Kemiallisissa tehtaissa, teräsputket ovat kriittinen osa infrastruktuuria, kuljettaa erilaisia nesteitä, kaasuja ja kemikaaleja. Näiden putkilinjojen sopivan terästyypin valinta riippuu useista tekijöistä, mukaan lukien korroosionkestävyys, paineenkäsittely, mekaaninen lujuus ja lämpötilan sietokyky. Tämä artikkeli perustuu sopivimpiin terästyyppeihin kemiallisissa tehtaissa käytetyille putkille, selittäen niiden ominaisuudet ja näkökohdat, jotka ohjaavat niiden käyttöä tässä vaativassa ympäristössä.
1. Kemiallisten putkistojen vaatimusten ymmärtäminen
Kemialliset tehtaat käsittelevät tyypillisesti monenlaisia aineita, joista monet ovat syövyttäviä, happamia tai alkalisia. Sellaisenaan valmistusputkiin käytetyn teräksen on täytettävä erityiset vaatimukset:
Korroosionkestävyys: Kemikaalit, kuten hapot, alkalit ja suolat, voivat heikentää metalleja vakavasti ajan myötä. Siksi teräksellä on oltava erinomainen korroosionkestävyys hajoamisen estämiseksi ja rakenteellisen eheyden ylläpitämiseksi.
Mekaaninen lujuus: Kemiallinen prosessointi sisältää usein korkeat paineet ja lämpötilat, mikä edellyttää terästä, joka kestää nämä voimat ilman vikaantumista.
Kestävyys ja pitkäikäisyys: Kemiallisten kasvien kysyntämateriaalien ankarat käyttöolosuhteet, jotka voivat kestää kulumista, vähentäen ylläpito- ja korvauskustannuksia.
2. Terästyypit kemiallisille tehtaalle
Kemiallisten tehtaiden putkilinjoihin käytetään yleisesti useita teräslejeeroja, joista jokaisella on ainutlaatuiset ominaisuudet, jotka sopivat tiettyihin sovelluksiin. Ensisijaiset tyypit ovat:
2.1. Ruostumaton teräs (Austenitic -sarja)
Ruostumaton teräs on ylivoimaisesti yleisimmin käytetty materiaali kemiallisten tehtaiden putkissa sen korroosionkestävyyden ja monipuolisuuden vuoksi. Monien ruostumattoman teräksen tyyppien joukossa kemiallisiin putkistoihin sopivimmat ovat Austenitis -sarjan, pääasiassa 304 ja 316 ruostumattoman teräksen.
304 Ruostumaton teräs: Tämä on yleisimmin käytetty ruostumattomasta teräksestä valmistettu seos monille kemianteollisuudelle. Se tarjoaa erinomaisen korroosionkestävyyden, etenkin monille kemikaaleille, ja se on helppo valmistaa. 304 Ruostumaton teräs on kestävä hapettumiselle ja korroosiolle sekä sisä- että ulkoympäristöissä. Se ei kuitenkaan välttämättä riitä erittäin syövyttäville aineille, kuten rikkihappo tai kloorikaasu.
316 Ruostumaton teräs: Tämä on ylivoimainen ruostumattoman teräksen muoto verrattuna 304: een. Se sisältää molybdeeniä, mikä parantaa senkestävyyttä kloridikorroosiolle. Se on erittäin sopiva kemiallisille kasveille, jotka käsittelevät aggressiivisempia kemikaaleja, kuten suolahappoa, rikkihappoa ja klooria, mikä tekee siitä go-to-materiaalin syövyttäviin ympäristöihin. Sen korkea vastustuskyky ja raon korroosio tekee siitä myös ihanteellisen meriympäristöille tai tilanteille, joilla on suolaveden altistuminen.
Austeniittisen ruostumattoman teräksen ominaisuudet:
Korkea korroosiokestävyys
Ei-magneettinen
Erinomainen lujuus-paino-suhde
Kyky kestää äärimmäiset lämpötilat (jopa 800 ° C)
2.2. Duplex ruostumaton teräs
Duplex -ruostumaton teräs on hybridimateriaali, joka yhdistää austeniittisen ja ferriitisen teräksen edut. Se sisältää suuren prosenttimäärän kromia ja molybdeeniä, mikä antaa sille poikkeuksellisen resistenssin korroosiolle, etenkin ympäristöissä, jotka altistuvat klorideille ja muille aggressiivisille kemikaaleille.
Sovellukset: Duplex -ruostumaton teräs sopii erityisesti kemiallisiin kasveihin, joissa on altistuminen sekä matalalle että korkeille lämpötiloille ja kemikaaleille, kuten rikkihappo, kloori ja muut halogenidiliuokset.
Ruostumattoman teräksen duplex -ominaisuudet:
Korkeampi lujuus kuin austeniittinen teräs
Erinomainen vastus stressikorroosiohalkeiluun
Kustannustehokas aggressiivisiin kemiallisiin ympäristöihin
2.3. Hiiliteräs
Vaikka hiiliterästä käytetään laajasti monilla toimialoilla, sen käyttö kemiallisissa tehtaissa on rajoitetumpaa verrattuna ruostumattomaan teräkseen sen alhaisemman korroosionkestävyyden vuoksi. Hiiliteräs voi kuitenkin olla sopiva putkistoille, joissa on vähemmän aggressiivisia aineita tai järjestelmiä, jotka on päällystetty tai vuorattu lisäsuojaimiseksi.
Sovellukset: Hiiliterästä käytetään usein toimialoilla, joilla kuljetettavat kemikaalit ovat vähemmän syövyttäviä tai joissa putkea voidaan käsitellä suojapinnoitteella.
