Ca echipament special care rezistă presiunii interne sau externe, vasele de presiune sunt utilizate în mod larg în domeniile chimice, petrolifere, medicale, energetice, alimentare, aeroespacial și altele. Deoarece acestea se confruntă adesea cu condiții extreme de lucru, cum ar fi temperaturi ridicate, presiuni mari și coroziune în timpul funcționării, pun cereri extrem de mari privind selecția materialelor. Selectarea materialelor este legată nu numai de siguranța și fiabilitatea vaselor de presiune, dar influențează și direct costurile de fabricație și durata de viață. Acest articol va discuta în detaliu materialele ideale pentru fabricarea vaselor de presiune.
Cereri de bază privind materialele vaselor de presiune
Ca și echipament de suport a presiunii pe termen lung, materialul vasului de presiune trebuie să aibă mai întâi proprietăți mecanice excelente. Aceasta include o rezistență la tracțiune ridicată, o ductilitate bună, tughenie la impact și rezistență la obosirea mecanică. Materialul nu trebuie să se rupă sub presiune ridicată și să poată absorbi energie în loc să se spargă când este afectat de o forță exterioară. În plus, stabilitatea termică și rezistența la temperaturi ridicate sunt de asemenea indicii importante pentru evaluarea materialelor, mai ales în reactoarele cu temperaturi ridicate și echipamentele de schimb termic, unde materialul trebuie să mențină o structură și proprietăți mecanice stabilite.
Rezistența la coroziune este o altă cerință cheie. Multe vasuri de presiune sunt utilizate pentru a stoca sau a reacționa cu substanțe corozive, cum ar fi acizi puternici, alcalii puternici, soluții saline, solvenți organici, etc. Rezistența la coroziune a materialelor determină direct durata de viață și factorul de siguranță al echipamentelor. Materialul trebuie, de asemenea, să aibă o bună performanță la sudare și să poată fi procesat și formatat pentru a satisface nevoile de fabricație ale structurilor complexe.
Ce Materiale Se Pot Utiliza Pentru Fabricarea Vasurilor de Presiune?
Oțel carbon:
Oțel Carbon este cel mai folosit material în vasurile de presiune. Este selectat din cauza proprietăților sale mecanice bune, sudabilitatea puternică, performanța bună la prelucrare și prețul scăzut. Materialele comune de oțel carbon includ Q235, Q345, A516Gr.70, etc.
Rezistența la cedare a materialelor din oțel carbon este moderată, fiind potrivită pentru fabricarea majorității pieselor care suportă presiune, în special într-un mediu cu temperaturi normale și fără mijloace puternic corrosive. Ductilitatea sa bună permite ușurarea formării și sudazii în producție, ceea ce simplifică semnificativ procesul de fabricație. În plus, materialele din oțel carbon au standarde și sisteme de aprovizionare perfecte atât în țară, cât și în străinătate, ceea ce facilitează controlul calității.
Cu toate acestea, dezavantajele oțelului carbon sunt, de asemenea, evidente. Rezistența sa la coroziune este slabă, iar acesta se rușinează ușor în mediile acide, alcaline sau saline. Dacă nu se iau măsuri adecvate împotriva coroziunii, este foarte posibil să apară perfoane și scurgeri. În plus, târful său scade brusc în mediile cu temperaturi joase, existând riscul unei franziuni脆性, ceea ce limitează aplicarea sa în condiții cu temperaturi joase.
Prin urmare, oțelul carbon este utilizat în principal în următoarele situații:
- Rezervoare de stocare pentru compresarea aerului;
- Sisteme de tratament a apei;
- Calderi;
- Depozite de țiței, etc.
Pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune a oțelului carbon, acesta este adesea protejat prin revestire sau sprăynare. Deși oțelul carbon are dezavantaje, performanța sa de cost global excelentă îl face să rămână un material de bază indispensabil în fabricarea vaselor de presiune.
Oțel aliaj:
Oțelul aliaj este un tip de material care îmbunătățește performanța prin adăugarea de elemente de aliaj cum ar fi crôm, nicleu și molibden la oțelul carbon. Cel mai mare avantaj al său este o putere mecanică ridicată, o bună rezistență termică și o anumită rezistență la coroziune. Oțele aliaj uzuale includ 15CrMoR, 12Cr1MoV, SA387Gr.11, Gr.22, etc., care sunt folosite pe scară largă în vasele de presiune la temperaturi și presiuni ridicate, cum ar fi calderile cu aburi, reacționare, etc.
După adăugarea de crom și molibden, rezistența la oxidare și rezistența la deformare a oțelului aliamental sunt îmbunătățite semnificativ, astfel încât acesta poate menține o bună stabilitate chiar și în condițiile de înaltă temperatură și presiune ridicată. Unele oțeli aliamentali oferă, de asemenea, rezistență la coroziune față de anumite medii, cum ar fi 12Cr1MoV, care se comportă bine în mediile cu sulfid de hidrogen la temperaturi ridicate.
Deși oțelul aliamental are performanțe excelente, costul său de fabricație este semnificativ mai mare decât cel al oțelului carbon obișnuit, iar dificultatea de prelucrare este și mai mare. În timpul sudurii, parametrii de proces trebuie controlați strict, iar tratamentul termic trebuie efectuat pentru a evita crăpările termice și crăpările cauzate de coroziunea sub acțiunea stresului. În plus, unele oțeli aliamentale sunt sensibile la fragilitatea hidrogenului și trebuie utilizate cu grijă în echipamente de stocare a hidrogenului.
