Ως ειδικό εξοπλισμό που αντέχει εσωτερική ή εξωτερική πίεση, τα δοχεία πίεσης χρησιμοποιούνται ευρέως στα χημικά, τα πετρελαϊκά, την φαρμακευτική, την ενέργεια, τα τρόφιμα, την διαστημική και άλλους τομείς. Επειδή συχνά αντιμετωπίζουν ακραίες λειτουργικές συνθήκες όπως υψηλή θερμοκρασία, υψηλή πίεση και διάβρωση κατά τη λειτουργία τους, βάζουν εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις στην επιλογή των υλικών. Η επιλογή των υλικών σχετίζεται με την ασφάλεια και την αξιοπιστία των δοχείων πίεσης, αλλά επηρεάζει άμεσα και το κόστος κατασκευής και τη διάρκεια ζωής. Αυτό το άρθρο θα συζητήσει λεπτομερώς τα ιδανικά υλικά για την κατασκευή δοχείων πίεσης.
Βασικές Απαιτήσεις Για Τα Υλικά Δοχείων Πίεσης
Ως εξοπλισμός μεγάλης πίεσης μακροχρόνιας χρήσης, το υλικό του πιεσούρνου πρέπει να έχει πρώτα απ' όλα εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες. Αυτό περιλαμβάνει υψηλή σφυρική δύναμη, καλή ελαστικότητα, αντοχή σε κρούσεις και αντοχή στο κόπο. Το υλικό δεν πρέπει να σπάσει υπό υψηλή πίεση και να μπορεί να απορροφά ενέργεια αντί να σπάσει όταν υποβληθεί σε εξωτερική δύναμη. Επιπλέον, η θερμική σταθερότητα και η αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες είναι επίσης σημαντικοί δείκτες για την αξιολόγηση των υλικών, ειδικά σε αντιδραστήρες υψηλών θερμοκρασιών και θερμοαντιστροφικό εξοπλισμό, όπου το υλικό πρέπει να διατηρεί σταθερή δομή και μηχανικές ιδιότητες.
Η αντοχή στην διάβρωση είναι άλλη βασική απαίτηση. Πολλές πιεστικές φούρνοι χρησιμοποιούνται για να αποθηκεύουν ή να αντιδρούν διαβρωτικά μέσα, όπως ισχυρά οξέα, ισχυρά βάση, λυώματα αλάτων, οργανικοί διαλύτες κλπ. Η αντοχή στην διάβρωση του υλικού ορίζει άμεσα τη ζωή υπηρεσίας και τον παράγοντα ασφάλειας του εξαρτήματος. Το υλικό πρέπει επίσης να έχει καλή απόδοση συνδεσιμότητας και ικανότητες επεξεργασίας και μορφοποίησης για να καλύπτει τις ανάγκες κατασκευής περίπλοκων δομών.
Ποια υλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή πιεστικών φούρνων;
Χάλυβας:
Ανθρακούχο χάλυβα είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό στις πιεστικές φούρνες. Επιλέγεται για τις καλές μηχανικές ιδιότητές του, την ισχυρή συνδεσιμότητα, την καλή απόδοση επεξεργασίας και το χαμηλό τιμή. Κοινά υλικά καρβουνικού χάλυβα περιλαμβάνουν τα Q235, Q345, A516Gr.70 κλπ.
Η αντοχή σε καμπύλωση του άνθρακα χάλυβα είναι μέτρια, πράγμα που το καθιστά πρόσφορο για την κατασκευή των περισσότερων μερών υπό πίεση, ειδικά σε περιβάλλον με κανονική θερμοκρασία και χωρίς ισχυρά επιθετικά μέσα. Η καλή διαστασιμότητά του κάνει εύκολη τη μορφοποίηση και τη συνδεσιμότητα κατά την παραγωγή, πράγμα που επισπεύδει σημαντικά τη διαδικασία παραγωγής. Επιπλέον, τα υλικά άνθρακα χάλυβα έχουν τελειότητες και εγγυημένα πρότυπα και εφοδιαστικά συστήματα σε εθνικό και διεθνές επίπεδο, πράγμα που εξυπηρετεί την ελέγχυψη της ποιότητας.
