Jako špeciálny prístroj, ktorý vydrží vnútorný alebo vonkajší tlak, sú nádoby na tlak široko využívané v chemických, ropy a plynu, liečiveckých, energetických, potravinárskych, leteckých a iných odvetviach. Keďže často čelia extrémnym pracovným podmienkam, ako je vysoká teplota, vysoký tlak a korozió počas prevádzky, kladú mimoriadne vysoké požiadavky na výber materiálov. Výber materiálov sa týka nie len bezpečnosti a spoľahlivosti nádob na tlak, ale tiež priamo ovplyvňuje výrobné náklady a životnosť. Tento článok podrobne prebratie ideálne materiály na výrobu nádob na tlak.
Základné požiadavky na materiály nádob na tlak
Jako dlhodobé vydržiavacie zariadenie na tlak, musí materiál nádoby na tlak najprv mať vynikajúce mechanické vlastnosti. K tomu patrí vysoká tahová pevnosť, dobrá vlačivosť, odolnosť proti úderu a odolnosť proti unaveniu. Materiál nesmie krástať pri vysokom tlaku a musí byť schopný absorbovať energiu namiesto toho, aby sa lámal pri vplyve vonkajšej sily. Okrem toho sú tepelná stabilita a odolnosť pred vysokými teplotami tiež dôležitými ukazateľmi pre hodnotenie materiálov, obzvlášť v reaktoroch na vysoké teploty a využívacích zariadeniach, kde materiál musí udržiavať stabilnú štruktúru a mechanické vlastnosti.
Odolnosť pred koróziou je ďalším dôležitým požiadavkou. Veľa tlakových nádob sa používa na ukladanie alebo reagovanie s korozívny miestnimi látkami, ako sú silné kyseliny, silné zásady, solné riešenia, organické rozpúňadlá atď. Koróznia odolnosť materiálu priamo určuje životnosť a bezpečnostný faktor zariadenia. Materiál musí mať tiež dobrú spotrebu na svarovanie a zpracovávanie a tvarovacie schopnosti, aby sa splnili výrobné potreby komplexných štruktúr.
Aké materiály sa môžu používať na výrobu tlakových nádob?
Uhlíková ocel:
Uhlíková ocel je najčastejšie používaným materiálom v tlakovej nádobe. Vyberá sa kvôli dobrým mechanickým vlastnostiam, silnej svateľnosti, dobrým vlastnostiam zpracovania a nízke cene. Bežné uhlíkové ocele zahŕňajú Q235, Q345, A516Gr.70 atď.
Odpornosť na príťažové zväzky uhlíkových oceleí je stredná, čo je vhodné na výrobu väčšiny nádob pre tlakové časti, osobitne v prostredí s normálnou teplotou a bez silných koroziívnych látok. Jej dobrá vytiahnitosť umožňuje jednoduchú formovanie a svarovanie pri výrobe, čo významne zjednodušuje výrobný proces. Okrem toho majú uhlíkove oceľové materiály dokonalé štandardy a dodávacie systémy doma aj v zahraničí, čo usnadňuje kontrolu kvality.
Avšak nevýhody uhlíkovej oceľe sú tiež zretné. Jej odolnosť pred koroziou je slabá a ľahko sa rozkladá v kyselých, zásaditých alebo soľových prostrediah. Ak nie sú podniknuté primerané protikoroziívne opatrenia, môže dojdeť k perforácii a únikom. Okrem toho jej výdržnitosť ostrúne klesá v nízko-teplotných prostrediah a existuje riziko kruchého zlomu, čo obmedzuje jej použitie v nízko-teplotných podmienkach.
Preto sa uhlíková oceľ hlavne používa v nasledujúcich prípadoch:
- Nádrže na kompresiu vzduchu;
- Systémy na čistenie vody;
- Kotly;
- Nádrže na uloženie ropy, atď.
Aby sa zvýšila odolnosť oceli pred koroziou, často je chránená vrstvením, sprejovaním atď. Aj keď má uhlíková oceľ nevýhody, jej vynikajúce celkové stupne nákladovosti robia z nej stále neodmysliteľný základný materiál pri výrobe tlakových nádob.
Kovová ocel:
Alloyová oceľ je typ materiálu, ktorý zvyšuje výkonnosť pridávaním alloyových prvkov ako sú hrom, nikol a molibdén do uhlíkovej ocele. Najväčšou výhodou je vysoká mechanická pevnosť, dobrá tepelná pevnosť a určitá odolnosť pred koroziou. Bežne používané alloyové ocele zahŕňajú 15CrMoR, 12Cr1MoV, SA387Gr.11, Gr.22, atď., ktoré sú široko uplatnené v kontajneroch na vysokú teplotu a tlak, ako sú parné kotly, reaktory atď.
Po pridani chromu a molibdenu sa oxidacna odolnost a pevnost proti plazeni slitovej ocele významne zlepšia, takže dokáže zachovať dobrú stabilitu aj v prostrediach s vysokou teplotou a tlakom. Niektoré slitové oceľe môžu tiež poskytovať odolnosť voči korozií v špecifických mediách, ako je 12Cr1MoV, ktorá sa dobre prejavuje v prostrediach s vysokou teplotou a hydrogen sulfidom.
Hoci slitová oceľ má vynikajúce vlastnosti, jej výrobné náklady sú významne vyššie ako u bežnej uhlovodíkovej ocele a ťažkosť jej spracovania je tiež väčšia. Počas svárania je potrebné striktne riadiť procesné parametre a vykonávať tepelnú úpravu, aby sa predišlo tepelnej trhlinnosti a stresovej korozií. Okrem toho sú niektoré slitové oceľe citlivé na hydrogenovú kruchlost a ich treba používať so zriedkavosťou v zariadeniach na ukladanie hydrogenu.
