Basınç Gemileri ve Katalları için Çelik Sınıflara Giriş

Çelik, petrol ve gaz, kimyasal işleme, güç nesli ve farmasötikler gibi endüstrilerin üretimindeki temel malzemedir. Doğru çelik sınıfı seçimi sadece maliyet veya kullanılabilirlik meselesi değildir; Avrupa Basınç Ekipmanı (PED) ve EN 13445 gibi, malzemeye, betonarme, betona dönük bir şekilde, betonarme ve basınç kontrollerine ve elektriksel yüzeylere karşı dayanıklı bir şekilde, elektriksel basınç kontrole ve basınçlı bir şekilde, elektriksel basınç kontrole ve basınç kontrole dayanıklı bir şekilde ihtiyaç duyar.

Baskı Gemileri ve Katları için Ortak Çelik Sınıflar

Basınç gemileri ve kazanlar için çelik notları öncelikle kimyasal kompozisyonları ve amaçlanan hizmet koşulları ile kategorize edilir. Üç ana aile karbon çelik, alaşım çelik ve paslanmaz çeliktir. Her aile içinde, minimum mekanik özellikleri, kimyasal sınırları ve ısı tedavi koşullarını tanımlayan çok sayıda ASTM vardır.

Karbon Çelikleri

Karbon çelikleri baskı gemisi endüstrisinin iş arkadaşlarıdır. Bunlar, düşük sıcaklık hizmetleri için tasarlanmış mükemmel bir denge sunar.En yaygın kullanılan özellikler, DÜŞUÇUYUŞU:0)ASTM A516 / ASME SA-516), ortalama dereceleri 70, 65 ve 60 derece yükselten ve en düşük çözünürlükte bulunan ve en düşük çözünürlükte toplam 38 ksi (485 MPa) ve minimum verim gücüdür.

Diğer önemli karbon çelik özellikleri şunlardır:

  • [FONT=0]ASTM A515 / ASME SA-515: [Dönüşük hizmet için [daha yüksek sıcaklık hizmeti için ( 1000 °F / 538°C’ye kadar) A516'dan daha yüksek karbon içeriği, bu da çevre sıcaklıklarında değerliliği ve sertliği azaltabilir.
  • [FONT=0)ASTM A537 / ASME SA-537: Bir karbon-manganese- ⁇ çelik, yüksek güç gerektiren ve geliştirilmiş sertliği artıran baskı gemileri için. Sınıflar 1, 2 ve 3, ısı tedavisinden sonra artan güç sunar.
  • [FONT:0] 10028-2 / P265GH: Avrupa'nın kazanlar ve baskı gemileri için kullanılan bir Avrupa eşdeğeri, iyi kaynaklanabilirlik ve orta sıcaklıklarda güçlü güç.

Karbon çelikleri için uygulamalar, hava alıcıları, buhar davulları, sıcak su depolama tankları ve düşük basınçlı kimyasal depolama tankları içerir. Ancak, korozyon direnci sınırlıdır. - Atmosferik korozyona karşı hassastır, hidrojen kaynaklı çatlaklar (HIC) ıslak H2S ortamları, ve oxidasyon için, bu tür olumsuz koşullar için, alaşım çelikler veya paslanmaz çelikler tercih edilir.

Metaller

Kumaş çelikleri, kromyum, molybdenum, nikel, koruyucu ve boron güç, sertlik, ürpertici direnç ve korozyon direncini artırmak için elementler içerir.

[FONT=0)ASTM A387 / ASME SA-387[[Dönetici:0) Yüksek sıcaklık hizmetindeki basınç gemilerin düşük çelik plakalarını kapsar.