Ωστόσο, τα μειονεκτήματα του άνθρακα χάλυβα είναι επίσης εμφανή. Η αντοχή του σε διάβρωση είναι φθινούσα, και εύκολα ριζώνεται σε οξυνόμενα, βάσιμα ή αλατωδή περιβάλλοντα. Αν δεν ληφθούν λογικές αντιδραστικές μέτρα, είναι πολύ πιθανή η εμφάνιση ορυκτών και καταρροφών. Επιπλέον, η τροπικότητά του μειώνεται κατά δραματικό τρόπο σε χαμηλούς θερμοκρασιακούς όρους, με αποτέλεσμα να υπάρχει κίνδυνο σπασιμότητας, περιορίζοντας έτσι την εφαρμογή του σε χαμηλούς θερμοκρασιακούς όρους.
Επομένως, ο άνθρακας χάλυβας χρησιμοποιείται κυρίως στις ακόλουθες περιπτώσεις:
- Ταβλέρα αποθήκευσης συμπιεσμένου αέρα;
- Συστήματα επεξεργασίας νερού;
- Βοιλέρ;
- Αποθηκευτικά δεξαμενών πετρελαίου, κλπ.
Για να βελτιωθεί η αντοχή στην διάβρωση του άνθρακα χάλκου, συχνά προστατεύεται με επιβολή, καταχύση, κλπ. Αν και το άνθρακας χάλκας έχει μειονεκτήματα, η εξαιρετική του συνολική κόστος-απόδοση το κάνει να παραμένει ένα απαραίτητο βασικό υλικό στην κατασκευή πιεστικών δεξαμενών.
Σύνθετο Χάλκαλο:
Το σύνθετο χάλκας είναι ένα είδος υλικού που βελτιώνει την απόδοση προσθέτοντας στοιχεία σύνθεσης όπως χρώμιο, νίκελο και μολύβδιο στο άνθρακα χάλκα. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημά του είναι η υψηλή μηχανική ισχύς, η καλή θερμική αντοχή και η ορισμένη αντοχή στη διάβρωση. Κοινά χρησιμοποιούμενα σύνθετα χάλκα είναι τα 15CrMoR, 12Cr1MoV, SA387Gr.11, Gr.22, κλπ., που χρησιμοποιούνται ευρέως σε υψηλότερες θερμοκρασίες και υψηλής πίεσης δεξαμενές, όπως τα βοιλέρ ατμού, αντιδραστήρες, κλπ.
Μετά την προσθήκη χρωμίου και μολυβδού, η αντοχή στην οξείδωση και η αντοχή σε κρέαπ του σιδήρου μοιρασίας βελτιώνονται σημαντικά, έτσι ώστε να μπορεί να διατηρεί καλή σταθερότητα ακόμη και σε περιβάλλοντα υψηλών θερμοκρασιών και πίεσης. Κάποια σίδερα μοιρασίας μπορούν επίσης να προσφέρουν αντοχή σε ειδικά μέσα, όπως το 12Cr1MoV, το οποίο λειτουργεί καλά σε περιβάλλοντα υψηλών θερμοκρασιών με διχτυρικό θείο.
Παρά τις εξαιρετικές επιδόσεις του σιδηρού μοιρασίας, ο κόστος παραγωγής του είναι σημαντικά υψηλότερος από εκείνο του κοινού άνθρακα σιδήρου, και η δυσκολία επεξεργασίας του είναι επίσης μεγαλύτερη. Κατά τη συγκόλληση, οι παράμετροι διαδικασίας πρέπει να ελέγχονται αυστηρά και πρέπει να γίνει θερμική μετατροπή για να αποφευχθεί η θερμική σχίση και η αποσχίση κορόιδας κάτω από έπιπλο. Επιπλέον, κάποια σίδερα μοιρασίας είναι ευαίσθητα στην απορρόφηση υδρογόνου και πρέπει να χρησιμοποιούνται με προσεκτικότητα σε εξαρμολόγια αποθήκευσης υδρογόνου.