Hiiliteräksen ominaisuudet:
Korkea vetolujuus ja sitkeys
Suhteellisen alhaiset kustannukset
Vaatii lisäpinnoitteita tai vuorauksia korroosionkestämiseksi
Rajoitettu syöttöön tai lievästi syövyttäviin sovelluksiin
2.4. Seosteräs
Ympäristöissä, joissa kyseessä on äärimmäiset lämpötilat ja paineet, seosteräksiä voidaan käyttää niiden lujuuteen ja kestävyyteen lämmön laajenemiseen ja korroosioon. Kromi-molybdeeni (CR-MO) -teräs on putkistoissa käytetty yleinen seos, joka tarjoaa erinomaisen suorituskyvyn korkeissa lämpötiloissa ja vastustaa hapettumista ja korroosiota.
Sovellukset: Seosteräsputkia käytetään tyypillisesti korkeapainejärjestelmissä tai aineet kuljetettaessa kohonneissa lämpötiloissa. Ne nähdään usein jalostamoissa ja voimalaitoksissa, ja niitä voidaan käyttää sekä nestemäisiin että kaasun kuljetukseen.
Seosteräksen ominaisuudet:
Korkea lämpötila ja painetoleranssi
Hyvä korroosionkestävyys, kun se on oikein seosta
Erinomainen vahvuus
2.5. Nikkeli-seosteräs
Nikkeliseoksia, kuten Inconel tai Hastelloy, käytetään erittäin syövyttävissä ympäristöissä. Nämä seokset tunnetaan kyvystään kestämään ankaria kemikaaleja, kuten voimakkaita happoja (esim. Hiihto- tai rikkihappo) ja korkean lämpötilan sovelluksia.
Sovellukset: Kemialliset kasvit, jotka käsittelevät erittäin reaktiivisia tai syövyttäviä kemikaaleja, kuten hapot, kloridit tai halogeenit, luottavat usein nikkeliseoksiin niiden putkilinjajärjestelmien eheyden ylläpitämiseksi.
Nikkeli-seosteräksen ominaisuudet:
Poikkeuksellinen korroosion vastus äärimmäisissä ympäristöissä
Korkea lujuus ja vakaus kohonneissa lämpötiloissa
Kallis, mutta välttämätön aggressiivisimpiin kemiallisiin sovelluksiin
3. Kemiallisten tehtaiden putkistojen terästä valittaessa otettavia tekijöitä
Kun valitset terästyypin kemialliselle tehdasputkelle, on otettava huomioon useita tekijöitä varmistaaksesi, että teräs vastaa operatiivisia tarpeita:
Kuljetustyyppi: Jokaisella kemikaalilla on oma korroosioprofiili. Esimerkiksi hapot, kuten rikkihappo tai suolahappo, vaativat materiaaleja, joilla on poikkeuksellinen vastustuskyky pistokselle ja stressikorroosiohalkeille.
Lämpötila- ja paineolosuhteet: Korkeat lämpötilat vaativat teräkset, jotka kestävät lämpöjännitystä, kun taas korkeat paineet vaativat voimakkaita ja muodonmuutoksen kestäviä materiaaleja.
Mekaaniset ominaisuudet: Vahvuus, sitkeys ja sitkeys ovat kriittisiä sovelluksissa, joissa putkien on kestävä mekaanisia rasituksia, kuten paineen tai iskujen muutoksia.
Kustannukset ja saatavuus: Vaikka seosteräkset ja ruostumattomat teräkset tarjoavat erinomaisen korroosionkestävyyden, ne ovat korkeamman hinnan. Hiiliteräs ja päällystetyt teräkset voivat tarjota edullisempia vaihtoehtoja ei-kriittisiin sovelluksiin.
4. Korroosionkestävyys- ja suojelustrategiat
Vaikka tietyt teräkset, kuten 316 ruostumatonta terästä tai duplex -ruostumattomasta teräksestä, ovat erittäin kestäviä korroosiolle, putkien suojaamiseksi voidaan tarvita lisästrategioita:
Pinnoitteet ja vuoraukset: Suojapinnoitteiden, kuten epoksi tai muovivuorien, levittäminen voi auttaa parantamaan teräsputkien pitkäikäisyyttä, etenkin syövyttävissä ympäristöissä.
Katodinen suojaus: Tämä tekniikka sisältää pienen sähkövarauksen asettamisen putkilinjaan korroosiota aiheuttavien reaktioiden torjumiseksi.
Säännöllinen huolto: Putkilinjajärjestelmän säännöllinen tarkastus ja ylläpito voi auttaa havaitsemaan ongelmia varhain ja estämään merkittäviä vaurioita.
Johtopäätös
Putkistojen oikean tyyppisen teräksen valitseminen kemiallisessa tehtaalla on kriittinen päätös, joka vaikuttaa laitoksen toiminnan yleiseen turvallisuuteen, tehokkuuteen ja pitkäikäisyyteen. Austeniittiset ruostumattomat teräkset, kuten 304 ja 316 Aggressiivisempia sovelluksia varten nikkeliseokset ja seosteräkset ovat välttämättömiä, vaikkakin korkeammilla kustannuksilla.
Oikea valinta riippuu kattavasta ymmärryksestä kuljetettavista kemikaaleista, ympäristöolosuhteista, mekaanisista rasituksista ja kustannusnäkökohdista. Sijoittaminen oikeaan materiaaliin ei vain varmista laitoksen turvallisuuden, vaan myös vähentää ylläpitokustannuksia ja pidentää putkilinjajärjestelmien elinikäistä.
