Πώς να επιλέξετε το σωστό υλικό για δοχείο πίεσης: Οδηγός επιλογής

Πώς να επιλέξω το κατάλληλο υλικό για ένα δοχείο υπό πίεση: Οδηγός επιλογής

Πώς διαλέγω το κατάλληλο υλικό για ένα δοχείο υπό πίεση;Επιλέγετε το υλικό από τις συνθήκες λειτουργίας, με αυτή την σειρά: ποιο είναι το μέσο και πόσο διαβρωτικό είναι, η θερμοκρασία σχεδιασμού, το επίπεδο χλωριούχου και pH, αν το καθήκον είναι τραβηγτικό,και ο εφαρμοστέος κώδικας και στόχος κόστουςΗ τυπική χαρτογράφηση είναι χάλυβας άνθρακα για στεγνή, καθαρή, μη διαβρωτική λειτουργία· 304 ή 316L ανοξείδωτο χάλυβα όπου απαιτείται αντοχή στη διάβρωση ή υγιεινή,με 316L κατά προτίμηση όταν υπάρχουν χλωρίδια- ατσάλινο διπλό για υψηλή αντοχή και χλωριούχο μέχρι περίπου 300 °C· και εξωτικά κράματα όπως το Hastelloy ή το τιτάνιο για επιθετικά οξέα.Για υγιεινές ή πολύ διαβρωτικές εργασίες, ένα δοχείο από γυαλί που συγχωνεύεται με χάλυβα ή με ελαστικό επένδυμα είναι συχνά το πιο οικονομικά αποδοτικόΤο υλικό επιλέγεται σύμφωνα με τις χειρότερες αξιόπιστες συνθήκες, όχι τον μέσο όρο,και επιτρεπόμενη διάβρωση 1.5-3 mm προστίθενται στο υπολογιζόμενο πάχος ώστε το δοχείο να εξακολουθεί να πληροί τον κωδικό στο τέλος της ζωής του.

1Οι συνθήκες υπηρεσίας που καθορίζουν το υλικό

Πέντε προϋποθέσεις, που ελέγχονται με σειρά, περιορίζουν γρήγορα την επιλογή:

• Μέσα και διαβρωτικότητα:Αυτό είναι το πρώτο και κυρίαρχο φίλτρο. Καθαρά, ξηρά, μη διαβρωτικά αέρια ή υδρογονάνθρακες σε μέτρια θερμοκρασία τροφοδοτούνται από ατσάλι άνθρακα, η πιο φθηνή επιλογή,με πρόσθετο επιτόκιο διάβρωσης για τον αναμενόμενο γενικό ρυθμό διάβρωσηςΟτιδήποτε υδατικό, όξινο, αλκαλικό ή που περιέχει αλογονίδια σπρώχνει προς τον ανοξείδωτο χάλυβα, και η διαβρωτικότητα, όχι η πίεση, καθορίζει το υλικό.5-3 mm είναι το πρότυπο για χάλυβα άνθρακα και χαμηλής κράμασης, έτσι ώστε το δοχείο να διατηρεί το πάχος κώδικα στο τέλος της ζωής τουΟι ατσάλινοι χάλυβες χρησιμοποιούνται συχνά χωρίς χάλυβα, επειδή η διάβρωσή τους είναι αμελητέα στην κατάλληλη υπηρεσία, αλλά μόνο αν η υπηρεσία τους ταιριάζει πραγματικά.Ο κανόνας είναι να προσδιορίζετε το χειρότερο αξιόπιστο μέσο, επειδή ένα δοχείο κατασκευασμένο για τη μέση χημεία θα αποτύχει τοπικά όπου φτάνει το χειρότερο ρεύμα.
• Θέρμανση και τα όριά της:Η θερμοκρασία καθορίζει τόσο την επιτρεπόμενη πίεση, η οποία μειώνεται καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, όσο και το ανώτατο όριο του υλικού..Τα ανοξείδωτα 304 και 316L διατηρούν την χρήσιμη αντοχή τους σε θερμοκρασία περίπου 800 °C, αλλά υποφέρουν από ευαισθητοποίηση και αποτρίχωση.το διπλό ανοξείδωτο περιορίζεται σε περίπου 300 °C επειδή η μικροδομή δύο φάσεων μπορεί να γίνει εύθραυστη πάνω από αυτόΤο Hastelloy και το τιτάνιο επεκτείνουν το παράθυρο για επιθετική, ζεστή υπηρεσία.Ο χάλυβας άνθρακα γίνεται εύθραυστος κάτω από -20 °C και αντικαθίσταται από χαμηλής θερμοκρασίας ή αυστενιτικό ανοξείδωτο που παραμένει ανθεκτικόΗ θερμοκρασία σχεδιασμού εμφανίζεται, επομένως, σε δύο σημεία, τον πίνακα αντίστασης και την οροφή υλικού, και η κατώτερη από τις δύο κυβερνά.
• Χλωρίδια, pH και διάβρωση υπό πίεση:Το χλωρίδιο είναι ο μεγάλος εχθρός του ανοξείδωτου χάλυβα, προκαλώντας διάσπαση και διάβρωση από το χλωρίδιο πάνω από ένα κατώτατο όριο που εξαρτάται από τη θερμοκρασία και τη συγκέντρωση,περίπου μερικές εκατοντάδες ppm σε θερμοκρασία για το 304 και λίγο περισσότερο για το 316LΌταν τα χλωρίδια είναι αναπόφευκτα και ζεστά, το 316L είναι ευάλωτο και διπλό ή υπερ-αυστεντικό ανοξείδωτο με ισοδύναμη αντοχή σε τρύπες άνω των 34-40 ορίζεται ή το δοχείο είναι επένδυτο.Τα δοχεία με επένδυση από καουτσούκ ή γυαλί που έχουν συγχωνευθεί με χάλυβα αποφεύγουν εντελώς το πρόβλημα θέτοντας ένα αδρανές φράγμα μεταξύ του χάλυβα και του μέσουΤο pH είναι επίσης σημαντικό: η ισχυρά όξινη ή καυστική λειτουργία επιτίθεται τόσο στον χάλυβα όσο και σε ορισμένα κράματα, και ισχύουν όρια της NACE MR0175 όπου είναι δυνατή η ρωγμάτωση με σούλφιδα σε όξινη λειτουργία.Η αναθεώρηση του χλωριούχου και του pH είναι αυτό που αποτρέπει την κλασική αποτυχία ενός ανοξείδωτου δοχείου που ήταν τέλειο στο χαρτί αλλά έσπασε στην ζεστή αλμυρή υπηρεσία.
• Αβραίωση, διάβρωση και υγιεινή:Εάν το μέσο μεταφέρει στερεά, άμμο, καταλύτη ή λιπασμό, η συσκότιση και η διάβρωση επιτίθενται στον πυθμένα, την τροχιά και την εκκένωση, έτσι ώστε το υγρό μονοπάτι να χρειάζεται σκληρή ή στρωμένη επιφάνεια,με περιεκτικότητα κατά βάρος σε άνθρακα άνω του 1 kPa,Η υγιεινή είναι η εικόνα του καθρέφτη: τα τρόφιμα, η φαρμακευτική και η υπηρεσία πόσιμου νερού απαιτούν μια ομαλή, μη χύσιμο, πιστοποιητική επιφάνεια, 316L με ηλεκτρολύση κάτω από 0.8 μικρομέτρα RaΈνα δοχείο που είναι χημικά λεπτό, αλλά φθείρει ή δεν μπορεί να καθαριστεί, θα παραλείψει την αποστολή του,Έτσι, αυτές οι δύο συνθήκες ελέγχονται πριν από το κράμα είναι οριστική.

2Οι υλικές επιλογές και το πότε να χρησιμοποιήσετε κάθε μία

Η λίστα είναι σύντομη και η επιλογή ακολουθεί τους παραπάνω όρους:

• Χάλυβα από άνθρακα και χαμηλά κράματα:Η προεπιλογή για μη διαβρωτικές υπηρεσίες υψηλότερης θερμοκρασίας ή υψηλότερης πίεσης όπου κυριαρχεί το κόστος, όπως οι δέκτες αέρα, τα βαρέλια ατμού και η υπηρεσία ατμού υδρογονανθράκων χωρίς χλωρίδια.φθηνόΗ αδυναμία του είναι η διάβρωση.Έτσι, προστίθεται ένα επιτρεπόμενο ποσό διάβρωσης και το δοχείο διατηρείται στεγνό ή επικαλυμμένο.Όπου είναι δυνατή η κρέξιμα με οξύ υλικό, καθορίζονται ειδικές κατηγορίες λεπτών κόκκων, χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο και θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση ανά NACE.Ο χάλυβας άνθρακα κερδίζει όποτε το μέσο το επιτρέπει., απλά επειδή καμία εναλλακτική δεν είναι φθηνότερη για την ίδια πίεση.
• Άλλες συσκευές για την κατασκευή συσκευών για την κατασκευή ηλεκτρικής ενέργειας:Το 304 είναι το ανοξείδωτο, που χρησιμοποιείται για ήπια διαβρωτική ή υγιεινή εργασία με χαμηλό χλωρίδιο. Το 316L, με μολυβδένιο, είναι το άλογο της εργασίας για την αντοχή στη διάβρωση και την τροφική, φαρμακευτική και ναυτιλιακή υπηρεσία,προτιμάται από το 304 όπου υπάρχουν χλωρίδιαΗ αντίστοιχη αντοχή του σε λάκκους περίπου 25-35 χειρίζεται τις περισσότερες υδατικές εργασίες μέχρι μέτριας θερμοκρασίας, αλλά δεν είναι για θερμά συμπυκνωμένα χλωρίδια.Το duplex 2205 και το super duplex προσθέτουν περίπου το διπλάσιο της αντοχής και ισοδύναμη αντοχή σε τρύπες άνω των 34, καθιστώντας τους ιδανικούς για υπηρεσίες πλούσιες σε χλωρίδια, υψηλής πίεσης ή ευαίσθητες στο βάρος, όπως η αφαλάτωση και η υπεράκτια, εντός του ανώτατου ορίου θερμοκρασίας τους των περίπου 300 °C.Οι βαθμοί αυτοί αποτελούν το πραγματικό μέσο της επιλογής., κόστος εξισορρόπησης, αντοχή στη διάβρωση και αντοχή.
• Εξωτικά υλικά, επένδυση και γυαλί που συγχωνεύεται με χάλυβα:Για το ακραίο τέλος, το Hastelloy C276 είναι ανθεκτικό στα οξειδωτικά οξέα σε περίπου 650 ° C, το τιτάνιο είναι ανθεκτικό στα θερμά χλωρίδια και το θαλασσινό νερό πάνω από 300 ° C, και αυτά τα εξωτικά χρησιμοποιούνται εκεί που τίποτα φθηνότερο δεν επιβιώνει,Συνήθως ως επένδυση ή στερεή επένδυση σε κρίσιμα μέρη επειδή η στερεή εξωτική είναι ακριβήΣυχνότερα, η οικονομικά αποδοτική λύση για διαβρωτικές ή υγιεινές εργασίες είναι ένα σκεπασμένο δοχείο: ελαστική επένδυση για τριβή και πολλά οξέα, ή γυαλί-συσταθεί-σε-χάλυβα, όπου ένα 0,8-1.2 μικρομέτρων αδρανές στρώμα γυαλιού λιώνεται σε χάλυβα στους 820-930 °C, παρέχοντας χημική αδράνεια, πιστοποιητική υγιεινή επιφάνεια και μακρά διάρκεια ζωής σε ένα κλάσμα του κόστους των εξωτικών κράματος.Το γυαλί που συγχωνεύεται με χάλυβα είναι η πιο πρακτική επιλογή όταν το μέσο είναι διαβρωτικό ή πρέπει να παραμείνει καθαρό αλλά η πίεση είναι μέτρια., επειδή ο χάλυβας χειρίζεται την πίεση και το γυαλί χειρίζεται τη χημεία.

Μητρώο επιλογής υλικού δοχείου πίεσης

Συχνές ερωτήσεις (FAQ)

Ε: Πότε πρέπει να επιλέξω ανοξείδωτο χάλυβα αντί για χάλυβα άνθρακα για ένα δοχείο υπό πίεση;

Α: Επιλέξτε ανοξείδωτο, συνήθως 316L, όταν το μέσο είναι υδατικό, όξινο, αλκαλικό, υπάρχουν χλωρίδια, ή η υπηρεσία είναι τρόφιμα,φαρμακευτικό ή πόσιμο νερό και χρειάζεται πιστοποιητική υγιεινή επιφάνειαΟ χάλυβας άνθρακα είναι η σωστή επιλογή μόνο για στεγνή, καθαρή, μη διαβρωτική εργασία, όπως οι δέκτες αέρα και ο ξηρός ατμός υδρογονανθράκων.Η κρίσιμη δοκιμή είναι η διαβρωτικότητα και η υγιεινή.: εάν το δοχείο θα σκουριάσει ή δεν μπορεί να καθαριστεί σύμφωνα με τις προδιαγραφές σε χάλυβα άνθρακα, απαιτείται ανοξείδωτο και το 316L είναι προτιμότερο από το 304 όπου υπάρχουν χλωρίδια,επειδή το 304 είναι ευάλωτο στην διάβρωση με χλωρίδιο σε εκπληκτικά χαμηλές συγκεντρώσεις..