Ανθρακωτό χάλκας:
Ανοξείδωτο ατσάλι μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή πιεστικών δοχείων, ειδικά στους τομείς της χημικής, φαρμακευτικής και τροφίμων, και η εξαιρετική αντοχή του στην κόρωση το καθιστά πρώτη επιλογή. Το ανθρακικό χάλκαλο διαιρείται κυρίως σε αυστενιτικό, φεριτικό, μαρτενσιτικό και διπλό χάλκαλο. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα αυστενιτικά χάλκαλα, όπως το 304, 316L κλπ., είναι ευρέως αποδεκτά λόγω της καλής συγευσιμότητάς τους, της δροσερότητας και της αντοχής τους στην κόρωση.
το χάλκαλο 316L έχει καλή αντοχή σε χλωριδικά μέσα λόγω της υψηλής περιεκτικότητας μόλυβδου του και είναι ειδικά προσαρμοσμένο για πιεστικά δοχεία σε αλατωμένα ή θαλάσσια περιβάλλοντα. Το διπλό χάλκαλο (όπως το 2205, 2507) συνδυάζει τις πλεονεκτήσεις των αυστενιτικών και φεριτικών δομών, έχει υψηλότερη ισχύ και αντοχή σε παρασιτικές βλάστες, και έχει αρχίσει να αντικαθιστά τη θέση του σε κάποιους παραδοσιακούς τομείς των αυστενιτικών χάλκαλων.
Το κύριο μειονέκτημα του ανθυδρασιμού χάλκου είναι η υψηλή τιμή του, ειδικά για μοντέλα με υψηλό περιεχόμενο νικελίου και μολυβδού. Επιπλέον, κατά τη συντριβή δημιουργείται εύκολα διαφθορά μεταξύ των κρυστάλλων και απαιτείται αποσυμπίεση ή μοντέλα με χαμηλό περιεχόμενο άνθρακα (όπως το 316L). Σε ισχυρό αποκαταστατικό περιβάλλον, ο ανθυδρασιμός χάλκος μπορεί να έχει κίνδυνο ιδιαίτερης διαφθοράς και το μοντέλο υλικού πρέπει να επιλεγεί με στόχο αυτό.
Επομένως, ο ανθυδρασιμός χάλκος χρησιμοποιείται κυρίως στις ακόλουθες περιπτώσεις:
- Αντιδραστήρας;
- Φαρμακευτικός αποθεματικός θάλαμος;
- Θάλαμος αποθήκευσης υψηλής καθαρότητας αερίων, κλπ.
Τιτάνιο και σύνθετα τιτανίου:
Το μέταλλο τιτάνιο έχει γίνει δημοφιλές υλικό για την κατασκευή υψηλού επιπέδου πιεστικών δοχείων λόγω της χαμηλής πυκνότητάς του, της υψηλής συγκεκριμένης δύναμης και της εξαιρετικής αντοχής σε διαφθορά. Το τιτάνιο έχει εξαιρετική σταθερότητα σε διάφορα υψελά διαφθορικά μέσα όπως ο θείος, οργανικά οξέα, ζεστό χλωρικό αέριο, θάλασσα, κλπ., και είναι ειδικά προσαρμοσμένο για μακροχρόνια χρήση σε οξυδωτικά και ουδέτερα περιβάλλοντα.
