Boks Kracht Berekenaar & Formule (Online & Gratis)
Heb je je ooit afgevraagd hoe je kunt zorgen voor een succesvol metaalstempelproject? In deze blogpost duiken we in de kritieke factoren die uw stempelproces kunnen maken of breken....
Heb je je ooit afgevraagd welke invloed de keuze van staal heeft op de veiligheid en efficiëntie van drukvaten? Staal voor drukvaten moet bestand zijn tegen hoge drukken en temperaturen en tegen corrosie en mechanische spanning. Dit artikel onderzoekt verschillende staalsoorten, hun eigenschappen en hoe je de juiste staalsoort selecteert voor verschillende toepassingen, zodat zowel de veiligheid als de kosteneffectiviteit gegarandeerd zijn. Of je nu in de chemische of petrochemische industrie werkt, inzicht in deze principes is cruciaal voor een optimaal ontwerp en optimale prestaties van vaten. Duik in de materie en leer de essentie van het kiezen van het beste staal voor uw drukvaten.
Staal voor drukvaten verwijst naar het type staal dat wordt gebruikt bij de constructie van drukvaten. Het verwijst meestal naar hoogsterkte staal.
Om te voldoen aan verschillende ontwerp- en productievereisten zijn er verschillende staalsoorten beschikbaar op basis van hun sterktes, waaronder koolstofstaal en hoogsterkte laaggelegeerd staal.
Momenteel zijn er in China vijf staalsoorten beschikbaar voor drukvaten: 20R, 16MnR, 15MnVR, 15MnVNR en 18MnMoNbR.
Bij het ontwerp van drukvaten is het essentieel om de juiste constructiematerialen te kiezen voor een redelijke structuur, een veilige werking en een economisch ontwerp van het vat.
De keuze van staal voor drukvaten moet worden gebaseerd op de ontwerpdruk, ontwerptemperatuur en de kenmerken van het medium dat in de apparatuur zal worden opgeslagen.
Het gekozen staal moet uitstekende mechanische eigenschappen hebben, corrosiebestendig zijn, goed lassen en bestand zijn tegen koude en warme verwerkingsomstandigheden onder de ontwerpomstandigheden.
Bovendien is het belangrijk om de meest kosteneffectieve staalsoort te kiezen om de totale kosten van de apparatuur te minimaliseren.
Staal dat vaak wordt gebruikt in chemische en petrochemische installaties wordt op basis van zijn chemische samenstelling en metallurgische structuur als volgt gecategoriseerd en gedefinieerd:
IJzer-koolstoflegeringen met een mangaangehalte van minder dan of gelijk aan 1,2% en een koolstofgehalte van minder dan of gelijk aan 2,0% worden gedefinieerd als staal, zonder opzettelijke toevoeging van andere legeringselementen.
Laag koolstofstaal verwijst naar staal met een koolstofgehalte van minder dan of gelijk aan 0,25%.
Voor lasdoeleinden mag het koolstofgehalte van staal dat wordt gebruikt voor de constructie van drukcomponenten niet hoger zijn dan 0,25% om te garanderen dat het staal aan de volgende eisen voldoet lasbaarheid.
Daarom wordt doorgaans laag koolstofstaal gebruikt voor het lassen van drukvaten.
Het koolstofstaal dat in deze materiaalselectie richtlijnen verwijst naar staal met een laag koolstofgehalte.
Laag gelegeerd staal is een term die zowel laaggelegeerd hoogsterkte staal als parelitisch hittebestendig staal omvat.
Laaggelegeerd hoogsterkte staal verwijst naar staal met een legeringsgehalte van minder dan 3,0% dat is ontworpen om de sterkte en algemene eigenschappen te verbeteren. Voorbeelden van dergelijk staal zijn 16MnR en 15MnV.
Pearlitisch hittebestendig staal verwijst naar staal met een laag koolstofgehalte waarvan de hittebestendigheid en waterstofbestendigheid worden verbeterd door toevoeging van legeringselementen zoals chroom (Cr ≤ 10%) en molybdeen. Voorbeelden van dergelijk staal zijn 18MnMoNb en 15CrMo.
Roestvrij staal is een soort staal dat een austenitische metallurgische structuur heeft bij kamertemperatuur. Voorbeelden van dergelijk staal zijn Cr18Ni9 en Cr17Ni12Mo2.
Ferritisch roestvrij staal is een type roestvast staal dat een ferritische microstructuur heeft bij kamertemperatuur. Een voorbeeld van zo'n staal is Cr13Al.
Martensitisch roestvrij staal is een type roestvast staal dat een martensitische microstructuur heeft bij kamertemperatuur. Een voorbeeld van zo'n staal is Cr13.
De materialen die worden gebruikt bij de fabricage van drukvaten moeten voldoen aan de voorschriften in GBT 150 voor stalen drukvaten.
De bovengrens van de gebruikstemperatuur voor een specifieke staalsoort is de maximumtemperatuur waarbij de specifieke toelaatbare spanningswaarde, zoals vermeld in de tabel met toelaatbare spanningen, kan worden gebruikt.
Raadpleeg de relevante normen voor informatie over de chemische samenstelling, mechanische eigenschappen bij normale temperatuur, beschikbaarheid en andere details van binnenlandse staalsoorten die vergelijkbaar zijn met de specificaties in ASME-II.
