Vienas iš pagrindinių klausimų, į kurį reikia atsižvelgti projektuojant vožtuvą ir pasirenkant medžiagas, yra vožtuvo darbinė temperatūra. Siekiant standartizuoti tinkamą pagrindinės vožtuvo medžiagos darbinę temperatūrą, mano šalies naftos chemijos, chemijos, trąšų, elektros energijos ir metalurgijos pramonėje naudojamo vožtuvo pagrindinės medžiagos tinkamą darbinę temperatūrą medžiagų savybių aspektu. įvairių tipų vožtuvų plieno ir lydinių bei susijusių klasių Reikalavimai aiškiai reglamentuoja vožtuvų gaminių projektavimą, gamybą ir tikrinimą. Be to, atsižvelgiant į techninio valdymo, gamybos valdymo ir medžiagų įsigijimo aspektus, kiekvienas plieno tipas turėtų būti parinktas su geromis visapusiškomis savybėmis ir nedera naudoti per daug plieno ir lydinio rūšių, kad būtų išvengta painiavos.
1 Apžvalga
Vienas iš pagrindinių klausimų, į kurį reikia atsižvelgti projektuojant vožtuvą ir pasirenkant medžiagas, yra vožtuvo darbinė temperatūra. Siekiant standartizuoti tinkamą pagrindinės vožtuvo medžiagos darbinę temperatūrą, mano šalies naftos chemijos, chemijos, trąšų, elektros energijos ir metalurgijos pramonėje naudojamo vožtuvo pagrindinės medžiagos tinkamą darbinę temperatūrą medžiagų savybių aspektu. įvairių tipų vožtuvų plieno ir lydinių bei susijusių klasių Reikalavimai aiškiai reglamentuoja vožtuvų gaminių projektavimą, gamybą ir tikrinimą. Be to, atsižvelgiant į techninio valdymo, gamybos valdymo ir medžiagų įsigijimo aspektus, kiekvienas plieno tipas turėtų būti parinktas su geromis visapusiškomis savybėmis ir nedera naudoti per daug plieno ir lydinio rūšių, kad būtų išvengta painiavos.
Žemos temperatūros sąlygos
2.1 Kriogeninio vožtuvo medžiaga
Itin žemos temperatūros vožtuvai [-254 (skystas vandenilis) ~ -101 laipsnis C (etilenas)] Pagrindinė medžiaga turi būti austenitinis nerūdijantis plienas, vario lydinys arba aliuminio lydinys su į veidą nukreipta kubine grotele. Žemos temperatūros mechaninės savybės po terminio apdorojimo, ypač žemos temperatūros smūgio Tvirtumas turi atitikti standarto reikalavimus.
Kriogeniniams vožtuvams gaminti gali būti naudojami šie austenitiniai nerūdijantys plienai. ASTM A351 CF8M, CF3M, CF8 ir CF3, ASTM A182 F316, F316L, F304 ir F304L, ASTM A433 316, 316L, 304, 304L ir CF8D (sukūrė Lanzhou High Pressure Valve Factory{ standartinis 15}}). Itin žemos temperatūros vožtuvo vožtuvo korpusas, gaubtas, sklendės arba diskas prieš apdailą turi būti kriogeniškai apdorotas skystu azotu (-196 laipsnis).
2.2 Kriogeninio vožtuvo medžiaga
Pagrindinės medžiagos, tinkamos žemos temperatūros vožtuvams (-100--30 laipsnis), yra žemos temperatūros austenitinis nerūdijantis plienas ir feritinis bei martensitinis plienas, skirtas žemos temperatūros slėgį turinčioms dalims.
Austenitiniai nerūdijantys plienai, skirti žemai temperatūrai, apima ASTM A351 CF8M, CF3M, CF8 ir CF3, ASTM A182 F316, F316L, F304 ir F304L, ASTM A{10}}, 316L, 304, 304L ir CF8D.