Οι κοινές υλικές τιτανίου περιλαμβάνουν καθαρό τιτάνιο (π.χ. TA1, TA2) και σύνθετα τιτανίου (π.χ. TC4). Το καθαρό τιτάνιο έχει εξαιρετική ικανότητα συνδεσιμότητας και μορφοποιησιμότητας και χρησιμοποιείται ευρέως σε δεξαμενές με χαμηλή ισχύ αλλά υψηλές απαιτήσεις αντοχής στην κατάθλιψη, όπως δεξαμενές αλατού νερού, βάπτισης, χημικών αντιδραστήρων κλπ. Τα σύνθετα τιτανίου έχουν και ισχύ και αντοχή στην κατάθλιψη, και είναι προσαρμοσμένα για τμήματα με φορτία πίεσης ή υψηλές συνθήκες κατάθλιψης.
Τα υλικά τιτανίου είναι ακριβά, δύσκολα να επεξεργαστούν και έχουν εξαιρετικά υψηλές περιβαλλοντικές απαιτήσεις κατά τη συνδεσιμότητα (απαιτείται προστασία με αδρανή αέρα), οπότε χρησιμοποιούνται κυρίως σε προϊόντα υψηλής τεχνολογίας και προστιθέμενης αξίας. Στον τομέα της αεροδιαστημικής, αεροπορίας, βαθιών θαλάσσιων εργασιών, εξατμιστικών εγκαταστάσεων θαλάσσιου νερού, ιατρικού εξοπλισμού κλπ., τα υλικά τιτανίου αναλαμβάνουν ολο και πιο αναπόσπαστο ρόλο.
Πώς να επιλέξετε;
Στην πραγματική μηχανική, η επιλογή υλικού διαφέρει σε διαφορετικές εργασιακές συνθήκες. Παίρνοντας υπόψη τον καθαριστή θείου των πετρελαϊκών εργοστασίων, το μέσο του περιέχει υψιστά αποδοχή συστατικά όπως οξειδανόθειο, αμμωνία και χλωρίδια. Είναι πιο κατάλληλο να επιλεγούν άξονα από ανοξείδωτο χάλυβα 316L ή οξυδικό αντιρροπής 2205. Στα καυστήρια ηλεκτροβολείων, ο υψηλός θερμοκρασίας και πίεσης ατμολόγχος βάζει εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για τα υψηλοθερμίαντα σύμπλοκα, και συχνά χρησιμοποιείται ο 12Cr1MoV ή SA387 σύμπλοκο χάλυβας.
Στη βιομηχανία πονταριών, οι υψηλοπίεστες αντιδράσεις που χρησιμοποιούνται στις μονάδες σύνθεσης αζώτου χρησιμοποιούν συχνά ειδικά υλικά όπως τιτάνιο σύνθετα πλάτα και Hastelloy σύνθετα πλάτα. Στη βιομηχανία επεξεργασίας τροφίμων, για να εξασφαλιστεί η υγιεινή και καθαρότητα, χρησιμοποιούνται σύμπλοκα χάλυβες όπως 304L και 316L.
Επομένως, σε μηχανικές εφαρμογές, η επιλογή υλικού πρέπει να συνδεθεί με την εργαστηριακή πίεση του εξοπλισμού, τη θερμοκρασία, τον τύπο μέσου, το κύκλο λειτουργίας, την οικονομικότητα και την εφαρμοσιμότητα των προτύπων. Να λάβετε υπόψη μια διαφορετική ποικιλία παραγόντων για να επιλέξετε υλικά που είναι ασφαλή, αξιόπιστα και οικονομικά λογικά.
Η HNJBL είναι επαγγελματικός κατασκευαστής και προμηθευτής χάλκου. Τα κύρια προϊόντα της εταιρείας μας περιλαμβάνουν άνθρακα χάλκου, ανθρακιστή χάλκου, φορεαστικού χάλκου, προφίλ χάλκου, καλυμμένου χάλκου, κλπ. Πλήρεις περιγραφές, σταθερή ποιότητα και αρκετή ποσότητα.
+86 17611015797 (WhatsApp )
info@steelgroups.com
EL
Ζεστά νέα