  • [FONT=0)Grade 2 (1Cr-0.5Mo): ),% 1 kromozom çelik, 1000 mc kadar hizmet için hizmet için uygun% 0.5 m (538°C) geliştirilmiştir.
  • [FONT:0)Grade 11 (1.25Cr-0.5Mo): [Döne: 1] [Döne kadar 2 numaraya benzer ama yüksek kromatları için kullanılan hidrojen servisi ve bileşenleri için kullanılır.
  • [FONT:0)Grade 22 (2.25Cr-1Mo): En yaygın kullanılan Cr-Mo yüksek sıcaklık ve hidrojen içeren ortamlar için (örneğin, hidrokrackers, hidrodesulfurizerler) Nelson eğrilerine göre hidrojen saldırısına karşı direnir.
  • [FONT=0)Grade 91 (9Cr-1Mo-V): değiştirilmiş 9 kromozom, 1 molybdenum çelik, koruyucu ve niobium ekleri ile. 1100 °F (593°C) için olağanüstü bir sürü ısıtımı sağlar ve gelişmiş fosil yakıt santralleri ve petrokimya reaktörleri kullanılır.

Diğer önemli alaşım çelikleri şunları içerir:

  • [FONT=0)ASTM A203 / SA-203: Nickel çelikler (%2.25), %3.5,% 9,% Ni) krigen hizmeti için standarttır.% 9 nikel çelik, LNG tankları için standarttır.
  • [FONT=0)ASTM A517 / SA-517: Yüksek güçlü ve mizaçlı alaşım çelikler (örneğin, B, F, H, P) en az 115 ksi kadar güçlü.
  • [FONT=0)ASTM A533 / SA-533: Manganese-molybdenum ve manganese-molybdenum-nickel çelik plakaları gider ve mizdijik nükleer reaktörler için.

Kumaş çelikleri genellikle kaynak preset ve PWHT'nin hidrojen kaynaklı çatlaklardan kaçınmak ve ısı kaynaklı bölgede gerekli mekanik özellikler elde etmek için daha dikkatli bir kontrol gerektirir.

Paslanmaz Çelikler

Paslanmaz çelikler korozyon direnci, oksidasyon direnci veya kriyojenik sertlik en az% 10 kromozomu içerir, bu da pasif oksit tabakası oluşturur. basınç gemileri için, en yaygın türleri austenitic, ferritic ve duplex paslanmaz çeliktir.

[03.2012]Austenitic paslanmaz çelikler (300 serisi):).

  • [FONT=0)Type 304 (S30400): En yaygın kullanılan 18-20% Cr ve 8-10.5% Ni. Hafif ortamlardaki Mükemmel korozyon direnci, iyi formability ve kullanılabilirlik.
  • [FONT=0)Type 304L (S30403): ), Kaynaktan sonra en az hassasiyet ve intergranular korozyonunu en aza indiren düşük karbonlu versiyon.
  • [FONTNT=0)Type 316 (S31600): [DDD: 1) Madde 16-18% Cr,% 10-14 Ni ve% 2-3 Mo. Mo. molybdenum eki, klor ortamlardaki sertleştirici ve skrevice korozyonuna karşı direnci artırır.
  • [FONT=0)Type 316L (S31603): ) Low-karbon değişkeni. Ayrıca daha yüksek güç için 316LN olarak da mevcut.
  • [FONT=0)Type 321 (S32100) ve 347 (S34700): [DDD: 3) Katı gaz ekipmanı ile sabitlenmiş notlar (347), hassaslaştırmayı önlemek için. Yüksek sıcaklık hizmeti için kullanılır ( 1500 °F / 816°C) ve spertici direncine ihtiyaç vardır.

[FONT=0]Ferritic paslanmaz çelikler: Bunlar kromatografi (10.5-30%) düşük nikel ile kullanılır. Düşük korozyon direncine sahiptir ve yüksek sıcaklıklarda embrittlemente duyarlıdır ve ısı kaynaklı bölgede 430 (S43000) ve 444 (S44400).

[FONT=0]Duplex paslanmaz çelikler: [Dönetici: [Dönetici:0]Duplex paslanmaz çelikler: [DNT3205/S31803) ve 2507 (S32750) agresif kimyasal, petrol ve deniz uygulamaları için yüksek güç ve mükemmel bir direnç sağlar.