Feritinis ir martensitinis plienas, skirtas žemos temperatūros slėgio dalims, apima ASTM A352 LCA (-32 laipsnis), LCB, LCC (-46 laipsnis), LC1 (-59 laipsnis), LC2, LC211 ({{) 7}} laipsnis) ir LC3 (-100 laipsnis).
Pirminė medžiagų kaina pagal ASTM A352 standartą yra maža, tačiau cheminė sudėtis turi atitikti patikimus ir labai griežtus gamyklos vidaus kontrolės standartus lydymo metu. Jo terminio apdorojimo procesas yra sudėtingas, jam reikia kelių gesinimo ir grūdinimo procedūrų, kad atitiktų standarto reikalaujamus atsparumo žemoje temperatūroje reikalavimus, o gamybos ciklas yra ilgas. Kai atsparumas smūgiams žemoje temperatūroje neatitinka standartinių reikalavimų, jis negali būti naudojamas kaip žematemperatūrinis plienas. Todėl jis naudojamas tik tada, kai gamybos partija yra didelė ir gali būti išlydoma į krosnį, o paprastai naudojamas austenitinis nerūdijantis plienas.
3. Nerūdijančios darbo sąlygos
Kai vožtuvo darbinė terpė yra nerūdijančios medžiagos, tokios kaip vanduo, garai, oras ir alyva, dažniausiai naudojamas anglinis plienas. Anglies plienas vožtuvams reiškia WCB, WCC lietinį plieną ir ASTM A105 kaltinį plieną ASTM A216 standarte. Tinkama anglinio plieno darbinė temperatūra vožtuvams yra -29-425 laipsnis. Tačiau saugumo sumetimais, atsižvelgiant į tai, kad terpės darbinė temperatūra gali svyruoti, bendro anglinio plieno naudojimo temperatūra neturi viršyti 400 laipsnių.
4. Korozijos sąlygos
4.1 Chromo-molibdeno aukštos temperatūros plienas
Vožtuvui naudojamas aukštos temperatūros lietinis Cr-Mo plienas dažniausiai naudojamas WC6, WC9 ir C5 (ZG1Cr5Mo) pagal ASTM A217 standartą, o atitinkamos valcavimo medžiagos yra F11, F22 ir F5 atitinkamai ASTM A182.
⑴ Mažo chromo lygio chromo-molibdeno plienas
Žemo chromo klasės chromo-molibdeno plienai apima WC6, WC9, F11 ir F22. Darbo terpė yra vanduo, garai ir vandenilis, ji netinka sieros turintiems naftos produktams. Tinkama WC6 ir F11 darbo temperatūra yra -29-540 laipsniai, o tinkama WC9 ir F22 darbo temperatūra yra -29-570 laipsniai.
⑵ Chromo penkių molibdeno aukštos temperatūros plienas
Chromo penkių molibdeno aukštos temperatūros plienas turi C5 (ZG1Cr5Mo) ir F5, o jo darbo terpė yra vanduo, garai, vandenilio ir sieros turintis aliejus ir kt.
Jei vandens garams naudojamas C5 (ZG1Cr5Mo), jo maksimali darbinė temperatūra yra 600 laipsnių. Kai naudojama darbo terpėse, tokiose kaip sieros turinčios alyvos, maksimali darbinė temperatūra yra 550 laipsnių. Todėl numatyta, kad C5 (ZG1Cr5Mo) darbinė temperatūra yra mažesnė arba lygi 550 laipsnių.
4.2 Nerūdijantis rūgštims atsparus plienas
Nerūdijantis rūgštims atsparus plienas reiškia chromo-nikelio arba chromo-nikelio-molibdeno nerūdijantį rūgščiai atsparų plieną, naudojamą naftos chemijos, chemijos ir trąšų pramonėje, kad būtų atsparus korozijai, pavyzdžiui, azoto rūgštis, sieros rūgštis, acto rūgštis ir organinės rūgštys. Nerūdijantis ir rūgštims atsparus liejamasis plienas daugiausia naudoja CF8, CF8M, CF3, CF3M, CF8C, CD-4MCu ir CN7M pagal ASTM A743 arba ASTM A744 standartą, o atitinkamos valcavimo medžiagos yra F304, F316, F304L. ASTM A182 standartas, F316L, F347, F53 ir US UNS N08020.
