Som et spesialutstyr som kan motstå innvendig eller utvendig trykk, brukes trykkkarer utvidt i kjemisk, petroleum, medisin, energi, mat, rymdfart og andre områder. Ettersom de ofte står overfor ekstreme driftsforhold som høy temperatur, høyt trykk og korrosjon under drift, stiller de ekstremt høye krav til materialevalg. Valget av materialer er ikke bare relatert til sikkerheten og påliteligheten til trykkkarer, men påvirker også direkte produsjonskostnadene og tjenestelivet. Denne artikkelen vil diskutere detaljeret de ideelle materialene for produksjon av trykkkarer.
Grunnleggende krav til materialer for trykkkarer
Som et langtidstrykkberende utstyr må materialet i trykkkarret først ha fremragende mekaniske egenskaper. Dette inkluderer høy trekkstyrke, god ductilitet, kraftig impakttoughness og utmatningstyrke. Materialet må ikke sprakk under høyt trykk og må kunne absorbere energi i stedet for å bryte når det blir rammet av ekstern kraft. I tillegg er varmeestabilitet og høytemperaturmotstand også viktige indikatorer for vurdering av materialer, spesielt i høytemperaturreaktorer og varmeskifteutstyr, hvor materialet må opprettholde en stabil struktur og mekaniske egenskaper.
Korrosjonsmotstand er et annet nøkkelkrav. Flere trykkkarer brukes til å lagre eller reagere korrosive medier som sterke syrer, sterke baser, saltsømninger, organiske løsere osv. Korrosjonsmotstanden til materialet bestemmer direkte tjenestelivet og sikkerhetsfaktoren for utstyr. Materialet må også ha god sveiseegenskap og behandlings- og formningsevne for å oppfylle produksjonsbehovene til komplekse strukturer.
Hvilke materialer kan brukes til å lage trykkkarer?
Karbonstål:
Kullstål er det mest brukte materialet i trykkkarer. Det blir valgt for dets gode mekaniske egenskaper, sterke sveiseegenskaper, gode behandlingsegenskaper og lav pris. Vanlige karbonstålsmaterialer inkluderer Q235, Q345, A516Gr.70 osv.
Ytre styrke av karbonstålsmateriale er moderat, som er egnet for å lage de fleste trykkbærende deler, spesielt i en miljø med normal temperatur og uten sterke korrosive medier. Dets gode ductilitet gjør det enkelt å forme og leme i produksjonen, noe som forenkler produksjonsprosessen mye. I tillegg har karbonstålsmaterialer perfekte standarder og forsyningsystemer hjemme og i utlandet, som forenkler kvalitetskontroll.
Imidlertid er ulemperne ved karbonstål også tydelige. Dets korrosjonsmotstand er dårlig, og det rost lett i sur, basisk eller saltytrende miljø. Hvis rimelige motkorrosjonsforholdsregler ikke tas, er hull og lekkasjer veldig sannsynlige. I tillegg synker dess tøffhet kraftig i lavtemperatursmiljø, og det finnes et risiko for sprøtt brudd, som begrenser dets anvendelse i lavtemperaturoppgaver.
Derfor brukes karbonstål hovedsakelig i følgende tilfeller:
- Luftkomprimeringsbeholdere;
- Vannbehandlingsanlegg;
- Forksoverflater;
- Oljetanker, osv.
For å forbedre korrosjonsmotstanden til kollesteel, beskyttes det ofte med lineringsmaterialer, sprøyting, etc. Selv om kollesteel har noen ulemper, gir dets fremragende kostnadsnytte at det fortsatt er et ubehagelig grunnstoff i produksjonen av trykkbeholdere.
Legeringsstål:
Alloyert stål er en type materiale som forbedrer ytelsen ved å legge til alloyerelementer som krom, nikkel og molibden til kollesteel. Dets største fordel er høy mekanisk styrke, god varmestyrke og visst korrosjonsmotstand. Vanlig brukt alloyert stål inkluderer 15CrMoR, 12Cr1MoV, SA387Gr.11, Gr.22, osv., som brukes utvidet i høytemperatur- og høytrykksbeholdere, som dampkessel, reaktorer, osv.
Etter å ha lagt til krom og molibden, forbedres oksidasjonsmotstand og krypestyrke av legemetsstål betydelig, slik at det kan opprettholde god stabilitet selv i miljøer med høy temperatur og høy trykk. Noen typer legemetsstål kan også gi korrosjonsmotstand mot spesifikke medier, som for eksempel 12Cr1MoV, som presterer godt i miljøer med høytemperaturt hydrogen sulfid.