Basınç gemileri için paslanmaz çelikler, ASTM A240 / ASME SA-240 (kömücü borular), ASTM A312 (daha az boru), ve ASTM A213 (boiler tüpler) gibi özelliklerle kaplıdır.

Fabrika Sınıf Seçimi Etkisi

Bir basınç gemisi veya kazan için en uygun çelik sınıfı seçmek, tasarım, işletim ve ekonomik kısıtlamalar için sistematik bir değerlendirme gerektirir. Aşağıdaki faktörler en kritiktir:

İşletim Sıcaklık

Sıcaklık, malzemenin mekanik özelliklerini, ürpertici davranışları yönetir ve oxidasyon direncini kaybeder. Karbon çelikleri yaklaşık 800 °F (427°C) ve 900 °C'nin üzerinde grafik yapmaya başlar (A203 °C) çelikler daha yüksek sıcaklıklar için gereklidir.

Basınç Koşulları

Yüksek tasarım baskıları kalın duvarlar gerektirir. Gerekli kalınlık, malzemedeki izinli sertlik stresi tasarım sıcaklığında hesaplanabilir, ASME Bölüm VIII Bölüm 1 veya 2. Yüksek güçlü sınıflarda (örneğin, A517, duplex paslanmaz veya giderilmiş ve mizaçlar) duvar kalınlığını azaltabilir, kilo ve maliyetle değerlendirilmelidir.

Korozyon Çevresi

Korozyon üniforma, pitting, crevice, galvanic veya stres korozyon çatlakları (SCC) için (H2S), NACE MR0175 / ISO 15156, sabit sert sert sert sert sertliğe karşı dayanıklı sınırlar ve malzemeleri kontrol altına alan (SSC) çelikler gerekli olabilir.

Kumaşlama ve ısı Tedavisi

Güvenilirlik önemlidir. Karbon eşdeğerleri (CE veya CET) presettür ve havlulu ısı tedavisi (PWHT) gerekliliklerini belirlemek için hesaplanır. Yüksek CE değerleri, hidrojen çatlaklarının riskini artırır. PWHT kalın karbon çelik bölümler için zorunludur ve tüm Cr-Mo çeliklerini rahatlamak için zorlaştırır.

Maliyet ve Müsaitlik Durumu

Karbon çelikleri en ekonomik.Petrol çelikleri ve özellikle paslanmaz çelikler pound başına daha pahalı, ancak daha yüksek güç veya korozyon direnci, daha ince duvarları ve daha uzun hizmet hayatına, ilk maliyetlerin belirlenmesine izin verebilir.

Heat Treatment and Fabrication Techniques

Basınçlı çeliklerin mekanik özellikleri ısı tedavisine çok bağlıdır. En yaygın işlemler normalleşme, giderme ve mizaç (Q&T) ve stres bağımlıdır (PWHT).

  • [FONT:0) Normalleştirme: [DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜ: 0) Karbon çelikleri için yaklaşık 1650-17:50'ye (900-955°C) ısıyı takip eden ve hava soğutma ile ilgili olarak, Refines tahıl yapısını geliştirir, sertliği artırır ve A516 ve A515 plaka için tipik bir özellik sağlar.
  • [FONT=0)Quenching and Tempering (Q&T): [QT:1] Bir Atmosfere ısı, hızlı soğutma (su veya petrol), sonra sıtma sıcaklığına tekrar ısıtın (tipik olarak 1100-1300°F / 593-704°C) Yüksek gücü, A517 için kullanılır, A537 Sınıf 2/3 ve birçok Cr-Mo notu.
  • [[Dönetici:0)Post-Weld Heat Tedavisi (PWHT): ), belirli bir kalınlığın üzerinde birçok malzeme için kaynaklanmış bir montaj ısıtması (tipik olarak 1100-1350°F / 593-732°C) mevcut stresleri rahatlatmak için, ısı etkilenen bölgeyi ısıtın ve sertliği azaltır. PWHT belirli bir kalınlıktan önce birçok malzeme için zorunludur ve tüm Cr-Mo ve Q&T çelikler için kalınlıktan bağımsız olarak.