⑴ Cr-Ni nerūdijantis plienas
Cr-Ni nerūdijantis ir rūgštims atsparus plienas apima CF8, CF3, F304, F304L, CF8C ir F347, kurie yra tinkami oksiduoti rūgštis, tokias kaip azoto rūgštis, kaip darbo terpė. Jo maksimali darbinė temperatūra yra mažesnė arba lygi 200 laipsnių.
⑵Cr-Ni-Mo nerūdijantis plienas
Cr-Ni-Mo nerūdijantis ir rūgštims atsparus plienas apima CF8M, CF3M, F316 ir F316L, kurie yra tinkami redukuoti rūgštis, tokias kaip acto rūgštis kaip darbo terpė.
CF8M, CF3M ir kt. gali pakeisti CF8 ir CF3, bet CF8 ir CF3 negali pakeisti CF8M ir CF3M. Todėl nerūdijančio ir rūgštims atsparaus plieno vožtuvai JAV ir kitose šalyse daugiausia naudoja CF8M ir CF3M, o jų maksimali darbinė temperatūra yra mažesnė arba lygi 200 laipsnių.
⑶ CN7M lydinys
CN7M lydinys turi gerą bendrą atsparumą korozijai, jis plačiai naudojamas atšiauriomis korozijos sąlygomis, įskaitant sieros rūgštį, azoto rūgštį, vandenilio fluorido rūgštį ir praskiestą druskos rūgštį, šarminį šarmą, jūros vandenį ir karštą chlorido druskos tirpalą ir kt., Ypač prieinamas sieros rūgštyje su įvairių koncentracijų ir temperatūrų diapazone Mažesnė arba lygi 70 laipsnių. CN7M ir UNS N08020 lydinio eksploatavimo temperatūra yra -29-450 laipsnis.
⑷ Dvipusis nerūdijantis plienas
Dvipusis nerūdijantis plienas (1 lentelė) yra krituliais grūdinamas nerūdijantis plienas, kurio ferito matricoje yra nuo 35 % iki 40 % austenito, o jo takumo riba yra maždaug 2 kartus didesnė nei 19Cr-9Ni austenitinio nerūdijančio plieno. Kartų, turi didelį kietumą, gerą plastiškumą ir atsparumą smūgiams. Jis ypač tinkamas naudoti korozinėmis darbo sąlygomis tiek dilimui, tiek erozijai, todėl plačiai naudojamas stiprių rūgščių darbo sąlygomis, oksiduojant ir redukuojant, ir turi ypatingą atsparumą įtempių korozijos įtrūkimams aplinkoje, kurioje yra chloro. CD-4MCu, CD3MN, CE3MN ir F53 dvipusio nerūdijančio plieno eksploatavimo temperatūra yra -29-316 laipsnių.
4.3 Korozijai atsparus nikelio lydinys
Korozijai atsparūs nikelio lydinio vožtuvai daugiausia gaminami iš lietinio Monel lydinio (M35-1), lietinio nikelio lydinio (CZ-100), Inconel lydinio (CY-40), Hastelloy B (N{ {5}}MV) pagal ASTM A494 standartą. , N-7M) ir Hastelloy C (CW-12MW, CW-7M, CW-6MC, CW-2M).
Korozijai atspariems Monel lydinio vožtuvams naudojamos Monel lydinio valcavimo medžiagos daugiausia yra UNS N04400 (Monel 400) ir UNS N05500 (Monel K500). Lieto nikelio lydiniui nėra atitinkamos valcavimo medžiagos, o Inconel lydinio valcavimo medžiaga yra Inconel 600 ir Inconel 625 ir kt.
