Als een speciale uitrusting die bestand is tegen interne of externe druk, worden drukvaten breed gebruikt in de chemische, olie- en gasindustrie, geneeskunde, energie, voedsel, lucht- en ruimtevaart en andere sectoren. Aangezien ze vaak te maken krijgen met extreme werkomstandigheden zoals hoge temperaturen, hoge druk en corrosie tijdens de bedrijfsvoering, stellen ze uiterst hoge eisen aan de keuze van materialen. De keuze van materialen heeft niet alleen betrekking op de veiligheid en betrouwbaarheid van drukvaten, maar bepaalt ook rechtstreeks de productiekosten en dienstleven. In dit artikel zullen we uitgebreid ingaan op de ideale materialen voor de productie van drukvaten.
Basisvereisten voor materialen van drukvaten
Als langdurig drageend uitrusting moet het materiaal van de drukvat eerst uitstekende mechanische eigenschappen hebben. Dit omvat hoge treksterkte, goede ductiliteit, impacttaaiheid en vermoeidheidssterkte. Het materiaal mag niet barsten onder hoge druk en moet in staat zijn om energie op te nemen in plaats van te breken wanneer het wordt getroffen door een externe kracht. Daarnaast zijn thermische stabiliteit en verdraagzaamheid tegen hoge temperaturen ook belangrijke indicatoren voor het beoordelen van materialen, vooral in hoge-temperatuurreactoren en warmte-uitwisselingsapparatuur, waarbij het materiaal een stabiele structuur en mechanische eigenschappen moet behouden.
Corrosiebestendigheid is een andere belangrijke eis. Veel drukvaten worden gebruikt om corrosieve stoffen zoals sterke zuren, sterke base, zoutoplossingen, organische oplosmiddelen, enzovoort op te slaan of te laten reageren. De corrosiebestendigheid van het materiaal bepaalt rechtstreeks de dienstleven en veiligheidsfactor van de apparatuur. Het materiaal moet ook goede laskenmerken en verwerkings- en vormcapaciteiten hebben om aan de productiebehoeften van complexe structuren te voldoen.
Welke materialen kunnen worden gebruikt voor de productie van drukvaten?
Koolstofstaal:
Koolstofstaal is het meest gebruikte materiaal in drukvaten. Het wordt gekozen vanwege zijn goede mechanische eigenschappen, sterke lasbaarheid, goede verwerkingsprestaties en lage prijs. Algemene koolstalen omvatten Q235, Q345, A516Gr.70, enzovoort.
De treksterkte van koolstofstaalmateriaal is matig, wat geschikt is voor het maken van de meeste drukdragende onderdelen, vooral in een omgeving met normale temperatuur en geen sterke corrosieve media. Door zijn goede vormbaarheid is het gemakkelijk te vormen en te lassen tijdens de productie, wat de productieprocessen aanzienlijk vereenvoudigt. Daarnaast hebben koolstofstalen perfecte normen en leveranciersystemen zowel binnen- als buitenland, wat gunstig is voor kwaliteitscontrole.
De nadelen van koolstofstaal zijn echter ook duidelijk zichtbaar. Zijn corrosieverweer is slecht, en het roest snel in zuur-, basische of zoutachtige omgevingen. Als er geen redelijke anti-corrosiematen worden genomen, kan perforatie en lekken vaak optreden. Bovendien daalt zijn taaiheid scherp in lage temperaturen, waardoor er een risico bestaat op broos breken, wat zijn toepassing in koude omstandigheden beperkt.
Daarom wordt koolstofstaal voornamelijk gebruikt in de volgende situaties:
- Luchtcompressietanks;
- Waterbehandelingsystemen;
- Verwarmingsketels;
- Olieopslagtanks, etc.
Om de corrosiebestendigheid van koolstalen te verbeteren, wordt deze vaak beschermd door lining, spuiten, etc. Hoewel koolstalen nadelen hebben, maakt hun uitstekende kosten-prestatieverhouding ze nog steeds tot een onmisbaar basismateriaal bij de productie van drukvaten.
Leggerstaal:
Legerraad is een type materiaal dat de prestaties verbetert door legerelementen zoals chroom, nikkel en molibdeen toe te voegen aan koolstaal. Het grootste voordeel is de hoge mechanische sterkte, goede thermische sterkte en bepaalde corrosiebestendigheid. Vaak gebruikte legerraden omvatten 15CrMoR, 12Cr1MoV, SA387Gr.11, Gr.22, etc., die breed worden toegepast in hoogtemperatuur- en hoogdrukcontainers, zoals stoomketels, reactoren, etc.
Na het toevoegen van chroom en molibdeen wordt de oxidatieresistentie en de kruipsterkte van legerraad significant verbeterd, zodat het zelfs in hoge temperaturen en hoge drukomstandigheden een goede stabiliteit kan behouden. Sommige legerraden bieden ook corrosieresistentie tegen specifieke media, zoals 12Cr1MoV, dat goed presteert in hoge temperatuur omgevingen met waterstofzulfide.
Hoewel legestaal uitstekende eigenschappen heeft, is de productiekosten aanzienlijk hoger dan die van gewone koolstofstaal, en is het verwerken ook moeilijker. Tijdens het lassen moeten procesparameters streng worden beheerd en moet er hittebehandeling worden uitgevoerd om thermische scheuren en spanningcorrosiescheuren te voorkomen. Bovendien zijn sommige legerraden gevoelig voor waterstofbroosheid en moeten met voorzichtigheid worden gebruikt in waterstofopslagapparatuur.