Kumaşlama yöntemleri, yuvarlanma, kaynak (SAW, SMAW, GTAW, GMAW), ve işleme yöntemleri, BETİM Bölüm IX'te yüksek hacimli ve paslanmaz çelikler için, kontrasefere karşı özel önlemler, ısı girişi kontrolü ve Interpass sıcaklık limitleri metalurjik bozulmadan kaçınmak için gereklidir (örneğin, stenitik bir şekilde bozulmamış betonlaştırma).

Test ve Kalite Güvence

Basınç gemilerinde kullanılan çelik, hizmet için spesifikasyon ve fitness için uygun bir şekilde test edilmelidir. Anahtar testleri şunları içerir:

  • [FONT=0]Tensile Test:[Dönetici: [Dönetici:0])) Elde edilen güç, çekme gücü ve elongasyon. Her bir malzeme ısısında (köpek veya temsilci Welds) yapılır.
  • [FONT=0)Charpy V-Notch Etkisi Test: Malzeme için gerekli minimum tasarım metal sıcaklığı (MDMT) özellikle kalın bölümler ve karbon çelikler için. Absorbed enerji (ft-lbf veya J) Bölüm VIII Div. 1, UCS-66/68.
  • [FONT=0)Zizman Testi: [Dönetici: [Dönetici: [Düzgöl, Rockwell veya Vickers. genellikle sour hizmeti için gerekli (NACE MR0175), ≤ HRC 22'yi karbon çelikler için sağlamak için.
  • [FONT:0)Bend Test:[Dönetici:[Dönetici) ] için gerekli prosedür yeterlilikleri ve seslendirmeyi kontrol etmek için.
  • [FONT:0) Hayırlı sınav (NDE): ), Radyografi (RT), ultrasonik (UT), manyetik parçacık (MT), sıvı penetrant (PT), ve görsel inceleme. ASME RT veya UT tüm tam penetrasyon üzerinde gerektirir, ancak Bölüm VIII'te kabul kriterlerine göre.
  • [FONT:0]Hydrostatik Test:[Dönetici: [Dönetici: 0,3 ila 1.5 kez tamamlanmış geminin son baskı testi, tasarım baskısını ( koduna bağlı olarak) kuvvet ve sızdırılmayı doğrulamak için.

Standartlar ve Sertifikalar

Dünya çapında en etkili standart, ASME özelliklerine (SA- ekleri) sahip olan malzemelerdir. Üretici, ASME koduna (U, U2, S, vb.) sahip olmalıdır.

Avrupa'da, 13445 tarafından onaylanmış Avrupa standartlarına (PED) 2014/68/EU) sahip olmak ve standartlaştırılmış standartlaştırılmış standart olarak standartlaştırılmış standart:2).

Sour hizmeti için, [[0)NACE Standard MR0175 / ISO 15156[DÜT:1), sulfid stres çatlaklarına dayanıklı malzemeler seçmek için kesin kılavuzdur.

Diğer ilgili standartlar şunları içerir:0)ASTM International[Dönetici özellikleri), [[Dönetici özellikleri), [[FONT 579 / ASME FFS-1[DÜye Olmayanlar için 3 ) ve [[Dönetici:0)ISO 3834[DÜyelik|Dönetici özellikleri)

Sertifika, değirmenden son yüklemeye kadar izlenebilirlik sağlar. Her plaka veya boru ısı numarası, spesifikasyon, not ve kalınlık ile işaretlenmelidir. Bir malzeme testi raporu (MTR) Tüm kimyasal ve mekanik testleri gerekli.

