Jedním z klíčových problémů, které je třeba vzít v úvahu při návrhu ventilu a výběru materiálu, je provozní teplota ventilu. Aby byla standardizována vhodná pracovní teplota hlavního materiálu ventilu, vhodná pracovní teplota hlavního materiálu ventilu používaného v petrochemickém, chemickém, hnojivovém, elektroenergetickém a metalurgickém průmyslu mé země z hlediska materiálových vlastností různé typy ventilových ocelí a slitin a souvisejících požadavků Požadavky stanovily jasné předpisy pro návrh, výrobu a kontrolu produktů ventilů. Kromě toho by z hlediska technického řízení, řízení výroby a nákupu materiálu měl být každý typ oceli vybrán s dobrým komplexním výkonem a není vhodné používat příliš mnoho druhů oceli a slitin, aby se předešlo záměně.
1 Přehled
Jedním z klíčových problémů, které je třeba vzít v úvahu při návrhu ventilu a výběru materiálu, je provozní teplota ventilu. Aby byla standardizována vhodná pracovní teplota hlavního materiálu ventilu, vhodná pracovní teplota hlavního materiálu ventilu používaného v petrochemickém, chemickém, hnojivovém, elektroenergetickém a metalurgickém průmyslu mé země z hlediska materiálových vlastností různé typy ventilových ocelí a slitin a souvisejících požadavků Požadavky stanovily jasné předpisy pro návrh, výrobu a kontrolu produktů ventilů. Kromě toho by z hlediska technického řízení, řízení výroby a nákupu materiálu měl být každý typ oceli vybrán s dobrým komplexním výkonem a není vhodné používat příliš mnoho druhů oceli a slitin, aby se předešlo záměně.
Podmínky nízké teploty
2.1 Kryogenní materiál ventilu
Ventily pro ultranízké teploty [-254 (kapalný vodík) ~ -101 stupeň C (etylen)] Hlavním materiálem musí být austenitická nerezová ocel, slitina mědi nebo slitina hliníku s plošně centrovanou kubickou mřížkou. Nízkoteplotní mechanické vlastnosti po tepelném zpracování, zejména nízkoteplotní rázy Houževnatost musí splňovat požadavky normy.
K výrobě kryogenních ventilů lze použít následující austenitické nerezové oceli. ASTM A351 CF8M, CF3M, CF8 a CF3, ASTM A182 F316, F316L, F304 a F304L, ASTM A433 316, 316L, 304, 304L a CF8D (navrženo firmou Lanzhou High Pressure Valve Factory, tovární kód standardního ventilu GF 15}}). Tělo ventilu, víko, šoupátko nebo kotouč ventilu pro ultranízké teploty musí být před dokončením kryogenně ošetřeny v kapalném dusíku (-196 stupňů).
2.2 Kryogenní materiál ventilu
Mezi hlavní materiály vhodné pro nízkoteplotní ventily (-100--30 stupeň ) patří nízkoteplotní austenitická nerezová ocel a feritická a martenzitická ocel pro nízkoteplotní tlakové díly.
Mezi austenitické nerezové oceli pro nízké teploty patří ASTM A351 CF8M, CF3M, CF8 a CF3, ASTM A182 F316, F316L, F304 a F304L, ASTM A433 316, 316L, 304, 304L a CF8D.
Feritické a martenzitické oceli pro nízkoteplotní tlakové díly zahrnují ASTM A352 LCA (-32 stupeň), LCB, LCC (-46 stupeň), LC1 (-59 stupeň), LC2, LC211 ({{ 7}} stupeň) a LC3 (-100 stupeň).
Primární cena materiálů ve standardu ASTM A352 je nízká, ale chemické složení musí mít spolehlivé a velmi přísné tovární interní kontrolní standardy během tavení. Jeho proces tepelného zpracování je komplikovaný a vyžaduje vícenásobné kalení a temperování, aby splnil požadavky normy na houževnatost při nízké teplotě, a výrobní cyklus je dlouhý. Pokud nízkoteplotní rázová houževnatost nesplňuje standardní požadavky, není dovoleno ji používat jako nízkoteplotní ocel. Proto se používá pouze tehdy, když je výrobní dávka velká a lze ji tavit v peci, a obecně se používá austenitická nerezová ocel.
