Vysoce pevná nerezová ocel používaná v leteckých aplikacích

/v /podle

Obvykle nazýváme pevnost v tahu vyšší než 800MPa, mez kluzu vyšší než 500MPa nerezová ocel je vysoce pevná nerezová ocel, mez kluzu vyšší než 1380MPa se nazývá nerezová ocel s ultra vysokou pevností. Rozvoj leteckého průmyslu prokázal, že zlepšování výkonu letadel a leteckých motorů do značné míry závisí na kovových materiálech. Vzhledem k vysoké pevnosti, vysoké houževnatosti, vysoké odolnosti proti praskání v důsledku koroze a dobré odolnosti oceli proti nárazu se stále používají některé klíčové konstrukční součásti letadel, jako je podvozek, nosník, vysoce namáhané spoje, spojovací prvky a další vysoce pevná nerezová ocel.

Vysoce pevná nerezová ocel zahrnuje především martenzitovou precipitačně kalenou nerezovou ocel a poloaustenitovou precipitačně kalenou nerezovou ocel. Pevnosti martenzitické precipitační kalené nerezové oceli je dosaženo martenzitovou transformací a precipitačním kalením, výhodou je vysoká pevnost, zároveň díky nízkému obsahu uhlíku, vysokému obsahu chrómu, vysokému obsahu molybdenu a/nebo vysokému obsahu mědi její korozní odolnost obecně není austenitická nerezová ocel méně než 18Cr-8Ni; Volné řezání, dobrá svařovací schopnost, nepotřebují místní žíhání po svařování, proces tepelného zpracování je relativně jednoduchý. Hlavní nevýhodou je, že i v žíhaném stavu je jeho struktura stále nízkouhlíkový martenzit, takže je obtížné provádět hluboké deformace za studena. Typická třída oceli je 17-4PH a PH13-8Mo, používané pro výrobu vysoce pevných součástí ložisek odolných proti korozi, jako jsou součásti ložisek motoru, upevňovací prvky atd. pracujících při 400 ℃. PH13-8Mo je široce používán v konstrukčních částech leteckých ložisek odolných proti korozi při střední teplotě.

Poloaustenitovou precipitací kalenou nerezovou ocel lze obrábět, za studena deformovat a svařovat v austenitovém stavu, a poté lze transformaci martenzitu a precipitační kalení řídit úpravou stárnutí pro získání různých pevností a koordinace houževnatosti. Ocel má dobrou odolnost proti korozi a tepelnou pevnost, zejména odolnost proti korozi pod napětím, a je zvláště vhodná pro výrobu dílů používaných pod 540 ℃. Nevýhodou je, že proces tepelného zpracování je složitý, požadavky na řízení teploty tepelného zpracování jsou velmi přesné (±5 ℃); Tendence oceli k mechanickému zpevnění je velká a pro hluboké deformační tváření za studena je často zapotřebí mnoho mezidobí žíhání. Typické stupně jsou 17-7 PH, PH15-7Mo atd. Tento druh oceli se používá hlavně v leteckém průmyslu k práci při 400 ℃ pod nosnou konstrukcí koroze, jako jsou všechny druhy trubek, potrubní spoje, pružiny, spojovací prvky atd.

 

Podvozek letadla

Materiály používané pro konstrukci leteckých podvozků jsou 30CrMnSiNi2A, 4340, 300M, Aermet100 a další letecké podvozky a upevňovací prvky s vyššími požadavky jsou většinou vyrobeny z precipitačně tvrzené nerezové oceli, jako je např. 17-4PH pro podvozek letounu F-15, 15-5pH pro podvozek letounu B-767. Ocel PH13-8mo má potenciál nahradit 17-4PH, 15-5 PH, 17-7PH, PH15-7Mo a další oceli díky své lepší odolnosti proti korozi za napětí než precipitačně kalená nerezová ocel stejné jakosti.

Rovinné ložisko

Německá společnost FAG vyvinula martenzitovou nerezovou ocel Cronidur30 s přídavkem dusíku (0,31%C-0,38%N-15% Cr-L %Mo), která se vyrábí PESR procesem elektrostruskového přetavování pod vysokotlakou dusíkovou atmosférou. Jedná se o vysokoteplotní nerezovou ocel s vysokým obsahem dusíku zcela kalenou, která je odolnější vůči korozi než SUS440. Není vhodný pro vysokou hodnotu DN (D: vnitřní průměr ložiska/mm, N: otáčky hřídele/arin), protože má vlastnosti typu plného vytvrzení, stejný Cronidur30 může uspokojit zbytkové tlakové napětí a hodnotu lomové houževnatosti DN4 milionů při současně vysokofrekvenčním zhášením. Ale teplota temperování je nižší než 15O℃, nemůže odolat zvýšení teploty ložiska způsobenému tepelným šokem po vypnutí motoru.

