प्रेशर वेसल के लिए सही सामग्री कैसे चुनें: एक चयन गाइड

प्रेशर वेसल के लिए सही सामग्री कैसे चुनें: एक चयन गाइड

मैं प्रेशर वेसल के लिए सही सामग्री कैसे चुनूं?आप सेवा की शर्तों से सामग्री का चयन करते हैं, इस क्रम में: माध्यम क्या है और यह कितना संक्षारक है, डिजाइन तापमान, क्लोराइड और पीएच स्तर, चाहे ड्यूटी घर्षण वाली हो, और लागू कोड और लागत लक्ष्य। विशिष्ट मैपिंग सूखी, साफ, गैर-संक्षारक सेवा के लिए कार्बन स्टील है; 304 या 316L स्टेनलेस स्टील जहां संक्षारण प्रतिरोध या स्वच्छता की आवश्यकता होती है, जिसमें क्लोराइड मौजूद होने पर 316L को प्राथमिकता दी जाती है; लगभग 300 डिग्री सेल्सियस तक उच्च शक्ति और क्लोराइड सेवा के लिए डुप्लेक्स स्टेनलेस; और आक्रामक एसिड के लिए Hastelloy या टाइटेनियम जैसी विदेशी मिश्र धातुएं। स्वच्छ या अत्यधिक संक्षारक कर्तव्यों के लिए कांच-फ्यूज्ड-टू-स्टील या रबर-लाइन वाला बर्तन अक्सर सबसे अधिक लागत प्रभावी होता है, क्योंकि अक्रिय लाइनिंग रसायन विज्ञान से अप्रभावित रहती है जबकि स्टील दबाव वहन करता है। सामग्री को सबसे खराब विश्वसनीय स्थिति के मुकाबले चुना जाता है, न कि औसत के, और गणना की गई मोटाई में 1.5-3 मिमी का संक्षारण भत्ता जोड़ा जाता है ताकि बर्तन जीवन के अंत में कोड को पूरा करता रहे।

1. सेवा की शर्तें जो सामग्री तय करती हैं

पांच शर्तें, क्रम में जांची जाती हैं, विकल्प को जल्दी से सीमित करती हैं:

• माध्यम और संक्षारकता: यह पहला और प्रमुख फिल्टर है। मध्यम तापमान पर साफ, सूखी, गैर-संक्षारक गैसें या हाइड्रोकार्बन कार्बन स्टील द्वारा परोसे जाते हैं, जो सबसे कम लागत वाला विकल्प है, जिसमें अपेक्षित सामान्य संक्षारण दर के लिए एक संक्षारण भत्ता जोड़ा जाता है। जलीय, अम्लीय, क्षारीय या हैलाइड युक्त कुछ भी स्टेनलेस स्टील की ओर धकेलता है, और संक्षारकता, दबाव नहीं, सामग्री निर्धारित करती है। कार्बन और निम्न-मिश्र धातु स्टील पर 1.5-3 मिमी का संक्षारण भत्ता मानक है ताकि बर्तन जीवन के अंत में कोड मोटाई बनाए रखे; स्टेनलेस स्टील्स अक्सर बिना किसी के उपयोग किए जाते हैं क्योंकि उनकी संक्षारण सही सेवा में नगण्य होती है, लेकिन केवल तभी जब सेवा वास्तव में उनके अनुकूल हो। नियम यह है कि सबसे खराब विश्वसनीय माध्यम के मुकाबले निर्दिष्ट किया जाए, क्योंकि औसत रसायन विज्ञान के लिए बनाया गया बर्तन सबसे खराब धारा के आगमन पर स्थानीय रूप से विफल हो जाएगा।
• तापमान और इसकी सीमाएं: तापमान स्वीकार्य तनाव दोनों निर्धारित करता है, जो तापमान बढ़ने पर गिरता है, और सामग्री की छत। कार्बन स्टील लगभग 450 डिग्री सेल्सियस तक सेवा करता है; उससे ऊपर, निम्न-मिश्र धातु स्टील्स या स्टेनलेस ग्रेड की आवश्यकता होती है। 304 और 316L स्टेनलेस लगभग 800 डिग्री सेल्सियस तक उपयोगी शक्ति बनाए रखते हैं लेकिन संवेदीकरण और स्केलिंग से पीड़ित होते हैं; डुप्लेक्स स्टेनलेस लगभग 300 डिग्री सेल्सियस तक सीमित है क्योंकि इसका दो-चरण माइक्रोस्ट्रक्चर उससे ऊपर भंगुर हो सकता है; Hastelloy और टाइटेनियम आक्रामक, गर्म सेवा के लिए खिड़की का विस्तार करते हैं। क्रायोजेनिक ड्यूटी तर्क को उलट देती है: कार्बन स्टील लगभग -20 डिग्री सेल्सियस से नीचे भंगुर हो जाता है और निम्न-तापमान ग्रेड या ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस से बदल दिया जाता है जो कठोर रहता है। इसलिए डिजाइन तापमान दो स्थानों पर दिखाई देता है, तनाव तालिका और सामग्री की छत, और दोनों में से कम वाला नियंत्रित करता है।
• क्लोराइड, पीएच और तनाव संक्षारण क्रैकिंग: क्लोराइड स्टेनलेस स्टील का महान दुश्मन है, जो क्लोराइड तनाव संक्षारण क्रैकिंग और तापमान और एकाग्रता पर निर्भर एक सीमा से ऊपर पिटिंग का कारण बनता है, लगभग 304 के लिए तापमान पर कुछ सौ पीपीएम और 316L के लिए कुछ अधिक। जहां क्लोराइड से बचा नहीं जा सकता है और गर्म है, 316L कमजोर है और डुप्लेक्स या सुपर-ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस को 34-40 से ऊपर पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य के साथ निर्दिष्ट किया जाता है, या बर्तन को लाइन किया जाता है। रबर-लाइन वाले या कांच-फ्यूज्ड-टू-स्टील बर्तन समस्या को पूरी तरह से बायपास करते हैं, जिससे स्टील और माध्यम के बीच एक अक्रिय अवरोध पैदा होता है। पीएच भी मायने रखता है: मजबूत अम्लीय या कास्टिक सेवा स्टील और कुछ मिश्र धातुओं पर हमला करती है, और NACE MR0175 सीमाएं लागू होती हैं जहां खट्टी सेवा में सल्फाइड तनाव क्रैकिंग संभव है। क्लोराइड और पीएच समीक्षा उस स्टेनलेस बर्तन की क्लासिक विफलता को रोकती है जो कागज पर एकदम सही था लेकिन गर्म खारे पानी की सेवा में टूट गया।
• घर्षण, कटाव और स्वच्छता: यदि माध्यम में ठोस, रेत, उत्प्रेरक या घोल हो, तो घर्षण और कटाव नीचे, इम्पेलर और डिस्चार्ज पर हमला करते हैं, इसलिए गीले पथ को एक कठोर या लाइन वाली सतह, एक रबर या सिरेमिक लाइनिंग या एक कांच-फ्यूज्ड-टू-स्टील परत, और सस्ते प्रतिस्थापन योग्य पहनने वाले भागों की आवश्यकता होती है। स्वच्छता दर्पण छवि है: भोजन, फार्मा और पीने योग्य-पानी सेवा के लिए एक चिकनी, गैर-छोड़ने वाली, प्रमाणित सतह की आवश्यकता होती है, 0.8 माइक्रोमीटर Ra से नीचे इलेक्ट्रोपॉलिश के साथ 316L, या निष्क्रियता के लिए कांच-फ्यूज्ड-टू-स्टील, साथ ही NSF/ANSI 61 या WRAS प्रमाणन। एक बर्तन जो रासायनिक रूप से ठीक है लेकिन घर्षण करता है या साफ नहीं किया जा सकता है, फिर भी अपने कर्तव्य को पूरा नहीं करेगा, इसलिए मिश्र धातु को अंतिम रूप देने से पहले इन दो शर्तों की जांच की जाती है।

2. सामग्री विकल्प और प्रत्येक का उपयोग कब करें

शॉर्टलिस्ट छोटी है; चुनाव उपरोक्त शर्तों का पालन करता है:

• कार्बन और निम्न-मिश्र धातु स्टील: गैर-संक्षारक, उच्च तापमान या उच्च दबाव सेवा के लिए डिफ़ॉल्ट जहां लागत हावी होती है, जैसे कि एयर रिसीवर, स्टीम ड्रम और हाइड्रोकार्बन वाष्प सेवा बिना क्लोराइड के। यह मजबूत, सस्ता, अच्छी तरह से समझा जाता है और कोड-समृद्ध है, जिसमें स्वीकार्य तनाव होते हैं जो मोटी-दीवार वाले उच्च दबाव वाले जहाजों का समर्थन करते हैं। इसकी कमजोरी संक्षारण है, इसलिए एक संक्षारण भत्ता जोड़ा जाता है और बर्तन को सूखा या लेपित रखा जाता है; यह जलीय, अम्लीय या स्वच्छ कर्तव्य के लिए अनुपयुक्त है। जहां खट्टी-सेवा क्रैकिंग संभव है, विशिष्ट महीन-दानेदार, निम्न-सल्फर ग्रेड और NACE प्रति पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट निर्दिष्ट किया जाता है। कार्बन स्टील जीतता है जब भी माध्यम इसकी अनुमति देता है, बस इसलिए कि समान दबाव के लिए कोई विकल्प सस्ता नहीं है।
• स्टेनलेस 304, 316L और डुप्लेक्स: 304 प्रवेश स्टेनलेस है, जिसका उपयोग हल्के संक्षारक या स्वच्छ सेवा के लिए कम क्लोराइड के साथ किया जाता है; 304, मोलिब्डेनम के साथ, संक्षारण प्रतिरोध और भोजन, फार्मा और समुद्री सेवा के लिए वर्कहॉर्स है, जहां भी क्लोराइड मौजूद होते हैं वहां 304 को प्राथमिकता दी जाती है। इसका लगभग 25-35 का पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य मध्यम तापमान तक अधिकांश जलीय कर्तव्य को संभालता है, लेकिन यह गर्म केंद्रित क्लोराइड के लिए नहीं है। डुप्लेक्स 2205 और सुपर डुप्लेक्स लगभग दोगुनी ताकत और 34 से ऊपर का पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य जोड़ते हैं, जिससे वे क्लोराइड-समृद्ध, उच्च दबाव या वजन-संवेदनशील सेवा जैसे विलवणीकरण और अपतटीय के लिए आदर्श बन जाते हैं, लगभग 300 डिग्री सेल्सियस की उनकी तापमान सीमा के भीतर। ये ग्रेड चयन का व्यावहारिक मध्य हैं, लागत, संक्षारण प्रतिरोध और ताकत को संतुलित करते हैं।
• विदेशी, लाइनिंग और ग्लास-फ्यूज्ड-टू-स्टील: चरम छोर के लिए, Hastelloy C276 लगभग 650 डिग्री सेल्सियस तक ऑक्सीकरण एसिड का प्रतिरोध करता है, टाइटेनियम 300 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म क्लोराइड और समुद्री जल का प्रतिरोध करता है, और इन विदेशी का उपयोग तब किया जाता है जब कुछ भी सस्ता नहीं बचता है, आमतौर पर महत्वपूर्ण भागों पर एक क्लैड या ठोस लाइनिंग के रूप में क्योंकि ठोस विदेशी महंगा होता है। अधिक बार, संक्षारक या स्वच्छ कर्तव्य के लिए लागत प्रभावी उत्तर एक लाइन वाला बर्तन होता है: घर्षण और कई एसिड के लिए रबर लाइनिंग, या कांच-फ्यूज्ड-टू-स्टील, जहां 0.8-1.2 माइक्रोमीटर की अक्रिय कांच परत को 820-930 डिग्री सेल्सियस पर स्टील में फ्यूज किया जाता है, जिससे रासायनिक निष्क्रियता, एक प्रमाणित स्वच्छ सतह और विदेशी मिश्र धातु लागत के एक अंश पर लंबा जीवन मिलता है। कांच-फ्यूज्ड-टू-स्टील तब व्यावहारिक विकल्प होता है जब भी माध्यम संक्षारक होता है या शुद्ध रहना चाहिए लेकिन दबाव मामूली होता है, क्योंकि स्टील दबाव को संभालता है और कांच रसायन विज्ञान को संभालता है।

प्रेशर वेसल सामग्री चयन मैट्रिक्स

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (एफएक्यू)

प्र: मुझे प्रेशर वेसल के लिए कार्बन स्टील पर स्टेनलेस स्टील कब चुनना चाहिए?

उ: स्टेनलेस, आमतौर पर 316L, तब चुनें जब भी माध्यम जलीय, अम्लीय, क्षारीय हो, क्लोराइड मौजूद हों, या सेवा भोजन, फार्मास्युटिकल या पीने योग्य पानी हो और एक प्रमाणित स्वच्छ सतह की आवश्यकता हो। कार्बन स्टील केवल सूखी, साफ, गैर-संक्षारक ड्यूटी के लिए सही विकल्प है, जैसे कि एयर रिसीवर और शुष्क हाइड्रोकार्बन वाष्प, जहां एक संक्षारण भत्ता कम लागत पर मामूली सामान्य संक्षारण को संभालता है। निर्णायक परीक्षण संक्षारकता और स्वच्छता है: यदि बर्तन कार्बन स्टील में जंग खाएगा या विनिर्देशों के अनुसार साफ नहीं किया जा सकता है, तो स्टेनलेस की आवश्यकता होती है, और जहां भी क्लोराइड मौजूद होते हैं वहां 304 पर 316L को प्राथमिकता दी जाती है, क्योंकि 304 आश्चर्यजनक रूप से कम सांद्रता पर क्लोराइड तनाव संक्षारण क्रैकिंग के प्रति संवेदनशील है।

प्र: क्लोराइड तनाव संक्षारण क्रैकिंग क्या है और मैं इससे कैसे बचूं?