3. Nekorozivní pracovní podmínky
Pokud jsou pracovním médiem ventilu nekorozivní látky, jako je voda, pára, vzduch a olej, obecně se používá uhlíková ocel. Uhlíková ocel pro ventily se vztahuje na WCB, WCC litou ocel a kovanou ocel ASTM A105 v normě ASTM A216. Vhodná pracovní teplota uhlíkové oceli pro ventily je -29-425 stupňů. Avšak z důvodu bezpečnosti, vzhledem k tomu, že pracovní teplota média může kolísat, by provozní teplota obecné uhlíkové oceli neměla překročit 400 stupňů.
4. Korozní podmínky
4.1 Chrom-molybdenová vysokoteplotní ocel
Cr-Mo vysokoteplotní litá ocel použitá pro ventil používá hlavně WC6, WC9 a C5 (ZG1Cr5Mo) v normě ASTM A217 a odpovídající valivé materiály jsou F11, F22 a F5 v normě ASTM A182.
⑴ Chrom-molybdenová ocel s nízkým obsahem chromu
Mezi chrom-molybdenové oceli s nízkým obsahem chromu patří WC6, WC9, F11 a F22. Použitelným pracovním médiem je voda, pára a vodík a není vhodné pro ropné produkty obsahující síru. Vhodná pracovní teplota WC6 a F11 je -29-540 stupňů a vhodná pracovní teplota WC9 a F22 je -29-570 stupňů.
⑵ Chrom pět molybdenová vysokoteplotní ocel
Chromová pětimolybdenová vysokoteplotní ocel má C5 (ZG1Cr5Mo) a F5 a jejím použitelným pracovním médiem je voda, pára, vodík a olej obsahující síru atd.
Pokud je C5 (ZG1Cr5Mo) použit pro vodní páru, jeho maximální pracovní teplota je 600 stupňů. Při použití v pracovních médiích, jako jsou oleje obsahující síru, je maximální pracovní teplota 550 stupňů. Proto je stanoveno, že provozní teplota C5 (ZG1Cr5Mo) je menší nebo rovna 550 stupňům.
4.2 Nerezová ocel odolná proti kyselinám
Nerezová ocel odolná vůči kyselinám označuje chromniklovou nebo chromniklmolybdenovou nerezovou ocel odolnou vůči kyselinám používanou v petrochemickém, chemickém průmyslu a průmyslu hnojiv pro odolnost proti korozi, jako je kyselina dusičná, kyselina sírová, kyselina octová a organické kyseliny. Nerezová a kyselinovzdorná litá ocel používá hlavně CF8, CF8M, CF3, CF3M, CF8C, CD-4MCu a CN7M ve standardu ASTM A743 nebo ASTM A744 a odpovídající valivé materiály jsou F304, F316, F304L v standard ASTM A182, F316L, F347, F53 a US UNS N08020.
⑴Cr-Ni nerezová ocel
Cr-Ni nerezové a kyselinovzdorné oceli zahrnují CF8, CF3, F304, F304L, CF8C a F347, které jsou vhodné pro oxidaci kyselin jako je kyselina dusičná jako pracovní médium. Jeho maximální pracovní teplota je menší nebo rovna 200 stupňům.
⑵Cr-Ni-Mo nerezová ocel
Cr-Ni-Mo nerezové a kyselinovzdorné oceli zahrnují CF8M, CF3M, F316 a F316L, které jsou vhodné pro redukci kyselin jako je kyselina octová jako pracovní médium.
CF8M, CF3M atd. mohou nahradit CF8 a CF3, ale CF8 a CF3 nemohou nahradit CF8M a CF3M. Proto nerezové a kyselinovzdorné ocelové ventily ve Spojených státech a dalších zemích používají hlavně CF8M a CF3M a jejich maximální pracovní teplota je menší nebo rovna 200 stupňům.
⑶ Slitina CN7M
Slitina CN7M má dobrou celkovou odolnost proti korozi, je široce používána v drsných korozních podmínkách, včetně kyseliny sírové, kyseliny dusičné, kyseliny fluorovodíkové a zředěné kyseliny chlorovodíkové, žíravé alkálie, mořské vody a roztoku horké chloridové soli atd., Zvláště dostupné v kyselině sírové s různé koncentrace a teploty v rozsahu 70 stupňů nebo méně. Provozní teplota slitiny CN7M a UNS N08020 je -29-450 stupňů.
