โดยทั่วไปจะเลือกใช้วัสดุใดบ้างสำหรับภาชนะรับแรงดัน

คำตอบสำหรับคำถามหลัก:วัสดุใดที่นิยมใช้สำหรับถังแรงดัน?ถังแรงดันเป็นระบบกักเก็บอุตสาหกรรมที่มีความแข็งแรงสูง ซึ่งทำงานภายใต้ความเค้นเชิงกลและความร้อนที่รุนแรง ดังนั้น วัสดุที่เลือกใช้ในการผลิตจะต้องมีความแข็งแรงดึง ความแข็งแรงคราก ความเหนียวจากการแตกหัก ความสามารถในการเชื่อม และความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพหรือการกัดกร่อนของสิ่งแวดล้อมที่ยอดเยี่ยม

วัสดุที่นิยมเลือกใช้มากที่สุดจะแบ่งออกเป็นหมวดหมู่โลหะวิทยาที่แตกต่างกัน ได้แก่ เหล็กกล้าคาร์บอน, เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ, เหล็กกล้าไร้สนิม, โลหะผสมนิกเกิล และ โลหะผสมอลูมิเนียม โดยแต่ละเกรดจะถูกเลือกตามอุณหภูมิการทำงาน แรงดันภายใน องค์ประกอบทางเคมีของของไหลที่บรรจุ และข้อกำหนดของรหัสที่เกี่ยวข้อง เช่น ASME BPVC Section II

เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นวัสดุที่ระบุมากที่สุดสำหรับถังแรงดันอุตสาหกรรมมาตรฐาน เนื่องจากมีความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างความแข็งแรงสูง ความสามารถในการผลิตที่ดีเยี่ยม และความคุ้มค่า

• ข้อกำหนดทั่วไป: ASTM A516 (เกรด 60, 65, 70) สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิปานกลางและต่ำกว่า; ASTM A537 สำหรับความต้องการความแข็งแรงครากที่สูงขึ้น

• ลักษณะสำคัญ: ให้ความแข็งแรงดึงสูงและความเหนียวจากการกระแทกที่เชื่อถือได้ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ไม่กัดกร่อนหรือกัดกร่อนเล็กน้อย เช่น ถังลมที่ถูกอัด เปลือกหม้อไอน้ำ และถังเก็บสารเคมีทั่วไป

• ข้อจำกัด: มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนทั่วไปและการเปราะจากไฮโดรเจนหากไม่ได้รับการยับยั้งในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น เป็นกรด หรือสารเคมีที่รุนแรง

เมื่อถังแรงดันต้องทำงานที่อุณหภูมิสูงขึ้นหรือทนต่อการใช้งานไฮโดรเจนแรงดันสูงที่เหล็กกล้าคาร์บอนจะเสื่อมสภาพ เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำจะถูกเลือกใช้

• ข้อกำหนดทั่วไป: เหล็กกล้าโครเมียม-โมลิบดีนัม (Cr-Mo) เช่น ASTM A387 (เกรด 11, 22, 91)

• ลักษณะสำคัญ: การเติมโครเมียมและโมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความต้านทานการคืบ ความแข็งแรงดึงที่อุณหภูมิสูง และความต้านทานต่อการโจมตีของไฮโดรเจนที่อุณหภูมิการทำงานที่สูงขึ้นอย่างมาก

• การใช้งาน: เครื่องรีดิวเซอร์, เครื่องแตกตัวด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา, เครื่องปฏิกรณ์เคมีแรงดันสูง และหม้อไอน้ำโรงไฟฟ้า

เมื่อของไหลในกระบวนการมีฤทธิ์กัดกร่อน เป็นกรด หรือต้องการสุขอนามัยและการควบคุมการปนเปื้อนที่เข้มงวด เหล็กกล้าไร้สนิมคือวัสดุที่เลือกใช้

• ข้อกำหนดทั่วไป: เกรดออสเทนไนต์ (ASTM A240 / A304, 304L, 316, 316L) และเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ (2205)

• ลักษณะสำคัญ: ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน การกัดกร่อนในบรรยากาศ และการโจมตีทางเคมีที่ยอดเยี่ยม เกรดออสเทนไนต์ยังคงรักษาความเหนียวจากการกระแทกที่ยอดเยี่ยมที่อุณหภูมิต่ำมาก

• การใช้งาน: เครื่องปฏิกรณ์ยา, ถังแรงดันแปรรูปอาหาร, คอลัมน์กลั่นปิโตรเคมีที่จัดการกับกรดกัดกร่อน, และการจัดเก็บก๊าซเหลวที่อุณหภูมิต่ำมาก

สำหรับการแปรรูปเคมีที่กัดกร่อนอย่างยิ่งยวด สภาพแวดล้อมทางทะเล หรือความร้อนที่รุนแรง โลหะผสมนิกเกิลสูงจะถูกนำมาใช้แม้ว่าจะมีต้นทุนวัสดุที่สูงกว่าก็ตาม

• ข้อกำหนดทั่วไป: เกรด Inconel (อัลลอย 600/625), Monel และ Hastelloy

• ลักษณะสำคัญ: ความต้านทานที่โดดเด่นต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น การเกิดรูพรุน และสื่อเคมีที่รุนแรง (เช่น กรดไฮโดรฟลูออริก หรือคลอไรด์เข้มข้น) ที่อุณหภูมิที่รุนแรง

• การใช้งาน: เครื่องปฏิกรณ์สังเคราะห์เคมีพิเศษ ส่วนประกอบวิศวกรรมนิวเคลียร์ และหน่วยแปรรูปปิโตรเคมีที่ใช้งานหนัก