⑴ Monelis
Monel lydinys (Monel) pasižymi dideliu stiprumu ir kietumu, ypač turi puikų atsparumą korozijai redukuojančiai rūgščiai ir stipriai šarminei terpei bei jūros vandeniui. Todėl jis paprastai naudojamas vandenilio fluorido rūgšties, sūrymo, neutralios terpės, šarminės druskos ir redukuojančios rūgšties tiekimo įrangai ir vožtuvams gaminti, taip pat tinka sausoms chloro dujoms, vandenilio chlorido dujoms, 425 laipsnių aukštos temperatūros chloro dujoms ir 450 laipsnių aukštai. temperatūros vandenilio chlorido dujos ir kt. Vidutinė, bet neatspari sieros turinčių terpių ir oksiduojančių terpių (tokių kaip azoto rūgštis ir daug deguonies turinčios terpės) korozijai. Vožtuvo medžiagos kodas yra visas Monel lydinys, vožtuvo medžiagos kodinis pavadinimas yra Monel lydinys, vožtuvo medžiagos kodinis pavadinimas yra C/M, kai korpusas yra anglinis plienas, ir vožtuvo medžiagos kodinis pavadinimas. yra P/M, kai apvalkalas yra CF8. Kai korpusas yra CF8M, vožtuvo medžiagos kodas yra R/M. Tinkama Monel lydinio M35-1, Monel 400 ir Monel K500 lydinio darbo temperatūra yra -29-480 laipsnis.
⑵ Lietas nikelio lydinys
Lietojo nikelio lydinio (CZ-100) cheminė sudėtis yra 95 % Ni ir 1.00 % C, o atitinkamos valcuotos medžiagos nėra. Kai CZ-100 naudojamas aukštoje temperatūroje, didelės koncentracijos arba bevandenio šarmo tirpale, jis turi puikų atsparumą korozijai. CZ-100 dažnai naudojamas gaminant didelės ėsdinančios koncentracijos chloro šarmus (įskaitant išlydytą bevandenę kaustinę soda) ir tais atvejais, kai metalai, tokie kaip varis ir geležis, negali užteršti produktų. Lietojo nikelio lydinio CZ-100 vožtuvo medžiagos kodas yra Ni. Tinkama CZ-100 lydinio darbinė temperatūra yra -29-316 laipsnis.
⑶ Inconel lydinys
Inconel lydinys (Inconel) CY-40 ir Inconel 600 (ASTM B564 N06600) daugiausia naudojami atsparumui korozijai, ypač didelės koncentracijos chlorido terpei. Kai Ni kiekis yra didesnis arba lygus 45%, tai stipriai veikia chlorido įtempių korozijos „Imuniteto“ efektą. Be to, jis taip pat gali atsispirti verdančios koncentruotos azoto rūgšties, rūkančios azoto rūgšties, aukštos temperatūros dujų, turinčių sieros ir vanadžio, ir degimo produktų korozijai.
Inconel lydinys buvo plačiai naudojamas atominių elektrinių katilų tiekiamo vandens sistemų komponentų gamyboje, nes yra saugesnis nei nerūdijantis plienas. Tuo pačiu metu jis taip pat tinka pramoninei gamybai, kuriai reikia didelio stiprumo, aukšto slėgio sandarinimo, didelio atsparumo korozijai ir atsparumo mechaniniam nusidėvėjimui ir oksidacijai aukštoje temperatūroje. Pavyzdžiui, didelė cheminių trąšų gamykla naudoja Inconel 600 arba Inconel 625 lydinį (Hastelloy CW{3}}MC valcuotų gaminių klasė) aukšto slėgio (600-1500 LB) didelės koncentracijos deguonies vožtuvams gaminti ir kt. CY-40 ir Inconel 600 lydinio vožtuvų medžiagos kodas yra In. Tinkama darbo temperatūra yra -29~650 laipsnių.
⑷ Hastelloy
Hastelloy (Hastelloy) yra komercinis pavadinimas, apimantis daugybę lydinių rūšių, dažniausiai naudojamų korozijai atspariems vožtuvams: Hastelloy B (Hastelloy B) ir Hastelloy C (Hastelloy C).