⑷ Duplexní nerezová ocel
Duplexní nerezová ocel (tabulka 1) je precipitačně kalená nerezová ocel, která obsahuje 35 % až 40 % austenitu ve feritové matrici a její mez kluzu je asi 2krát vyšší než mez kluzu 19Cr-9Ni austenitické nerezové oceli. Times, a má vysokou tvrdost a dobrou plasticitu a rázovou houževnatost. Je zvláště vhodný pro použití v korozních pracovních podmínkách otěru i eroze, takže je široce používán v silně kyselých pracovních podmínkách oxidace a redukce a má zvláštní odolnost proti praskání korozí pod napětím v prostředí s chlórem. Provozní teplota duplexní nerezové oceli CD-4MCu, CD3MN, CE3MN a F53 je -29-316 stupňů.
4.3 Slitina na bázi niklu odolná proti korozi
Ventily ze slitiny niklu odolné proti korozi jsou převážně litá slitina Monel (M35-1), slitina niklu (CZ-100), slitina Inconel (CY-40), Hastelloy B (N{ {5}}MV) ve standardu ASTM A494. , N-7M) a Hastelloy C (CW-12MW, CW-7M, CW-6MC, CW-2M).
Valivé materiály ze slitiny Monel používané pro ventily ze slitiny Monel odolné proti korozi jsou hlavně UNS N04400 (Monel 400) a UNS N05500 (Monel K500). Neexistuje žádný odpovídající válcovaný materiál pro litou niklovou slitinu a válcovaný materiál slitiny Inconel je Inconel 600 a Inconel 625 atd.
⑴ Monel
Slitina Monel (Monel) má vysokou pevnost a houževnatost, zejména má vynikající odolnost proti korozi pro snížení kyselého a silného alkalického média a mořské vody. Proto se obvykle používá k výrobě zařízení a ventilů pro dopravu kyseliny fluorovodíkové, solanky, neutrálního média, alkalické soli a redukční kyseliny a je také vhodný pro suchý plynný chlor, plynný chlorovodík, vysokoteplotní plynný chlor 425 stupňů a vysoký 450 stupňů teplota plynný chlorovodík atd. Střední, ale neodolné vůči korozi médií obsahujících síru a oxidačních médií (jako je kyselina dusičná a média s vysokým obsahem kyslíku). Materiálový kód ventilu je slitina Monel jako celek, kódové označení materiálu ventilu je slitina Monel, kódové označení materiálu ventilu je C/M, když je plášť uhlíková ocel, a kódový název materiálu ventilu je P/M, když je plášť CF8. Když je tělo CF8M, kód materiálu ventilu je R/M. Vhodná pracovní teplota slitiny Monel M35-1, Monel 400 a slitina Monel K500 je -29-480 stupňů.
⑵ Litá slitina niklu
Chemické složení lité niklové slitiny (CZ-100) je 95 %Ni a 1.00%C a neexistuje žádný odpovídající válcovaný materiál. Pokud se CZ-100 používá ve vysokoteplotním, vysoce koncentrovaném nebo bezvodém alkalickém roztoku, má vynikající odolnost proti korozi. CZ-100 se často používá při výrobě chloru a louhu s vysokou korozívní koncentrací (včetně roztaveného bezvodého hydroxidu sodného) a v případech, kdy kovy jako měď a železo nemohou kontaminovat produkty. Materiálový kód ventilu CZ-100 ze slitiny niklu je Ni. Vhodná pracovní teplota slitiny CZ-100 je -29-316 stupňů .
⑶ Slitina Inconel
Slitina Inconel (Inconel) CY-40 a Inconel 600 (ASTM B564 N06600) se používají hlavně pro odolnost proti korozi pod napětím, zejména pro vysoce koncentrované chloridové médium. Když je obsah Ni větší nebo roven 45 %, má silný účinek na chloridovou stresovou korozi "imunitní" efekt. Kromě toho může také odolávat korozi vroucí koncentrované kyseliny dusičné, dýmavé kyseliny dusičné, vysokoteplotního plynu obsahujícího síru a vanad a produktům spalování.