Din oțel inoxidabil:
Oțel inoxidabil poate fi de asemenea folosit pentru fabricarea de vasuri sub presiune, în special în domeniile chimice, farmaceutice și alimentare, iar rezistența sa excepțională la coroziune o face prima alegere. Oțelul inoxidabil este împărțit în principal în austenitic, ferritic, martensitic și oțel inoxidabil dublu. Cele mai utilizate oțeluri inoxidabile austenitice, cum ar fi 304, 316L, etc., sunt larg aplicate din cauza bunelor lor caracteristici de sudurabilitate, tughenie și rezistență la coroziune.
oțelul inoxidabil 316L are o bună rezistență la medii clorurante datorită conținutului ridicat de molibden, fiind în special potrivit pentru vasuri sub presiune în mediile saline sau cu apă de mare. Oțelul inoxidabil dublu (cum ar fi 2205, 2507) combine avantajele structurilor austenitice și ferritice, având o putere superioară și o rezistență la puncionare mai mare, ceea ce l-a făcut să înlocuiască treptat poziția în unele domenii tradiționale ale oțelului inoxidabil austenitic.
Principalul dezavantaj al oțelului inoxidabil este prețul ridicat, în special pentru modele cu conținut ridicat de nicle și molibden. În plus, durante sudarea se poate forma ușor coroziune intercrystalină, iar este necesară tratarea cu soluție solidă sau modele cu carbon scăzut (cum ar fi 316L). Într-un mediu puternic reducer, oțelul inoxidabil poate avea riscul de coroziune sub stres, iar modelul materialului trebuie selectat în mod țintit.
Prin urmare, oțelul inoxidabil este utilizat în principal în următoarele cazuri:
- Reactor;
- Rezervor de stocare farmaceutică;
- Rezervor de stocare pentru gaze de mare puritate, etc.
Titaniu și aleiaje de titan:
Metalul titan a devenit un material popular pentru fabricarea vaselor de presiune de top due la densitatea sa mică, rezistența specifică ridicată și excelenta rezistență la coroziune. Titanul are o stabilitate excepțională față de diverse medii altfel foarte corozive, cum ar fi acizi nitrici, acizi organici, clor umed, apă de mare, etc., și este special indicat pentru utilizare pe termen lung în mediile oxidante și neutre.
Materialele comune de titan includ titan pur (cum ar fi TA1, TA2) și aliaje de titan (cum ar fi TC4). Titanul pur are o excelentă capacitate de sudare și formare, și este folosit pe scară largă în containere cu o putere redusă dar cu cerințe ridicate de rezistență la coroziune, cum ar fi rezervoare de apă salată, vasuri de electroplating, reactoare chimice, etc. Aliajele de titan combină atât forța cât și rezistența la coroziune, fiind potrivite pentru părți care suportă presiune sau locuri cu stres ridicat.
Materialele de titan sunt scumpe, dificil de procesat și au cerințe de mediu extrem de ridicate în timpul sudării (este necesară protecția cu gaz inert), prin urmare sunt utilizate în special în produse cu tehnologie avansată și cu valoare adăugată ridicată. În domeniile aeronautică, aerospațială, inginerie profundă maritimă, echipamente de desalinizare a apei de mare, echipamente medicale, etc., materialele de titan joacă tot mai mult un rol inlocuibil.
Cum se alege?
În ingineria practică, selecția materialului variază în funcție de condițiile de lucru. Luând drept exemplu turnul de desulfurare al rafineriei, mediu este compus din elemente extrem de corozive, cum ar fi bișmuitul de hidrogen, amoniacul și clorurile. Este mai potrivit să se aleagă din oțel inoxidabil 316L sau oțel inoxidabil duplex 2205. În boierele centralelor electrice, vaporul la temperaturi și presiuni ridicate pune cerințe foarte mari asupra alelor rezistente la înălzirea temperaturii, iar frecvent se folosește oțelul aliamant SA387 sau 12Cr1MoV.
În industria de fertilizante, reactoarele la presiuni ridicate utilizate în unitățile de sinteză a amoniacului folosesc adesea materiale speciale precum plăci compuse de titan și plăci compuse Hastelloy; în industria de prelucrare a alimentelor, pentru a asigura higiene și curățenie, se folosesc adesea materiale de oțel inoxidabil austenitic precum alte produse și 316L.
Prin urmare, în aplicațiile de inginerie, selecția materialului trebuie să fie combinată cu presiunea de lucru a echipamentelor, temperatura, tipul de mediu, ciclul de operație, economie și aplicabilitatea standardelor. Se pot ține cont de o varietate de factori pentru a selecta materiale care sunt atât sigure, de încredere, cât și economic justificate.
HNJBL este un producător și furnizor profesional de oțel. Produsele principale ale companiei noastre includ oțel carbon, oțel inoxidabil, oțel rezistent uzurii, profile metalice, oțel încălțat, etc. Specificații complete, calitate stabilă și cantitate suficientă.
+86 17611015797 (WhatsApp )
info@steelgroups.com
RO
Vestea cea mai interesantă
