Jako specjalne urządzenie, które wytrzymuje wewnętrzną lub zewnętrzną ciśnienie, naczynia ciśnieniowe są szeroko stosowane w chemii, ropocie, medycynie, energetyce, przemyśle spożywczym, kosmicznej i innych dziedzinach. Ponieważ często działają w ekstremalnych warunkach pracy, takich jak wysoka temperatura, wysokie ciśnienie i korozyja, stawiają one niezwykle wysokie wymagania co do wyboru materiałów. Wybór materiałów dotyczy nie tylko bezpieczeństwa i niezawodności naczyń ciśnieniowych, ale również bezpośrednio wpływa na koszty produkcji i czas użytkowania. W niniejszym artykule szczegółowo omówimy idealne materiały do produkcji naczyń ciśnieniowych.
Podstawowe wymagania dotyczące materiałów naczyń ciśnieniowych
Jako długoterminowe urządzenie pracujące pod ciśnieniem, materiał zbiornika ciśnieniowego musi mieć najpierw doskonałe właściwości mechaniczne. Obejmuje to wysoką wytrzymałość na rozciąganie, dobrą plastyczność, odporność na uderzenia i wytrzymałość cykliczną. Materiał nie może pękać pod wysokim ciśnieniem i musi być w stanie soaked energy zamiast łamać się pod wpływem siły zewnętrznej. Ponadto, stabilność termiczna i odporność na wysokie temperatury są również ważnymi wskaźnikami oceny materiałów, zwłaszcza w reaktorach o wysokiej temperaturze i equipment wymiany ciepła, gdzie materiał musi utrzymywać stabilną strukturę i właściwości mechaniczne.
Opór przed korozyjnym jest kolejnym kluczowym wymaganiem. Wiele naczyń ciśnieniowych służy do przechowywania lub reagowania z substanckami korozyjnymi, takimi jak mocne kwasy, mocne zasady, roztworu soli, roztworów organicznych itp. Opór materiału na korozyję bezpośrednio determinuje czas użytkowania i współczynnik bezpieczeństwa urządzenia. Materiał musi również posiadać dobrą spawalność oraz możliwości przetwarzania i formowania, aby spełnić potrzeby produkcji złożonych konstrukcji.
Jakie materiały mogą być używane do produkcji naczyń ciśnieniowych?
Stal węglowa:
Stal węglowa jest najbardziej powszechnie używanym materiałem w naczyniach ciśnieniowych. Wybiera się go ze względu na dobre właściwości mechaniczne, silną spawalność, dobrą wydajność przetwarzania oraz niską cenę. Powszechne materiały z żelaza węglowego obejmują Q235, Q345, A516Gr.70 itp.
Mocność poddawania się materiału z żelaza węglowego jest umiarkowana, co sprawia, że nadaje się do produkcji większości elementów pod ciśnieniem, zwłaszcza w środowisku o normalnej temperaturze i bez silnych środków korozyjnych. Jego dobra plastyczność ułatwia formowanie i spawanie w procesie produkcyjnym, co znacznie upraszcza produkcję. Ponadto, materiały z żelaza węglowego mają doskonałe standardy i systemy dostaw zarówno w kraju, jak i za granicą, co ułatwia kontrolę jakości.
Jednakże, wady żelaza węglowego są również oczywiste. Ma słabe właściwości odpornościowe na korozyję i łatwo rdzewieje w środowiskach kwasowych, zasadowych lub solonych. Jeśli nie zostaną podjęte rozsądne działania antykorozyjne, bardzo prawdopodobne są przerwy i wycieki. Ponadto, jego wytrzymałość pada gwałtownie w środowiskach o niskich temperaturach, co wiąże się z ryzykiem kruchej pęknięcia, ograniczając tym samym jego zastosowanie w warunkach niskotemperaturowych.
Dlategoż żelazo węglowe jest主要用于 w następujących sytuacjach:
- Zbiorniki do magazynowania powietrza skompresowanego;
- Systemy oczyszczania wody;
- Boilery;
- Zbiorniki na ropa, itp.
Aby poprawić odporność na korozyję stali węglowej, często chroni się ją pokrywaniem lub nanoszeniem warstwy. Pomimo wad, jej doskonała ogólna kosztowność sprawia, że wciąż jest niezastąpionym podstawowym materiałem w produkcji naczyń ciśnieniowych.
Stal stopowa:
Stal stopowa to rodzaj materiału, który poprawia wydajność poprzez dodawanie elementów stopowych, takich jak chrom, nikkel i molibden do stali węglowej. Jej największą przewagą jest wysoka wytrzymałość mechaniczna, dobra odporność na wysoką temperaturę oraz pewna odporność na korozyję. Powszechnie stosowane stale stopowe obejmują 15CrMoR, 12Cr1MoV, SA387Gr.11, Gr.22, itp., które są szeroko używane w naczyniach wysokotemperaturowych i wysokociśnieniowych, takich jak kotły parowe, reaktory, itp.
Po dodaniu chromu i molibdenu, oporność na utlenianie oraz wytrzymałość na pełzanie stali stopowej są istotnie poprawiane, co pozwala jej zachować dobrą stabilność nawet w środowiskach o wysokich temperaturach i ciśnieniach. Niektóre stali stopowe mogą również zapewniać odporność na korozyję w określonych średowiskach, takich jak 12Cr1MoV, która działa dobrze w środowiskach wysokotemperaturowego siarczanu wodoru.
Chociaż stal stopowa ma doskonałe właściwości, jej koszt produkcji jest znacznie wyższy niż w przypadku zwykłej stali węglowej, a trudność jej przetwarzania jest większa. Podczas spawania należy ściśle kontrolować parametry procesowe, a także wykonywać obróbkę cieplną, aby uniknąć pęknięć termicznych i pęknięć z powodu korozji naprężeniowej. Ponadto niektóre stali stopowe są wrażliwe na kruchłość wodoretową i należy je stosować z ostrożnością w urządzeniach do magazynowania wodoru.