Slitina Inconel se široce používá při výrobě komponentů pro systémy napájecí vody kotlů v jaderných elektrárnách, protože je bezpečnější než nerezová ocel. Zároveň je vhodný i pro průmyslovou výrobu vyžadující vysokou pevnost, vysokotlaké těsnění, vysokou odolnost proti korozi, odolnost proti mechanickému opotřebení a oxidaci při vysokých teplotách. Například velká továrna na chemická hnojiva používá Inconel 600 nebo slitinu Inconel 625 (válcovaný produkt Hastelloy CW-6MC) k výrobě vysokotlakých (600-1500LB) ventilů s vysokou koncentrací kyslíku atd. . Kód materiálu ventilů ze slitiny CY-40 a Inconel 600 je In. Vhodná pracovní teplota je -29~650 stupňů .
⑷ Hastelloy
Hastelloy (Hastelloy) je obchodní název, který zahrnuje řadu druhů slitin používaných hlavně pro ventily odolné proti korozi jsou Hastelloy B (Hastelloy B) a Hastelloy C (Hastelloy C).
Odlévané slitiny Hastelloy B (Hastelloy B) jsou N-12MV (N-12M-1) a N-7M podle normy ASTMA494 (některé materiály jsou tzv. N-12M-2, také známá jako slitina Chlorimet2) a její válcovací třída je UNS N10665 v normě ASTM B335. Hastelloy B je odolný vůči různým koncentracím kyseliny chlorovodíkové a je odolný i vůči neoxidačním solím a kyselinám. Pro korozivzdorné ventily Hastelloy B by měl být vybrán nízkouhlíkový Hastelloy B (N-7M) s ohledem na odolnost proti korozi a odolnost proti mezikrystalové korozi. Materiálový kód slitiny Hastelloy nemá v průmyslu ventilů žádné předpisy. Materiálový kód ventilu Hastelloy B lze přímo vyjádřit jakostí lité slitiny. Vhodná pracovní teplota Hastelloy B je -29 stupeň -425 stupeň.
Odlévané slitiny Hastelloy C (Hastelloy C) jsou CW-12MW (některé materiály se nazývají CW-12M-1) a CW-7M (CW{{4 }}M-2, také známá jako slitina Chlorimet3) a slitina Hastelloy C -276, její třída slitiny na odlévání je CW-6MC a slitina Hastelloy C-4, její slitina na odlévání stupeň je CW-2M. Odlévané Hastelloy CW-7M, CW-12MW, CW-6MC a CW-2M odpovídají třídám válcování UNS N10001, UNS N10003, UNS N10276 a UNS N06455. Hastelloy C je odolný vůči oxidačním rozpouštědlům, kyselině chlorovodíkové a kyselině dusičné při pokojové teplotě.
4.4 slitina titanu
Titan (Ti) má vysokou pevnost, nízkou hmotnost, dostatečně vysokou tepelnou odolnost a houževnatost při nízkých teplotách a dobrý výkon při zpracování a svařování. Používá se především pro odlévání čistého titanu a kování čistého titanu ZTA2 při výrobě ventilů.
Titan vykazuje korozní odolnost, nekorozní odolnost nebo dokonce požár a výbuch vůči korozivním médiím v důsledku různých pracovních podmínek, jako je teplota. Proto by měl být při objednávce a návrhu jasně specifikován druh (koncentrace, teplota atd.) použitého média.
Titanové ventily mají vynikající odolnost proti korozi v různých oxidačních, vysoce korozivních a neutrálních médiích.
Titan má vynikající odolnost proti korozi v kyselině dusičné pod bodem varu a koncentraci menší nebo rovnou 80 %. V dýmavé kyselině dusičné, když obsah NO2 překročí 2 % a obsah vody je nedostatečný, reakce mezi titanem a dýmavou kyselinou dusičnou exploduje. Proto se titan obecně nepoužívá ve vysokoteplotní kyselině dusičné s obsahem vyšším než 80 %.
Titan není odolný proti korozi v kyselině sírové a titan má střední odolnost proti korozi v kyselině chlorovodíkové. Obecně se má za to, že průmyslově čistý titan lze použít v kyselině chlorovodíkové s koncentrací 7,5 % při pokojové teplotě, 3 % při 60 stupních a 0,5 % při 100 stupních. Titan lze také použít při 30 % při 35 stupních, 10 % při 60 stupních a 100 % při 60 stupních. Ve 3% kyselině fosforečné ve stupni .