Nerezová ocel:
Nerezová oceľ môže sa tiež používať na výrobu tlakových nádob, predovšetkým v oblastiach chemickej, farmaceutickej a potravinárskej, a jeho vynikajúca odolnosť proti korozií ho robí prvočoľníkom. Nerdzavé oceli sa hlavné delia na austenitné, ferritné, martensitné a duplexné nerdzavé ocele. Najčastejšie používané austenitné nerdzavé ocele, ako sú 304, 316L atď., sú široko uplatňované kvôli ich dobrým spotrebiteľským vlastnostiam, výdržnosti a odolnosti proti korozií.
nerdzavá oceľ 316L má vďaka svojmu vysokému obsahu molýbdenu dobrú odolnosť voči chloridovým médiумам a je zvlášť vhodná pre tlakové nádoby v solenej alebo morskej vode. Duplexová nerdzavá oceľ (ako 2205, 2507) kombinuje výhody austenitnej a ferritnej štruktúry, má vyššiu pevnosť a odolnosť proti bodcovej korozií, a postupne nahradzuje jej pozíciu v niektorých tradicionálnych oblastiach používania austenitnej nerdzavej ocele.
Hlavnou nevýhodou nerdzavého ocele je jejich vysoká cena, obzvlášť pre modely s vysokým obsahom niklu a molibdenu. Okrem toho sa počas svarovania ľahko tvorí mezihranová koroze, preto je potrebné použiť materiál počas riešenia alebo nízkouhľikové modely (ako 316L). V silne redukujúcom prostredí môže nerdzavá oceľ mať riziko stresovej koroze a model materiálu treba vybrať cieľovo.
Preto sa nerdzavá oceľ používa predovšetkým v nasledujúcich prípadoch:
- Reaktor;
- Farmaaceutická úložná nádrž;
- Úložná nádrž na vysokočistú plyn, atď.
Titán a jeho ligatúry:
Titánová kovina sa stala populárnyou látkou na výrobu vysokoquality pressure vessels kvôli svojej nízkej hustote, vysokému špecifickému sile a vynikajúcej odolnosti pred koroziou. Titán má vynikajúcu stabilitu voči mnohým vysoce koroziívnym médiam, ako sú dusičná kyselina, organické kyseliny, vlhký chlorový plyn, mořská voda atď., a je osobitne vhodná na dlhodobé používanie v oxidujúcich a neutrálnych prostrediah.
Bežné titanové materiály zahŕňajú čistý titán (ako TA1, TA2) a titanové ligoviny (ako TC4). Čistý titán má vynikajúce spotrebovanosť a tvariteľnosť, a je široko používaný v nádobách s nízkou pevnosťou, ale s vysokými požiadavkami na odolnosť pred koroziou, ako sú nádrže na uloženie soľnej vody, galvanizačné nádrže, chemické reaktory atď. Titanové ligoviny majú oboje - pevnosť a odolnosť pred koroziou, a preto sú vhodné na nosné časti alebo príležitosti s vysokým stresom.
Titanové materiály sú drahé, ťažko spracovateľné a majú extrémne vysoké environmentálne požiadavky počas sváru (vyžaduje sa ochrana inértnym plynom), preto sa používajú hlavne v produktoch s vysokou technickou úrovňou a pridanou hodnotou. V oblastiach ako kosmonautika, letecká technika, hlbokomořské inžinierstvo, zaobchádzanie so slanou vodou, medicínske zariadenia atď. titanové materiály hravia stále nezameniteľnú úlohu.
Ako vybrať?
V skutočnom inžinierskom návrhu sa výber materiálu líši podľa rôznych pracovných podmienok. Vezmime si ako príklad desulfurizačnú vežu rafinerie, jej médium obsahuje vysoce koroziívne komponenty ako je dusičnan vodíkový, amóniak a chloridy. Je to lepšie vybrať ocel 316l alebo 2205 duplexové nerdzivé oceli. V kotlách elektrárne má vysokotlaková pára extrémne vysoké požiadavky na vysokooteplné alejové oceľe, často sa používajú 12Cr1MoV alebo SA387 alejová oceľ.
V fertilitnom priemysle sa vysokotlacom reaktoroch používaných v jednotkách na syntézu amóniu často používajú špeciálne materiály ako sú titanové kompozitné pláty a Hastelloy kompozitné pláty; v potravinárskom priemysle, aby sa zabezpečila hygiena a čistota, sa často používajú austenitné nerdzivé materiály ako 304L a 316L.
Preto v inžinierskych aplikáciách musí byť výber materiálu kombinovaný s pracovným tlakom, teplotou, typom prostredia, operačným cyklom, ekonomickosťou a prípustnosťou štandardu. Zohľadnite mnoho faktorov pri výbere materiálov, ktoré sú bezpečné, spoľahlivé a ekonomicky odôvodnené.
HNJBL je profesionálny výrobca a dodávateľ ocele. Hlavné produkty našej spoločnosti zahŕňajú uhlíkovú ocel, nerdzivú ocel, ocel odolnú pred opotrváním, oceľové profily, nátieranú ocel atď. Úplné špecifikácie, stabilná kvalita a dostatočná množstvo.
+86 17611015797 (WhatsApp )
info@steelgroups.com
SK
Horúce novinky