Vanuit het oogpunt van inkoop en productie is het wenselijk om staal met een breed scala aan variëteiten en specificaties te gebruiken voor containers.
(1) Koolstofstaal:
De selectie van Q235-A, F, Q235-A, Q235-B en Q235-C staalsoorten moeten voldoen aan de specifieke bepalingen van GB150.
Voor drukcomponenten met een wanddikte van minder dan 8 mm, koolstof staalplaat heeft de voorkeur.
Wanneer de wanddikte van drukcomponenten de stijfheid beïnvloedt, heeft koolstofstaal de voorkeur.
(2) Laag gelegeerd staal:
Voor drukcomponenten waarbij de wanddikte van invloed is op de sterkte, moeten achtereenvolgens koolstofstaal en laaggelegeerd staal worden gekozen, waarbij ervoor moet worden gezorgd dat ze voldoen aan het toepassingsgebied.
Hieronder vallen stalen platen zoals 20R, 16MnR, 15MnVR en andere.
Koolstofstaal en koolstofmangaanstaal mogen niet voor langere tijd bij 425℃ worden gebruikt, omdat dit kan leiden tot de ontbinding van cementiet in het staal, waardoor de carbidefase wordt gegrafitiseerd. Dit vermindert de sterkte, plasticiteit en slagvastheid van het materiaal, waardoor het bros en ongeschikt voor gebruik wordt.
In plaats daarvan moet parelitisch hittebestendig staal met een laag koolstofgehalte worden gebruikt.
(3) Pearlitisch hittebestendig staal:
Pearlitisch hittebestendig staal wordt vaak gebruikt voor hittebestendige of waterstofbestendige toepassingen met een ontwerptemperatuur boven 350℃.
(4) Austenitisch roestvrij staal:
Austenitisch roestvast staal wordt voornamelijk gebruikt in omstandigheden die corrosiebestendigheid vereisen of de behoefte aan schone, niet-verontreinigde materialen zonder ijzerionen.
Austenitisch roestvast staal mag niet worden gebruikt als hittebestendig staal met een ontwerptemperatuur hoger dan 500℃.
Austenitisch roestvast staal wordt meestal alleen gebruikt als staal voor lage temperaturen als laaggelegeerd staal niet kan worden geselecteerd voor toepassingen bij lage temperaturen.
Voor diktes groter dan 12 mm wordt de voorkeur gegeven aan composietstaal van austenitisch roestvast staal.
(5) Staal met lage temperatuur:
Staal voor lage temperaturen moet over het algemeen worden gekozen voor toepassingen waarbij de ontwerptemperatuur lager is dan of gelijk is aan -20℃ (exclusief lage spanning).
Als het staal wordt gebruikt onder zijn brosse overgangstemperatuur en de spanning een bepaalde waarde bereikt, kan brosse breuk optreden.
Om brosse breuk te voorkomen, moet het materiaal een bepaald taaiheidsniveau hebben bij de gebruikstemperatuur, dat wordt gemeten door middel van een kerfslagtest. De vereisten voor de kerfslagwaarde worden gespecificeerd op basis van de treksterkte van het materiaal.
Naast het voldoen aan de eisen voor treksterkte en treksterkteStaal voor lage temperaturen moet ook voldoen aan de eisen voor slagvastheid.
(6) Corrosiebestendig staal:
Waterstofcorrosiebestendig staal - Wanneer pearlitisch hittebestendig staal wordt gebruikt als waterstofbestendig staal voor hoge temperaturen, kan langdurig gebruik bij hoge temperaturen leiden tot de ophoping van methaan uit de chemische reactie tussen waterstof opgelost in staal en koolstof, wat leidt tot inwendige scheuren of zelfs barsten (bijv. waterstofbrosheid).
Daarom moet bij het werken met waterstof bij hoge temperaturen de Nelson-curve worden gecontroleerd op basis van de partiële waterstofdruk van het materiaal (ontwerpdruk vermenigvuldigd met het volumepercentage waterstof) en de ontwerptemperatuur om de geschikte staalsoort te bepalen.
De Nelson-curve is te vinden in HG20581.
(7) Staal voor niet-drukcomponenten:
GB150 specificeert het staal voor drukvaten, maar er zijn geen geschreven bepalingen voor niet-drukcomponenten.
HG20581 bevat de volgende bepalingen voor de keuze van staal voor niet-drukcomponenten:
Op basis van de ondergrens van de bedrijfstemperatuur, het belang en de druk van de componenten worden de overeenkomstige coëfficiënten K1, K2 en K3 als volgt geselecteerd:
Coëfficiënt hoge temperatuur K1:
T> 0℃, K1=1; 0℃≤T > -20℃, K1=2; -20℃≤T, K1=3.
Belangcoëfficiënt K2:
Als er schade optreedt, heeft dit alleen plaatselijke gevolgen voor de apparatuur, K2=1;
Als er schade optreedt, heeft dit invloed op de hele apparatuur, K2=2.
Stressniveaucoëfficiënt K3:
Laag stressniveau, K3=1;
Het spanningsniveau is kleiner dan of gelijk aan 2/3 van de toelaatbare spanning, K3=2;
Het spanningsniveau is groter dan 2/3 van de toelaatbare spanning, K3=3.
K= K1+ K2 + K3
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
ES 
FR 
RU 
DE 
PT 