Ε: Τι είναι η διάσπαση λόγω διάβρωσης από χλωρίδιο και πώς την αποφεύγω;

Α: Είναι μια ξαφνική, συχνά καταστροφική ρωγμή που σχηματίζεται στο ανοξείδωτο χάλυβα υπό τη συνδυασμένη δράση της έντασης τράβηξης, συμπεριλαμβανομένης της υπολειμματικής έντασης συγκόλλησης, και ιόντων χλωριούχου, συνήθως σε ζεστό, υδατικό,Υπηρεσία που περιέχει χλωρίδιαΑποφεύγεται με τη μη χρήση τυποποιημένου αυστενιτικού ανοξείδωτου όταν τα χλωρίδια είναι ζεστά και συμπυκνωμένα.Αντίθετα, προσδιορίζεται το διπλό ή το υπεραυσθεντικό ανοξείδωτο με ισοδύναμη αντοχή σε τρύπες άνω των 34-40, μειώστε το επίπεδο χλωριούχου, μειώστε το υπολειπόμενο στρες με θερμική επεξεργασία μετά το συγκόλλημα ή, πιο αξιόπιστα, στρώστε το δοχείο με καουτσούκ ή γυαλί που συγχωνεύεται με χάλυβα, έτσι ώστε ο χάλυβας να μην συναντά ποτέ το χλωρίδιο.Η κλασική αποτυχία είναι ένα 316L δοχείο που ήταν μια χαρά στο χαρτί, αλλά έσπασε σε ζεστή αλμυρή υπηρεσίαΓια το λόγο αυτό η εξέταση του χλωριούχου είναι υποχρεωτική πριν από την επιλογή του ανοξείδωτου.

Ε: Είναι κατάλληλο το γυαλί που συγχωνεύεται με χάλυβα για δοχείο υπό πίεση;

Α: Ναι, για την υπηρεσία που ταιριάζει. Το γυαλί που συγχωνεύεται με χάλυβα παράγεται από τη συγχώνευση ενός αδρανούς στρώματος γυαλιού, περίπου 0,8-1,2 μικρομέτρων, με χάλυβα στους 820-930 °C,Έτσι ο χάλυβας μεταφέρει την πίεση και το γυαλί χειρίζεται τη χημεία.Είναι εξαιρετικό για διαβρωτικές, υγιεινές ή ακαθαρτικές εργασίες υπό μέτρια πίεση, που είναι συνήθης στο νερό και τα λύματα, την αποθήκευση τροφίμων και χημικών προϊόντων,και είναι οικονομικά αποδοτικό επειδή αποφεύγει τα εξωτικά κράματα ενώ παράλληλα παρέχει πιστοποιητική επιφάνεια NSF/ANSI 61 ή WRASΔεν χρησιμοποιείται για δοχεία υψηλής πίεσης ή υψηλής θερμοκρασίας, όπου απαιτείται σφυρηλατημένο ή συγκολλημένο χάλυβα με παχύ τοίχωμα.αλλά για τις πολλές εργασίες όπου ο εχθρός είναι η διάβρωση ή η μόλυνση και όχι η πίεση, είναι συχνά η καλύτερη μηχανική και η χαμηλότερη διαδρομή ζωής επιλογή.

Ε: Πώς η θερμοκρασία επηρεάζει την επιλογή υλικού δοχείου πίεσης;

Α: Η θερμοκρασία επηρεάζει δύο πράγματα: την επιτρεπόμενη πίεση σχεδιασμού, η οποία μειώνεται καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, έτσι ώστε ο τοίχος πρέπει να πάχυνει ή να απαιτείται ισχυρότερη ποιότητα, και το υλικό της οροφής.Ο χάλυβας άνθρακα χρησιμοποιείται σε θερμοκρασία περίπου 450 °CΤο 304 και το 316L διατηρούν αντοχή μέχρι περίπου 800°C, αλλά υποφέρουν από κλίμακα και ευαισθητοποίηση.το duplex περιορίζεται σε περίπου 300 °C επειδή η διφορα δομή του είναι εύθραυστηΗ κρυογενής λειτουργία αντιστρέφει την ανησυχία:Ο χάλυβας άνθρακα γίνεται εύθραυστος κάτω από -20 °C και αντικαθίσταται από ανοξείδωτο σε χαμηλές θερμοκρασίες ή αυστενίτη που παραμένει ανθεκτικόΗ θερμοκρασία σχεδιασμού εμφανίζεται, επομένως, τόσο στον πίνακα αντοχών όσο και στο όριο υλικού, και η χαμηλότερη από τις δύο καθορίζει την επιλογή.