Bồn chứa bằng thép không gỉ là gì?

MỘTbể thép không gỉlà một tàu lưu trữ hoặc xử lý kỹ thuật cao được chế tạo từ thép hợp kim crom. Những thùng chứa này được thiết kế để chứa, trộn, làm nóng, làm mát hoặc vận chuyển nhiều loại chất khác nhau, từ nước đô thị cơ bản đến hóa chất độc hại, hợp chất dược phẩm có độ tinh khiết cao và các sản phẩm từ sữa.

Lý do chính khiến các ngành công nghiệp phụ thuộc nhiều vào bồn chứa bằng thép không gỉ là khả năng chống ăn mòn, rỉ sét và phân hủy hóa học vốn có của chúng. Không giống như thép carbon tiêu chuẩn dễ bị oxy hóa nhanh khi tiếp xúc với độ ẩm, thép không gỉ chứa tối thiểu 10,5% crôm. Nguyên tố này phản ứng tự nhiên với oxy xung quanh để tạo thành một lớp oxit crom cực nhỏ, tự phục hồi, vô hình trên bề mặt, bảo vệ thép bên dưới khỏi sự tấn công của môi trường và hóa học.

Mặc dù nhìn từ bên ngoài, bể chứa có thể trông giống như một hình trụ kim loại đơn giản nhưng kỹ thuật kết cấu của nó phải tính đến áp suất thủy tĩnh bên trong rất lớn, tải trọng môi trường (chẳng hạn như hoạt động của gió và địa chấn) và các yêu cầu vận hành.

• Vỏ:Thân hình trụ chính của bể. Nó được cuộn từ các tấm thép không gỉ khổ lớn và hàn dọc theo các đường nối kết cấu.

• Các đầu (Mũ cuối):Việc đóng cửa trên và dưới của bể. Tùy thuộc vào ứng dụng, người đứng đầu có thểphẳng(đối với bể không chịu áp lực),hình nón(để dễ dàng thoát bùn hoặc chất rắn), hoặchình cầu/hình cầu(để giữ áp suất bên trong hoặc chân không một cách an toàn).

• Đường dẫn và vòi phun:Các cổng mở được gia cố cho phép công nhân vào để bảo trì nội bộ hoặc dùng làm điểm kết nối cho đường ống, van và thiết bị theo dõi mức độ.

• Áo khoác (Tùy chọn):Một lớp ngoài thứ cấp bao quanh lớp vỏ chính. Chất lỏng nóng hoặc lạnh (như hơi nước hoặc glycol) được bơm qua áo khoác này để kiểm soát chính xác nhiệt độ của chất lỏng được lưu trữ bên trong bể.

Khi một bể thép không gỉ chứa đầy chất lỏng, chất lỏng sẽ tác dụng một lực ra ngoài vào thành bình gọi làáp suất thủy tĩnh. Áp suất này thấp nhất ở mức chất lỏng trên cùng và đạt cường độ tối đa ở đáy bể.

Để xác định độ dày thành kết cấu tối thiểu (t) cần thiết để ngăn bể bị vỡ hoặc mất ổn định ở chân đế, các kỹ sư xử lý sẽ tính toáncăng thẳng vòngsử dụng một biến thể của phương trình hình trụ thành mỏng cổ điển:

Bởi vì áp suất tỉ lệ thuận với chiều cao chất lỏng (H), các bể công nghiệp lớn thường được thiết kế với vỏ "thon" - nghĩa là các tấm thép ở đáy bể dày hơn đáng kể so với các tấm gần mái nhà.

Để quan sát mật độ chất lỏng, kích thước bể và giới hạn an toàn quyết định các yêu cầu vật liệu đối với bể chứa bằng thép không gỉ công nghiệp, hãy điều chỉnh các thông số bên dưới. Công cụ kỹ thuật tương tác này tính toán áp suất đáy tối đa và xác định độ dày tấm thép cần thiết dựa trên giới hạn vật liệu tiêu chuẩn.

