i econòmicament raonables.
HNJBL és un fabricant i proveïdor professional d'acer. Els productes principals de la nostra empresa inclouen acer carboní, acer inoxidable, acer anticopernici, perfils d'acer, acer revestit, etc. Especifications completes, qualitat estable i quantitat suficient.
+86 17611015797 (WhatsApp )
info@steelgroups.com
CA
Notícies calentes 