Selv om legemetsstål har fremragende egenskaper, er produsjonskostnaden betydelig høyere enn for vanlig karbonstål, og dens bearbeidingssværighet er også større. Under velding må prosessparametre kontrolleres strengt, og varmebehandling bør gjennomføres for å unngå termisk sprakkning og strekkorrosjonsprakkning. I tillegg er noen typer legemetsstål følsomme for hydrogenbritthet og bør brukes med forsiktighet i utstyr for hydrogenlagring.
Rostfrie stål:
Rostfritt stål kan også brukes til å lage trykkkarer, spesielt i kjemiske, legemiddel- og matindustrier, og dets fremragende korrosjonsmotstand gjør det til førstevalget. Rustfritt stål deles hovedsakelig inn i austenitisk, ferritisk, martensitisk og duplex rustfritt stål. De mest brukte austenitiske rustfrie stål, som 304, 316L osv., er vidt bruksområder grunnet deres gode svelesegenskaper, tøffhet og korrosjonsmotstand.
316L rustfritt stål har god motstand mot kloridmedium på grunn av sin høy molybdensinnhold, og er særlig egnet for trykkkarer i saline eller havvannsmiljøer. Duplex rustfritt stål (som 2205, 2507) kombinerer fordelsene ved austenitt- og ferrittstrukturer, har høyere styrke og motstand mot punktskrusting, og har gradvis erstattet sin posisjon i noen tradisjonelle austenitiske rustfrie stålområder.
Hovedulemisten med edelstål er dets høye pris, spesielt for modeller med høy nikkel- og molybdeninnhold. I tillegg kan mellomkornkorrosjon lett oppstå under velding, og det kreves enten fastløsningsbehandling eller lavkarbonmodeller (som 316L). I en sterkt reduiserende miljø kan edelstål ha risiko for spenningskorrosjon, og materialetypen må velges på et målrettet måte.
Derfor brukes edelstål hovedsakelig i følgende tilfeller:
- Reaktor;
- Legemiddel-lagringsbeholder;
- Høyrein luft-lagringsbeholder, osv.
Titan og titanlegemer:
Titanmetall har blitt et populært materiale for fremstilling av høyklasse trykkkarer på grunn av dens lave tetthet, høy spesifikk styrke og fremragende korrosjonsmotstand. Titan har fremragende stabilitet mot en rekke høygradig korrosive medier som syre, organiske syrer, fuktig klor-gass, havvann, osv., og er spesielt egnet for langtidsbruk i oksiderende og nøytrale miljøer.
Vanlige titanmaterialer omfatter ren titan (som TA1, TA2) og titanlegemer (som TC4). Ren titan har utmerket sveisbarhet og formbarhet og brukes mye i beholder med lav styrke, men høye krav til korrosjonsmotstand, som f.eks. saltvannslager, galvaniseringsbasser, kjemiske reaktorer osv. Titanlegemer har både styrke og korrosjonsmotstand og er egnet for trykkbærende deler eller situasjoner med høy spenning.
Titanmaterialer er dyre, vanskelige å prosessere og har ekstremt høye miljøkrav under sveising (inert gassbeskyttelse er nødvendig), så de brukes hovedsakelig i høyteknologiske og høyverdi-produkter. I sektorene luft- og romfart, fly, dyphavsteknikk, desalting av havvann, medisinsk utstyr osv., spiller titanmaterialer en stadig viktigere og uekskluderbar rolle.
Hvordan velge?
I praktisk ingeniørfag velges materialer ulikt under forskjellige driftsforhold. Ved å ta et raffinaderi desulfureringstårn som eksempel, inneholder mediumet høy korrosive komponenter som sulfidgass, amonnjak og klorider. Det er mer passende å velge 316L rustfritt stål eller 2205 duplexrostfritt stål. I kraftverkskjeler påvirker høy temperatur og høy trykk damp sterke krav til høytemperatursopptilpassede legeringer, og 12Cr1MoV eller SA387 legeringsstål brukes ofte.
I gødseindustrien bruker høytrykksreaktorer i ammoniaanleggene ofte spesialmaterialer som titan sammensatte plater og Hastelloy sammensatte plater; i matbearingsindustrien, for å sikre hygiene og renhet, brukes austenittiske rostfrie stålmaterialer som 304L og 316L ofte.
Derfor må materialsvelgelsen i ingeniørfaglige anvendelser kombineres med utstyllingens arbeidstrykk, temperatur, mediumstype, driftssyklus, økonomi og gyldighet av standarder. Ta hensyn til en rekke faktorer for å velge materialer som er både sikre, pålitelige og økonomisk rimelige.
HNJBL er en spesialisert stålprodusent og leverandør. Våre hovedprodukter omfatter karbonstål, edelstål, slipemotstandsdyktig stål, stålprofiler, beitestål osv. Fullstendige spesifikasjoner, stabil kvalitet og tilstrekkelig mengde.
+86 17611015797 (WhatsApp )
info@steelgroups.com
NO
Hett nyhetar