Konstrukční součásti letadla

Vysokopevnostní nerezová ocel v nosné konstrukci letadla je hlavně 15-5 PH, 17-4PH, PH13-8Mo atd., včetně západky krytu poklopu, vysokopevnostního šroubu, pružiny a dalších dílů. Civilní letadla používají takovou vysokopevnostní nerezovou ocel pro nosníky křídel, jako je ocel 15-5PH pro nosníky křídel Boeing 737-600; Typ A340-300 křídlo SPAR PH13-8Mo ocel. Ph13-8Mo se používá pro díly vyžadující vysokou pevnost a houževnatost, zejména pro příčné výkony, jako jsou rámy trupu. V nedávné době byl Custom465 testován kvůli zvýšené houževnatosti a odolnosti vůči korozi za napětí. Custom465 byl vyvinut společností Carpenter na základě Custom450 a Custom455 pro výrobu vedení klapek letadel, vedení lamel, převodovek, uložení motoru atd. Ocel je v současné době zahrnuta v technických specifikacích MMPDS-02, AMS5936 a ASTM A564. K výrobě konstrukce letadla se používá vysoce pevná nerezová ocel HSL180 (0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo), která má stejnou pevnost 1800 MPa jako nízkolegovaná ocel, jako je 4340, a stejnou odolnost proti korozi a houževnatost jako precipitačně kalená nerezová ocel, jako je SUS630.

 

Proč se v systémech chladicí vody jaderných elektráren používá duplexní nerezová ocel?

/v /podle

Jako čistý zdroj energie je jaderná energie hlavním přispěvatelem ke snižování emisí uhlíku na celém světě. Potrubní systém chladicí vody je klíčem k bezpečnému provozu jaderné elektrárny. Skládá se z tisíců stop trubek různých průměrů a velikostí. Poskytuje spolehlivou dodávku vody pro chlazení zařízení závodu. Nebezpečný potrubní systém musí poskytovat dostatek chladicí vody pro chlazení elektrárny, zatímco bezpečnostní systém musí poskytovat dostatek chladicí vody, aby dostal reaktor pod kontrolu a bezpečně jej odstavil v případě nouze.

Tyto materiály potrubí musí být odolné vůči korozi chladicí vody po celou dobu životnosti zařízení. V závislosti na umístění závodu se může typ chladicí vody pohybovat od relativně čisté sladké vody až po kontaminovanou mořskou vodu. Zkušenosti ukázaly, že jak systémy stárnou, může docházet k různým problémům s korozí a různým stupňům koroze, které poškozují systém a brání mu v poskytování požadované chladicí vody.

Problémy s potrubím chladicí vody často zahrnují materiály a jejich interakce s chladicí vodou. Únik ze znečištění (ucpání) a koroze systému jsou nejběžnější problémy, včetně hromadění sedimentu, biologického uchycení na moři (biologického znečištění), hromadění produktů koroze a zablokování cizích látek. Únik je obvykle způsoben mikrobiální korozí (MIC), což je velmi korozivní koroze způsobená určitými mikroorganismy ve vodě. Tato forma koroze se často vyskytuje u uhlíkové oceli a nízkolegované nerezové oceli.

Nerezová ocel byla dlouho považována za schůdnou možnost pro stavbu nových vodovodních potrubních systémů a pro opravu nebo výměnu stávajících systémů z uhlíkové oceli. Nerezová ocel běžně používaná v řešeních upgradu potrubí je nerezová ocel 304L, 316L nebo 6%-Mo. Nerezová ocel 316L a 6% Mo s velkými rozdíly ve výkonu a ceně. Pokud je chladicím médiem neupravená voda, která je vysoce korozivní a nese riziko mikrobiální koroze, 304L a 316L nejsou vhodnou volbou. V důsledku toho musely jaderné elektrárny přejít na nerezovou ocel 6%-Mo nebo se smířit s vysokými náklady na údržbu systémů z uhlíkové oceli. Některé jaderné elektrárny stále používají vložkové trubky z uhlíkové oceli kvůli nižším počátečním nákladům. Podle ASTM A240 jsou potrubní systémy průmyslového vodovodu často vyrobeny z nerezové oceli níže:

Známky UNS C N Cr Ni Mo Cu
304 l S30403 0.03 / 18.0-20.0 8.0-12.0 / /
316L S31603 0.03 / 16.0-18.0 10.0-14.0 2.0-3.0 /
6%Mo N08367 0.03 0.18-0.25 20.0-22.0 23.0-25.0 6.0-7.0 0.75
2205 S32205 0.03 0.14-0.2 22.0-23.0 4.5-6.5 3.0-3.5 /

Duplexní nerezová ocel 2205 se ukázala jako vynikající volba. Jaderná elektrárna Catawba společnosti Duke Power v Jižní Karolíně je první jadernou elektrárnou, která ve svých systémech používá dvoufázovou nerezovou ocel 2205 (UNS S32205). Tato třída obsahuje přibližně 3,2% molybden a má zlepšenou odolnost proti korozi a výrazně lepší odolnost proti mikrobiální korozi než nerezové oceli 304L a 316L.

Vložkové potrubí z uhlíkové oceli na nadzemní části potrubního systému přivádějícího napájecí vodu do chladicí věže hlavního kondenzátoru bylo nahrazeno duplexním nerezovým potrubím 2205.

Nová náhrada 2205 duplexní nerezová trubka byla instalována v roce 2002. Potrubí je dlouhé 60 metrů, má průměr 76,2 cm a 91,4 cm, tloušťka stěny trubky je 0,95 cm. Systém specifikovaný v souladu s ASME B31.1 Power pipeping, což je jeden z řídících kódů pro bezpečné používání potrubních systémů elektráren a je široce používán ve světě. Po 500 dnech provozu byl systém důkladně zkontrolován. Při kontrole nebylo zjištěno žádné okuje ani koroze. Duplexní nerezová ocel 2205 si vedla velmi dobře. Potrubí z nerezové oceli 2205 funguje dobře již více než deset let od své instalace. Na základě této zkušenosti Duke Power použil 2205 duplexní trubky z nerezové oceli v jiných částech jeho systému.

Vnitřní část potrubí 2205 po 500 dnech používání.

 

Projektanti vodních systémů jaderných elektráren mají nyní ještě jednu možnost, pokud jde o výběr potrubních materiálů pro chladicí vodu odolnou proti korozi. Úspěšná aplikace duplexní nerezové oceli 2205 může snížit náklady na údržbu, zkrátit prostoje a zajistit bezpečnost provozu jaderných elektráren.

Co je DSS?

/v /podle

DSS, zkratka Duplex nerezové oceli, je klasifikace nerezových ocelí složených ze dvou ocelí, přičemž střední je tvořena buď austenitizovanou nebo železitou. Tyto oceli jsou také známé jako duplexní oceli, protože jejich chemická struktura má dvě odlišné fáze, z nichž obě jsou obvykle reprezentovány martenzitem. Tyto oceli jsou velmi užitečné v aplikacích vyžadujících extrémní houževnatost, protože obě fáze lze aplikovat společně při vysokých teplotách a tlacích. Duplexní nerezová ocel je schopna získat dostatečnou tvrdost jak ve své austenitické, tak martenzitické fázi díky přítomnosti značného množství zbytkového austenitu. Běžně používané třídy DSS jsou S31803, S32750 a SS32550.

Duplexní třídy nerezové oceli

Typ UNS Švédsko Němec Francie Japonsko
Nízká slitina UN23 (SAF2304) SS232 (SAF2304) W.Nr.1.4362 UR35N DP11
Střední slitina UNS S31500

UNS S31803

 SS2376(3RE60)

SS2377(SAF2205)

 W.Nr.1.4417

W.Nr.1.4462

 UR45N DP1

DP8
Vysoká slitina UNS S32900

UNS S31260

 SS2324(10RE51) W.Nr.1.4460

W.Nr.1.4501

   329J1

329J2L
Super duplex UNS S32750

UNS S32550

 SS2328(SAF2507) W.Nr.1.4410

W.Nr.1.4507

 UR47N+

UR52N+

  

 

Kromě samotné slitiny je dalším důležitým faktorem, který přispívá k její korozní odolnosti, obsah niklu. Nikl se běžně vyskytuje ve vyšších procentech ve většině slitin, což z něj činí extrémně užitečnou složku. Ve srovnání s niklem, který se často používá ve vysoce výkonných slitinách pro svou elektrickou vodivost a schopnost vytvářet kvalitní slitiny, není nikl tak často používán při výrobě vysoce kvalitní duplexní nerezové oceli. Jedním z nejzajímavějších aspektů slitin niklu je jejich odolnost proti korozi, což z nich dělá nejlepší alternativu pro vysoce výkonné materiály. Po smíchání s ocelí vytváří nikl stabilnější slitinu, která může zvýšit odolnost slitiny proti opotřebení a mechanickou pevnost.

