Kao posebna oprema koja izdržava unutarnji ili vanjski tlak, spremnici za tlak široko se koriste u kemijskom, naftnom, medicinskom, energetskom, hranačkom, zrakoplovnom i drugim područjima. Budući da često suočavaju s ekstremnim radnim uvjetima poput visoke temperature, visokog tlača i korozije tijekom rada, postavlja vrlo visoke zahtjeve na odabir materijala. Odabir materijala povezan je ne samo s sigurnošću i pouzdanosti spremnika za tlak, već i izravno utječe na proizvodni trošak i vrijeme službe. U ovom članku ćemo detaljno raslučiti idealne materijale za izradu spremnika za tlak.
Osnovni zahtjevi za materijalima spremnika za tlak
Kao opremu za dugoročno noseženje tlaka, materijal tlakovnog posude mora prvo imati odlična mehanička svojstva. To uključuje visoku izdržljivost na povlačenje, dobru trakovitost, udarnu očvršćinu i održljivost na umor. Materijal se ne smije rasprštiti pod visokim tlakom već mora moći apsorbirati energiju umjesto da se lomi kada ga zahodzi vanjska sila. Pored toga, topline stabilnost i otpornost na visoke temperature također su važni indikatori za procjenu materijala, posebno u reaktorima visoke temperature i opremi za razmjenu topline, gdje materijal mora održavati stabilnu strukturu i mehanička svojstva.
Opornost protiv korozije je još jedan ključni zahtjev. Mnogi tlakovni posude koriste se za pohranu ili reakciju korozivnih tvari poput jake kiseline, jake baze, solanih rastvora, organskih rastvarača itd. Opornost materijala direktno određuje trajnost i sigurnosni faktor opreme. Materijal mora također imati dobre performanse pri spajanju te obradivačke i oblikovne mogućnosti kako bi se zadovoljile potrepstine proizvodnje složenih struktura.
Koji se materijali mogu koristiti za proizvodnju tlakovnih posuda?
Ugljikov nafta:
Ugljični ocel je najčešće korišteni materijal u tlakovnim posudama. Izabran je zbog dobrih mehaničkih svojstava, jakog spajanja, dobre obradivosti i niske cijene. Uobičajeni ugljenikasti čelikovi materijali uključuju Q235, Q345, A516Gr.70 itd.
Snaga otpornosti ugljenikovog čelika je umjerená, što ga čini odgovarajućim za izradu većine dijelova koji nose tlak, posebno u okruženju s normalnom temperaturom i bez jake korozivne sredine. Njegova dobra trakastost omogućuje laganu oblikovanje i spajanje tijekom proizvodnje, što znatno pojednostavlja proces proizvodnje. Nadalje, ugljenikovi čelici imaju savršene standardizirane i opskrbne sustave unutar i izvan zemlje, što olakšava kontrolu kvalitete.
Međutim, mane ugljenikovog čelika su također očigledne. Njegova otpornost na koroziju je loša, a lako se rzi u kiselinim, baznim ili soljenim okruženjima. Ako se ne uzmu razumna mjera protiv korozije, vrlo je vjerojatno da će doći do propada i promaka. Nadalje, njegova otrgnutost ostro pada u niskotemperaturnim okruženjima, a postoji rizik od hladnog sloma, što ograničava njegovu uporabu u niskotemperaturnim prilikama.
Stoga se ugljenikov čelik glavno koristi u sljedećim prilikama:
- Cisterni za skladistenje komprimiranog zraka;
- Sustavi za obradu vode;
- Toplice;
- Cisterne za pohranjivanje ulja, itd.
Da bi se poboljšala otpornost ugljikovog čelika na koroziju, često ga štitimo unutarnjim oblogama, sprejemom i sličnim. Iako ima nedostataka, odlična ukupna cijena/performanse čini da je ugljikov čelik još uvijek neophodan osnovni materijal u proizvodnji tlakoploćih spremnika.
Legirani čelik:
Alojirani čelik je vrsta materijala koja poboljšava performanse dodavanjem aloj elemenata kao što su hrom, nikel i molibden ugljikovom čeliku. Njegova najveća prednost je velika mehanička jačina, dobra toplinska otpornost i određena otpornost na koroziju. Uobičajeni alojirani čelici uključuju 15CrMoR, 12Cr1MoV, SA387Gr.11, Gr.22, itd., koji se široko koriste u visokotlakim i visokotemperaturnim spremnicima, poput parnih toplica, reaktora i slično.
Nakon dodavanja hromija i molibdena, otpornost na oksidaciju i čvrstoća protu krepa alijansnog čelika znatno se poboljšavaju, tako da može čuvati dobru stabilnost čak i u okruženjima s visokom temperaturom i tlakom. Neke alijanske čelike mogu također pružiti otpornost na koroziju određenim medijima, kao što je 12Cr1MoV koji se dobro ponaša u visoko temperaturnim okruženjima s vodikovim sulfidom.