Không phải tất cả thép không gỉ đều giống hệt nhau. Việc chọn đúng biến thể hợp kim sẽ tác động mạnh mẽ đến cả chi phí vốn ban đầu của hệ thống và tuổi thọ hoạt động của nó. Hai lựa chọn phổ biến nhất được sử dụng trong sản xuất là:

Khi người quản lý mua sắm kiểm tra tài sản ngăn chặn, họ thường so sánh thép không gỉ với thép cacbon (được lót bằng epoxy) hoặc nhựa công nghiệp như Polyethylene mật độ cao (HDPE) và Nhựa gia cố sợi thủy tinh (FRP). Thép không gỉ loại bỏ các vật liệu này một cách có hệ thống trên một số lĩnh vực quan trọng:

1. Dung sai nhiệt độ:Nhựa bắt đầu suy yếu về mặt cấu trúc hoặc cong vênh ở nhiệt độ vượt quá60°C đến 80°C. Thép không gỉ duy trì tính toàn vẹn cấu trúc ở nhiệt độ cao hơn500°C, khiến nó cần thiết cho việc đun sôi, khử trùng hoặc xử lý hóa chất tỏa nhiệt.

2. Tuổi thọ và vòng đời tài sản:Trong khi bể nhựa có tuổi thọ công nghiệp trung bình từ 10 đến 15 năm do sự phân hủy của tia cực tím và hiện tượng giòn hóa học, thì bể thép không gỉ thụ động thích hợp dễ dàng vận hành trong30 đến 50+ nămvới mức bảo trì tối thiểu.

3. Vệ sinh và vệ sinh:Thép không gỉ có thể được đánh bóng để có bề mặt gương cực kỳ mịn (được đo bằng Độ nhám bề mặt thấp, hoặcRa). Bề mặt nhẵn này ngăn chặn vi khuẩn, màng sinh học hoặc các chất gây ô nhiễm chéo hóa học xâm nhập vào các kẽ hở cực nhỏ, cho phép thực hiện nhanh chóng các chu trình vệ sinh Làm sạch tại chỗ (CIP) tự động.

Hỏi: Tại sao bồn inox đôi khi bị rỉ sét ở các mối hàn?

Đáp: Điều này xảy ra do một hiện tượng gọi làkết tủa cacbuahoặc "mối hàn bị phân hủy." Khi thép không gỉ được nung nóng trong quá trình hàn, crom có ​​thể liên kết với cacbon, để lại các vùng cục bộ có ít hơn 10,5% crom cần thiết để tạo thành lớp oxit bảo vệ. Để ngăn chặn điều này, các kỹ sư chỉ định các biến thể có hàm lượng cacbon thấp của hợp kim, được ký hiệu bằng chữ "L" (ví dụ:304Lhoặc316L).

Hỏi: Bồn chứa bằng thép không gỉ có thể được sử dụng trong điều kiện chân không không?

Đ: Có, nhưng nó phải được gia cố về mặt cấu trúc. Trong khi các bể chứa có khả năng giữ áp suất bên trong rất tốt, thì áp suất khí quyển bên ngoài có thể dễ dàng sụp đổ hoặc "nổ tung" một bể chứa có thành mỏng trong chân không. Bể hút chân không được chế tạo với các vòng gia cố kết cấu bên trong hoặc bên ngoài (chất làm cứng) và đầu dạng đĩa dày.

Hỏi: "Thụ động" có nghĩa là gì đối với một chiếc xe tăng mới?

Trả lời: Thụ động hóa là quá trình xử lý hóa học cuối cùng được áp dụng cho bể chứa sau khi chế tạo. Bình được rửa sạch bằng dung dịch axit nitric hoặc axit xitric nhẹ, giúp hòa tan mọi vết sắt còn sót lại do các công cụ sản xuất để lại. Việc loại bỏ lớp sắt tự do này cho phép crom bên dưới nó phản ứng đồng đều với oxy, tạo ra một hàng rào oxit chống rỉ hoàn toàn liên tục.

Để đảm bảo bạn nhận được hướng dẫn về cấu trúc phù hợp nhất cho cách bố trí quy trình cụ thể của mình, bạn đang cấu hình bể này để lưu trữ sản phẩm nước trong khí quyển hay bình sẽ phải chịu quá trình xử lý nhiệt ở áp suất cao?