उ: यह एक अचानक, अक्सर विनाशकारी दरार है जो तन्यता तनाव, जिसमें अवशिष्ट वेल्ड तनाव भी शामिल है, और क्लोराइड आयनों की संयुक्त क्रिया के तहत स्टेनलेस स्टील में बनती है, आमतौर पर गर्म, जलीय, क्लोराइड-युक्त सेवा में। इससे बचा जाता है मानक ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस का उपयोग तब नहीं किया जाता है जब क्लोराइड गर्म और केंद्रित होते हैं; इसके बजाय 34-40 से ऊपर पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य के साथ डुप्लेक्स या सुपर-ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस निर्दिष्ट करें, क्लोराइड स्तर को कम करें, पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट द्वारा अवशिष्ट तनाव को कम करें, या, सबसे मज़बूती से, रबर या कांच-फ्यूज्ड-टू-स्टील के साथ बर्तन को लाइन करें ताकि स्टील कभी भी क्लोराइड से न मिले। क्लासिक विफलता एक 316L बर्तन है जो कागज पर ठीक था लेकिन गर्म खारे पानी की सेवा में टूट गया, यही कारण है कि स्टेनलेस का चयन करने से पहले क्लोराइड समीक्षा अनिवार्य है।

प्र: क्या कांच-फ्यूज्ड-टू-स्टील प्रेशर वेसल के लिए उपयुक्त है?

उ: हाँ, उस सेवा के लिए जो यह उपयुक्त है। कांच-फ्यूज्ड-टू-स्टील को लगभग 0.8-1.2 माइक्रोमीटर खुरदुरे अक्रिय कांच की परत को 820-930 डिग्री सेल्सियस पर स्टील में फ्यूज करके बनाया जाता है, ताकि स्टील दबाव को वहन करे और कांच रसायन विज्ञान को संभालता है। यह मामूली दबाव पर संक्षारक, स्वच्छ या घर्षण कर्तव्यों के लिए उत्कृष्ट है, जो पानी और अपशिष्ट जल, भोजन और रासायनिक भंडारण में आम है, और यह लागत प्रभावी है क्योंकि यह विदेशी मिश्र धातुओं से बचता है जबकि एक प्रमाणित NSF/ANSI 61 या WRAS सतह प्रदान करता है। इसका उपयोग उच्च दबाव या उच्च तापमान प्रक्रिया जहाजों के लिए नहीं किया जाता है जहां मोटी-दीवार वाले जाली या वेल्डेड स्टील की आवश्यकता होती है, लेकिन कई कर्तव्यों के लिए जहां दुश्मन दबाव के बजाय संक्षारण या संदूषण है, यह अक्सर सबसे अच्छा इंजीनियर और सबसे कम जीवन-लागत विकल्प होता है।

प्र: तापमान प्रेशर वेसल सामग्री की पसंद को कैसे प्रभावित करता है?

उ: तापमान दो चीजों को प्रभावित करता है: स्वीकार्य डिजाइन तनाव, जो तापमान बढ़ने पर गिरता है इसलिए दीवार को मोटा होना पड़ता है या एक मजबूत ग्रेड की आवश्यकता होती है, और सामग्री की छत। कार्बन स्टील लगभग 450 डिग्री सेल्सियस तक सेवा करता है; उससे ऊपर, निम्न-मिश्र धातु या स्टेनलेस ग्रेड की आवश्यकता होती है। 304 और 316L लगभग 800 डिग्री सेल्सियस तक शक्ति बनाए रखते हैं लेकिन स्केलिंग और संवेदीकरण से पीड़ित होते हैं, डुप्लेक्स लगभग 300 डिग्री सेल्सियस तक सीमित है क्योंकि इसकी दो-चरण संरचना भंगुर हो जाती है, और Hastelloy या टाइटेनियम आक्रामक गर्म सेवा के लिए खिड़की का विस्तार करते हैं। क्रायोजेनिक ड्यूटी चिंता को उलट देती है: कार्बन स्टील लगभग -20 डिग्री सेल्सियस से नीचे भंगुर हो जाता है और निम्न-तापमान या ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस से बदल दिया जाता है जो कठोर रहता है। इसलिए डिजाइन तापमान तनाव तालिका और सामग्री सीमा दोनों में दिखाई देता है, और दोनों में से कम वाला विकल्प को नियंत्रित करता है।