Van roestvrij staal:
Roestvast staal kan ook worden gebruikt voor de productie van drukvaten, vooral in de sectoren chemie, farmaceutisch en voedsel, en zijn uitstekende corrosiebestendigheid maakt het de eerste keuze. Roestvrij staal wordt hoofdzakelijk ingedeeld in austenitisch, ferritisch, martensitisch en duplex roestvrij staal. De meest gebruikte austenitische roestvrije stalen zoals 304, 316L, enz., worden breed toegepast vanwege hun goede smeegaamheid, taatheid en corrosiebestendigheid.
316L roestvrij staal heeft een goede weerstand tegen chloorhoudende media vanwege zijn hoge molybdeeninhoud, en is bijzonder geschikt voor drukvaten in zoute of zeewateromgevingen. Duplex roestvrij staal (zoals 2205, 2507) combineert de voordelen van de austenietische en ferritische structuur, heeft een hogere sterkte en puntcorrosiebestendigheid, en heeft geleidelijk aan zijn positie ingenomen in sommige traditionele austenitische roestvrij staalgebieden.
Het belangrijkste nadeel van roestvrij staal is de hoge prijs, vooral voor modellen met een hoge nikkel- en molibdeeninhoud. Bovendien ontstaat intergranulair corrosie gemakkelijk tijdens het lassen, en wordt een vaste oplossing behandeling of lage-koolstofmodellen (zoals 316L) vereist. In een sterke reducerende omgeving kan roestvrij staal het risico lopen op spanningcorrosie, en moet het materiaalmodel gericht worden geselecteerd.
Daarom wordt roestvrij staal voornamelijk gebruikt in de volgende situaties:
- Reactor;
- Farmaceutische opslagtank;
- Opslagtank voor hoogreine gas, etc.
Titane en titanlegingen:
Titanium is geworden tot een populaire materiaal voor de productie van high-end drukvaten vanwege zijn lage dichtheid, hoge specifieke sterkte en uitstekende corrosiebestendigheid. Titanium heeft uitstekende stabiliteit tegenover verschillende zeer corrosieve media zoals azijnzuur, organische zuren, nat chloorgas, zee water, enz., en is bijzonder geschikt voor langdurig gebruik in oxidatie- en neutrale omgevingen.
Gewone titaniummaterialen omvatten zuiver titanium (zoals TA1, TA2) en titaniumlegingen (zoals TC4). Zuiver titanium heeft uitstekende weldbaarheid en vormbaarheid en wordt breed gebruikt in containers met lage sterkte maar hoge corrosiebestendigheidsvereisten, zoals zoutopslagtankers, galvanisatiebakken, chemische reactoren, etc. Titaniumlegers hebben zowel sterkte als corrosiebestendigheid en zijn geschikt voor drukdragende onderdelen of situaties met hoge spanningen.
Titaniummaterialen zijn duur, moeilijk te bewerken en hebben tijdens het lassen extreem hoge milieuvereisten (inerte gasbescherming is vereist), dus ze worden voornamelijk gebruikt in hoogtechnologische en hoogwaardige producten. In de sectoren luchtvaart, ruimtevaart, diepzee-ingenieurskunde, desalineringsapparatuur voor zeeswater, medische apparatuur, etc., spelen titaniummaterialen een toenemend onvervangbare rol.
Hoe te kiezen?
In de werkelijke techniek varieert de materiaalselectie onder verschillende werksituaties. Neem bijvoorbeeld de desulfurisatiekolom in een raffinaderij, waarin het medium hoog corrosieve componenten bevat zoals waterstofzout, ammoniak en chloorverbindingen. Het is dan meer aangewezen om te kiezen voor van roestvrij staal of 2205 duplex roestvast staal. In elektriciteitscentrales worden de ketels blootgesteld aan hoge temperaturen en drukken, wat zeer hoge eisen stelt aan hoogtemperatuur legeringen, en wordt vaak gebruikgemaakt van 12Cr1MoV of SA387 legerraadstaal.
In de meststoffenindustrie gebruiken hoge-drukreactoren in ammonia-synthese-eenheden vaak speciale materialen zoals titaniumcomposietplaten en Hastelloy-composietplaten; in de voedingsmiddelenverwerkingsindustrie, om hygiëne en reinheid te waarborgen, worden vaak austenitische roestvaste stalen zoals 304L en 316L gebruikt.
Daarom moet in ingenieursapplicaties de materiaalselectie worden gecombineerd met de werkdruk, temperatuur, soort medium, operatiecyclus, economie en toepasbaarheid van de norm. Neem een verscheidenheid aan factoren mee in overweging om materialen te selecteren die zowel veilig, betrouwbaar als economisch verantwoord zijn.
HNJBL is een professionele staalfabrikant en leverancier. Onze belangrijkste producten omvatten koolstofstaal, roestvrij staal, slijtagestaal, staalprofielen, gelakte staal, enz. Volledige specificaties, stabiele kwaliteit en voldoende hoeveelheid.
+86 17611015797 (WhatsApp )
info@steelgroups.com
NL
Nieuws