Další významnou vlastností této slitiny je její vysoká odolnost proti tepelné roztažnosti. Vykazuje vysokou úroveň odolnosti proti tepelné roztažnosti navzdory schopnosti austenitických nerezových ocelí vůči roztažnosti díky svým vynikajícím mechanickým vlastnostem. Tato vlastnost mu dává vynikající schopnost ochrany proti korozi, zejména během cyklu temperování / odstraňování skvrn. Vynikající odolnost proti korozi duplexní nerezové oceli jí umožňuje odolat širokému spektru chemikálií. Má také vysokou úroveň odolnosti vůči olejům, tukům a jiným kapalinám s vysokou úrovní viskozity.

Kromě výše uvedených vlastností je duplexní nerezová ocel oblíbená také pro svou vysokou pevnost a odolnost. Jeho vysoká pevnost až 300 kg je umožněna jeho schopností využívat dvousměrné trnové válce. Skládá se z tvrdých uhlíkových vláken svinutých do pásů, které jsou na obou stranách propletené a zformované do tyče s trnem. Další vlastností, která z něj dělá vynikající slitinu, je to, že jeho povrch je zcela hladký bez rýh.

Jedním z nejdůležitějších faktorů, které přispívají k trvanlivosti duplexních nerezových ocelí, je jejich nízká odolnost proti důlkové korozi. Tyto oceli vykazují nízkou rychlost tvorby krystalických zrn uvnitř horké slitiny. Lze je použít pro stavbu velkých i malých staveb v různých průmyslových odvětvích. Pro svou odolnost vůči krystalickým zrnům jsou vysoce ceněny ve stavebnictví.

Mechanické vlastnosti duplexní nerezové oceli nabízejí řadu výhod, které z nich dělají vynikající volbu pro širokou škálu aplikací. Tyto vlastnosti umožňují použití těchto ocelí pro různé aplikace, včetně výroby součástí přesného strojírenství, výměníků tepla a výroby plechů. Některé další důležité vlastnosti tohoto typu slitiny zahrnují vysokou tepelnou toleranci, nízkou hustotu a vynikající odolnost proti korozi. Nabízejí také řadu mechanických vlastností, které přispívají k celkovým vlastnostem slitiny. Patří mezi ně extrémní tvrdost, houževnatost, chemická odolnost a odolnost proti tečení.

Nikl austenitické nerezové oceli

/v /podle

O niklu je známo, že je drahým legujícím prvkem a je nezbytný v některých aplikacích, kde je vyžadována jak odolnost proti korozi pod napětím, tak austenitová struktura. Například odolnost proti tečení je důležitá v prostředí s vysokou teplotou, kde je austenitická nerezové oceli jsou potřeba. Podobně jako u tradičních austenitických nerezových ocelí je dvojitá hranice významným rysem austenitických nerezových ocelí bohatých na nikl, protože má nižší energii při vrstvení. Austenitické nerezové oceli jsou náchylné k praskání korozí napětím (SCC). Odolnost proti korozi pod napětím se však výrazně zlepší, když obsah niklu překročí 20%. Studuje se vliv niklu na intenzitu napětí prahové koroze napětí (105℃, 22% vodný roztok NaCl) ve slitinách Fe-Ni-Cr obsahujících chrom 16%~21%. Austenitická nerezová ocel bohatá na nikl (NiASS) může být považována za samostatnou třídu nerezové oceli. Ve skutečnosti je odolnost dvoufázových a feritových nerezových ocelí proti korozi při napětí srovnatelná s odolností dvoufázových a feritových nerezových ocelí, pokud obsah niklu překročí 30%. Několik omezených druhů austenitu bohatého na nikl nerezové oceli jsou uvedeny v tabulce níže. Super austenitické nerezové oceli 254SMO a 654SMO jsou navrženy speciálně pro ropný a plynárenský průmysl. Typickými aplikacemi jsou chlazení mořskou vodou, bělení buničiny a hydraulická a přístrojová potrubní zařízení.