Hastelloy B (Hastelloy B) lietinio lydinio klasės yra N-12MV (N-12M-1) ir N-7M pagal ASTMA494 standartą (kai kurios medžiagos vadinamos N-12M-2, taip pat žinomas kaip Chlorimet2 lydinys), o jo valcavimo klasė yra UNS N10665 pagal ASTM B335 standartą. Hastelloy B yra atsparus įvairių koncentracijų druskos rūgščiai, taip pat yra atsparus neoksiduojančioms druskoms ir rūgštims. Korozijai atspariems Hastelloy B vožtuvams reikia pasirinkti mažai anglies išskiriantį Hastelloy B (N-7M), atsižvelgiant į atsparumą korozijai ir tarpkristalinei korozijai. Hastelloy lydinio medžiagų kodas vožtuvų pramonėje netaikomas. Hastelloy B vožtuvo medžiagos kodas gali būti tiesiogiai išreikštas jo lydinio rūšimi. Tinkama Hastelloy B darbo temperatūra yra -29 laipsnis -425 laipsnis.
Hastelloy C (Hastelloy C) lydinio markės yra CW-12MW (kai kurios medžiagos vadinamos CW-12M-1) ir CW-7M (CW{{4). }}M-2, taip pat žinomas kaip Chlorimet3 lydinys) ir Hastelloy C -276 lydinys, jo liejamojo lydinio klasė yra CW-6MC ir Hastelloy C-4 lydinio, jo liejimo lydinys laipsnis yra CW{10}}M. Cast Hastelloy CW-7M, CW-12MW, CW-6MC ir CW-2M atitinka atitinkamai UNS N10001, UNS N10003, UNS N10276 ir UNS N06455 riedėjimo lygius. Hastelloy C kambario temperatūroje yra atsparus korozijai oksiduojantiems tirpikliams, mažos koncentracijos druskos rūgščiai ir azoto rūgščiai.
4.4 titano lydinys
Titanas (Ti) turi didelį stiprumą, lengvą svorį, pakankamai aukštą atsparumą karščiui ir atsparumą žemai temperatūrai, geras apdorojimo ir suvirinimo našumas. Jis daugiausia naudojamas gryno titano liejimui ir gryno titano ZTA2 kalimui vožtuvų gamyboje.
Dėl skirtingų darbo sąlygų, tokių kaip temperatūra, titanas pasižymi atsparumu korozijai, nekorozijai ar net ugniai bei sprogimui į korozinę terpę. Todėl užsakant ir projektuojant turi būti aiškiai nurodyta naudojamos terpės pobūdis (koncentracija, temperatūra ir kt.).
Titano vožtuvai pasižymi puikiu atsparumu korozijai įvairiose oksiduojančiose, labai ėsdinančiose ir neutraliose terpėse.
Titanas turi puikų atsparumą korozijai azoto rūgštyje žemiau virimo temperatūros ir koncentracijos Mažiau arba lygi 80%. Rūkančioje azoto rūgštyje, kai NO2 kiekis viršija 2%, o vandens kiekis yra nepakankamas, titano ir rūkančios azoto rūgšties reakcija sprogs. Todėl titanas paprastai nenaudojamas aukštos temperatūros azoto rūgštyje, kurioje yra daugiau nei 80%.
Titanas nėra atsparus korozijai sieros rūgštyje, o titanas turi vidutinį atsparumą korozijai druskos rūgštyje. Paprastai manoma, kad pramoninis grynas titanas gali būti naudojamas druskos rūgštyje, kurios koncentracija kambario temperatūroje yra 7,5%, 60 laipsnių - 3%, o 100 laipsnių - 0,5%. Titanas taip pat gali būti naudojamas 30% 35 laipsnių, 10% 60 laipsnių ir 100% 60 laipsnių. 3% fosforo rūgštyje esant .