Z stali nierdzewnej:
Niezardzewiala stal może być również używany do produkcji naczyń ciśnieniowych, zwłaszcza w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym i spożywczym, a jego doskonała odporność na korozyję czyni go pierwszym wyborem. Stal nierdzewna podzieliła się głównie na austenityczną, ferrityczną, martensytową i dwufazową stal nierdzewną. Najczęściej stosowane stali austenityczne, takie jak 304, 316L itp., są szeroko wykorzystywane ze względu na dobrą spawalność, trudność w łamaniu się oraz odporność na korozyję.
stal nierdzewna 316L ma dobrą odporność na środowiska zawierające chloridy dzięki wysokiej zawartości molibdenu i jest szczególnie odpowiednia dla naczyń ciśnieniowych w środowiskach solnych lub wodach morskich. Dwufazowa stal nierdzewna (taka jak 2205, 2507) łączy zalety struktur austenitycznych i ferritycznych, charakteryzuje się większą wytrzymałością i opornością na punktowaną korozję, stopniowo zastępując swoje miejsce w niektórych tradycyjnych obszarach zastosowań stali austenitycznej.
Główną wadą nierdzewnej stali jest jej wysoka cena, zwłaszcza w przypadku modeli o wysokiej zawartości niklu i molibdenu. Ponadto podczas spawania łatwo powstaje korozja międ mezzyziarnista, dlatego konieczne jest wykonanie obróbki termicznej w stopie rozpuszczalnej lub zastosowanie modeli o niskim stężeniu węgla (np. 316L). W silnie redukującej środowisku stal nierdzewna może mieć ryzyko korozji naprężeniowej, a wybór materiału musi być przeprowadzony celowo.
Dlatego też nierdzewna stal jest主要用于w następujących sytuacjach:
- Reaktor;
- Zbiornik do magazynowania leków;
- Zbiornik na gaz o wysokim stopniu czystości itp.
Cynk i jego legity:
Metal cynk stał się popularnym materiałem do produkcji wyrobów naczyń ciśnieniowych klasy luksusowej dzięki swojej niskiej gęstości, wysokiej sile właściwej oraz doskonałej odporności na korozję. Cynk charakteryzuje się wyjątkową stabilnością wobec różnych agresywnych środków, takich jak kwas azotny, kwaśne związki organiczne, wilgotny gaz chlorowy, woda morska itp., co czyni go szczególnie odpowiednim do długoterminowego użytkowania w środowiskach utleniających i neutralnych.
Popularne materiały z tytanu obejmują czysty tytan (taki jak TA1, TA2) oraz legity tytanowe (takie jak TC4). Czysty tytan charakteryzuje się doskonałą spawalnością i wypróbowalnością, dlatego jest szeroko stosowany w naczyniach o niskiej sile, ale wysokich wymaganiach odporności na korozyję, takich jak zbiorniki do przechowywania wody morskiej, beczki elektrolityczne, reaktory chemiczne itp. Legity tytanowe łączą w sobie siłę i odporność na korozyję, co sprawia, że są odpowiednie do elementów poddanych ciśnieniu lub sytuacji o dużym obciążeniu mechanicznym.
Materiały z tytanu są drogie, trudne do obróbki i mają ekstremalnie wysokie wymagania środowiskowe podczas spawania (wymagana jest ochrona gazem inercyjnym), dlatego są głównie stosowane w produktach high–tech i o wysokiej wartości dodanej. W dziedzinach kosmicznej, lotniczej, inżynierii głębokowodnej, sprzętu do desaliny wody morskiej, wyposażenia medycznego itp., materiały z tytanu coraz bardziej odgrywają niezastąpioną rolę.
Jak wybrać?
W rzeczywistym inżynierii wybór materiału różni się w różnych warunkach pracy. Weźmy na przykład wieżę desulfuracji w rafinerii, której środek zawiera wysoce korozyjne składniki, takie jak siarczek wodoru, amoniac i chlorki. Jest to bardziej odpowiednie do wyboru stal nierdzewna 316L lub stali nierdzewnej dwufazowej 2205. W kotłach elektrowni, para o wysokiej temperaturze i ciśnieniu stawia ekstremalnie wysokie wymagania na stopy odporne na wysoką temperaturę, często stosuje się stopy stalowe 12Cr1MoV lub SA387.
W przemyśle nawozów, reaktory o wysokim ciśnieniu używane w jednostkach syntezy azotanów często korzystają ze specjalnych materiałów, takich jak kompozytowe płyty tytanowe i kompozytowe płyty Hastelloy; w przemyśle spożywczym, aby zapewnić higienę i czystość, często stosuje się materiały z zakresu stali nierdzewnej austenitycznej, takie jak 304L i 316L.
Dlatego w zastosowaniach inżynieryjnych wybór materiału musi być połączony z ciśnieniem pracy urządzenia, temperaturą, rodzajem medium, cyklem działania, ekonomią i zgodnością ze standardami. Należy uwzględnić wiele czynników, aby wybrać materiały, które są zarówno bezpieczne, niezawodne, jak i gospodarczo uzasadnione.
HNJBL to profesjonalny producent i dostawca stali. Główne produkty naszej firmy obejmują stal konstrukcyjną, nierdzewną, odporną na zużycie, profile stalowe, stal pokrywczą itp. Pełne specyfikacje, stabilna jakość i wystarczające ilości.
+86 17611015797 (WhatsApp )
info@steelgroups.com
PL
Gorące Wiadomości