Iako alijanski čelik ima izvrsna svojstva, njegova proizvodna cijena je značajno viša od običnog ugljenikastog čelika, a teškoća obrade je također veća. Tijekom suvjarenja potrebno je strogo kontrolirati procesne parametre, a trebalo bi izvršiti toplinsku obradu kako bi se izbjeglo topline raskupljanje i stresna korozija raskupljanja. Nadalje, neki alijanski čelici su osjetljivi na vodikovu krutost i trebaju se uzeti s paznju u opremi za skladištenje vodika.
Nerustingajući čelik:
Nehrđajući čelik također se može koristiti za proizvodnju tlakovnih posuda, posebno u područjima kemijskog, farmaceutske i prehrambenog prakse, a njegova odlična otpornost na koroziju čini ga prvenstvenim izborom. Nerez je glavno podijeljen na austinitski, ferritski, martenzitski i dupleksni nerez. Najčešće korišteni austinitski nerezi, kao što su 304, 316L itd., široko se koriste zahvaljujući svojoj dobroj svarivosti, otržnosti i otpornosti na koroziju.
nerez 316L ima dobru otpornost na cloridne sredine zbog visoke sadržine molibdena, te je posebno prikladan za tlakovne posude u solenim ili morskim okolinama. Dupleksni nerez (poput 2205, 2507) kombinira prednosti austinitske i ferritske strukture, ima veću jačinu i otpornost na pitting koroziju, i postupno je zamijenio poziciju u nekim tradicionalnim područjima austinitskog nereza.
Glavni nedostatak nerđavećeg čelika je njegova visoka cijena, posebno za modele s visokim sadržajem nikla i molibdena. Također, tijekom svarenja lako se formira međuzrnica korozija, te je potrebna obrada rastopom ili modele s niskim sadržajem ugljika (poput 316L). U jakom reducirajućem okruženju, nerđaveći čelik može imati rizik od napetosne korozije, a materijalni model treba odabrati usmjerenim načinom.
Stoga se nerđaveći čelik glavnо koristi u sljedećim prilikama:
- Reaktor;
- Farmaceutska čuvara;
- Čuvara za visokočistu plinovu itd.
Titaniu i legure titana:
Titanijevi metal je postao popularan materijal za proizvodnju visokokvalitetnih tlakoterkova zbog svoje male gustoće, visoke specifične jačine i izvrsne otpornosti na koroziju. Titanij ima izvrsnu stabilnost prema različitim vrstama vrlo korozivnih sredstava poput kiselog azota, organskih kiselina, vlažnog klora, mora itd., i posebno je prikladan za dugoročno korištenje u oksidativnim i neutralnim okruženjima.
Uobičajeni titanijevi materijali uključuju čisti titan (poput TA1, TA2) i titanijeve legure (poput TC4). Čisti titan ima odlične svote za svađenje i oblikovanje, te se široko koristi u spremnicama s nizakom jačinom ali visokim zahtjevima za otpornost na koroziju, poput spremnika solene vode, elektroplating tenkova, kemikalne reaktore itd. Titanijeve legure imaju i jačinu i otpornost na koroziju, te su prilagođene nosivim dijelovima ili prilikama s visokim naprezanjem.
Titanijevi materijali su skupi, teški za obradu i imaju vrlo visoke okolišne zahtjeve tijekom svađenja (zahtijeva se zaštitni plin), stoga se uglavnom koriste u visoko-tehnološkim i visoko dodatnoj vrijednosti proizvodima. U područjima zrakoplovstva, avijskom sektoru, dubokomorskog inženjerstva, opremi za destilaciju moraše vode, medicinskoj opremi itd., titanijevi materijali sve više igraju nezamjenjivu ulogu.
Kako odabrati?
U stvarnom inženjerstvu, izbor materijala varira u različitim radnim uvjetima. Uzimajući na primjer destilacijsku tornju u rafineriji, njezino sredstvo sadrži visoko korozivne komponente poput vodika sulfida, amonijaka i chlorida. Bolje je odabrati oksidi 316l ili 2205 dupleks nerđavu čeliku. U elektrostatskim toplinama, visoke temperature i visoki tlak pare stavljaju ekstremno visoke zahtjeve na visokotemperaturne alije, a često se koristi 12Cr1MoV ili SA387 alijanski čelik.
U fertilizerskoj industriji, reaktori visokog tlaka koji se koriste u jedinicama za sintezu amonijaka često koriste posebne materijale poput titanovih slojevastih ploča i Hastelloy slojevastih ploča; u industriji obrade hrane, kako bi se osigurala higijena i čistoća, koriste se austenitski nerđavi čelikovi poput 304L i 316L.
Stoga, u inženjerskim primjenama, odabir materijala mora biti kombiniran s radnim tlakom opreme, temperaturom, vrstom sredstva, ciklusom rada, ekonomijom i primjenljivošću standarda. Uzimajući u obzir različite faktore, treba odabrati materijale koji su sigurni, pouzdani i ekonomski razumljivi.
HNJBL je profesionalni proizvođač i dobavljač ocele. Glavni proizvodi naše tvrtke uključuju ugljikovu ocel, nerđajuću ocel, oteru koja otpire nošnju, očanske profile, obručenu ocel itd. Potpune specifikacije, stabilna kvaliteta i dovoljan iznos.
+86 17611015797 (WhatsApp )
info@steelgroups.com
HR
Vruće vijesti