Ortak Başarısızlık Mekanizmaları ve Onların Davaları

Potansiyel başarısızlık modlarını anlamak uygun çelik sınıfı seçmek ve korumaları tasarlamak yardımcı olur.

  • [FONT:0)Creep (Stres Rupture): [DFLT:1) Yüksek sıcaklıkta zaman bağlı deformasyon. Cr-Mo çeliklerini kullanarak Adres:Grades 11, 22, 91) Bölüm II Bölüm D'de uygun tasarıma sahip rupture gücü ile.
  • [FONT:0)Fatigue:[Dönetici baskı veya termal stresler tarafından önlenebilir. malzeme seçimi (yüksek sertlik ve yorgunluk direnci) ile azaltılabilir, düz geometriler ve SAD ilk çatlakları tespit etmek için SADECE.
  • [FONT:0)Brittle Fracture: [Dönetici: [Dönetici:0]Sürekli malzemeler (Charpy) ve düşük sert bölümlerden kaçınarak, MDMT altındaki yeterli geçiş sıcaklığına sahip olmalıdır.
  • [FONT:0)Corrosion Under Yalıtım (CUI): ) Karbon çelik yüzeylerde yalıtım altında kapanan nefse saldırı.
  • [FONT:0]Hydrogen Hasarı: [Dönetici: [Dönetici:0] [Hydrogen Hasarı: [Dönetici: [Dönetici: · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
  • [FONT=0)Stress Machinery Cracking (SCC): ), klorürlerde veya klorürlerde karbon çelikleri için veya hidroksit veya nitrik çözümlerin seçimi, veya stres seviyelerinin ve sıcaklığın dikkatli kontrolü, SCC'yi engelleyebilir.

Future Trendleri

Basınç gemisi endüstrisi daha yüksek verimlilik, daha uzun yaşam ve emisyonlar için taleplerle gelişmeye devam ediyor.

  • [FONT:0) İleri Yüksek Çelikler: Yeni havali ve sıfatlı 100 ksi (örneğin, ASTM A1002 / A1012), hidrojen depolama ve ulaşım için daha hafif reaktörler sağlar.
  • [FONT:0]% 9 Nickel Steel ve Invar: için,% 9 Ni çelik (ASTM A353/A553) standart kalır, ancak Invar gibi yeni kriyojenik alaşımlar düşük termal genişleme nedeniyle büyük membran tankları olarak kabul edilir.
  • [FONT=0]Duplex ve Super Duplex Steels:[Dönetici: 1) Yüksek güç ve SCC direnişi nedeniyle deniz ve kimyasal sektörlerde kullanım kolaylığı. Lean duplex notlar (e.g., 2101) maliyet avantajları sunar.
  • [FONT:0)Eksitif ve Cladding:[Dönetici: Lazer metal depozisyon ve patlama, korozyona dayanıklı tabakaları daha ucuz karbon çelikine uygulamanıza izin verir, performansı korumak için genel maliyeti azaltır.
  • [FONT:0) Dijital Malzeme Yönetimi: [Dönetici: [Dönetici: 0,3] Blockchain ve dijital ikizler, MTR'ların ve ısı tedavi kayıtlarının izlenebilirliği için kalite güvencesini ve standartların uygunluğunu geliştirir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Basınç gemileri ve kazanlar için doğru çelik sınıfı seçmek, çok yönlü bir mühendislik kararıdır, dengeler güvenliği, performans, kumaşlanabilirlik ve maliyet.C.C.C.C.C.C.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.

Dış Kaynaklar

  • [0] Bir KOBİ Kazan ve Basınç Gemi Kodu (BPON) Genel Bakış).
  • [FONT:0]Süresel Gemi Çelikleri için AASTM Standartları ).
  • [FONT:0)NACE MR0175/ISO 15156: H2S Hizmeti için Malzemeler).
  • [FONT=0)Wikipedia: ASME BLIVE (bilgisel genel bakış)).