 

Ni-austenitické nerezové oceli

Slitina C Si Mn Cr Ni Mo W spol Cu Nb N
254SMo 0.01 0.8 1.0 20 18 6.1 0.7 0.2
654SMo 0.01 3.5 24 22 7.3 0.5 0.5
Sanicro 25 0.1 0.2 0.5 22.5 25 3.6 3.5 3.0 0.5 0.23
Sanicro 28 0.02 0.6 2.0 27 31 3.5 1.0
Slitina 800 0.07 0.6 0.6 20.5 30.5
353 mA 0.05 1.6 1.5 25 35 0.16
Slitina 825 0.03 0.5 0.8 20 38.5 2.6
Slitina 625 0.03 0.5 0.5 21 Bal 8.5
Slitina 690 0.02 0.5 0.5 30 60
Slitina 600 0.05 0.4 0.8 16.5 Bal 0.5

SANICRO 25, slitina 22Cr-25Ni, je určena pro použití v kotlích do 700 °C. Je to materiál vhodný pro přehříváky a přihříváky díky své dobré pevnosti při tečení a odolnosti proti vysoké teplotě. Ve skutečnosti je pevnost při tečení SANICRO 25 lepší než u většiny austenitických nerezových ocelí v rozsahu 600~750℃. Ve vysoce korozivním kyselém prostředí je Sanicro 28 obvykle nejlepší volbou. Používá se při vrtání studní s vysokou intenzitou s potrubím, pláštěm a obložením kyselým plynem a další aplikace zahrnují ohřívače, čerpací systémy a čerpadla a nádoby v mokrých závodech na výrobu kyseliny fosforečné a závodech na super kyselinu fosforečnou.

Slitina 800 se často používá v prostředí s teplotou od 550 do 1100 ℃, což vyžaduje vynikající odolnost proti tečení, dobrou odolnost proti vysokoteplotní korozi a pevnost materiálů při vysokých teplotách. Tyto slitiny se také používají ve vstupních a výstupních kanálech výroby čpavku, metanolu a civilního plynu, stejně jako v trubkách pecí používaných při výrobě vinylchloridu a etylenu. Mezi další aplikace patří teplosměnné trubky a radiační trubky pro fluidní spalovací lože a části pecí pro tepelné zpracování, jako jsou tlumiče hluku a ochranná pouzdra pro termočlánky.

Slitina 25Cr-35Ni 353Ma je navržena pro použití v krakovacích pecích a reformovacích trubkách, kde jsou zpracovávány syntetické plyny v prostředí, kde je nauhličování a absorpce dusíku potenciálně problematické. Ačkoli existují jiné alternativy, které obsahují více chromu, 353 MA je nejlepší volbou. Jedním z důvodů je, že obsahuje prvek Ce, který pomáhá vytvářet velmi stabilní povrchovou oxidovou vrstvu.

Alloy 690 obsahuje 60 procent niklu a používá se především v potrubí parogenerátorů v jaderných elektrárnách. Provozní teplota je 365 ℃, při které je potenciálním problémem korozní trhlina mezi zrny. Za daných provozních podmínek je slitina 690 téměř bez koroze, což z ní činí preferovanou slitinu.

Je zajímavé poznamenat, že austenitická nerezová ocel 254SMO bohatá na nikl se používá také pro umění. Socha „God, Over the Rainbow“ od Carla Millese byla instalována v roce 1995 na jižním pobřeží Nak Strand ve Stockholmu. Socha je vysoká asi 23 metrů a je známým scénickým místem, kde denně proplouvá velké množství námořníků. Okolní mořská voda obsahuje sůl, chlorid velmi snadno způsobuje povrchovou korozi, vysoce pevná superaustenitická nerezová ocel 254SMO je do tohoto prostředí velmi vhodná.

Při použití vlnovce z nerezové oceli v plášťovém výměníku tepla

/v /podle

Vlnovcový trubkový výměník tepla je upgrade založený na přímém (světlé) trubkovém výměníku tepla. Konstrukce hřebene a žlabu vlny přebírá výhody trubkového výměníku, jako je životnost a bezpečnost, a zároveň překonává nedostatky, jako je špatná schopnost přenosu tepla a snadné vytváření kotelního kamene. Principem je zlepšit celkový součinitel prostupu tepla tak, aby se zmenšila požadovaná plocha přenosu tepla, což může při stejném efektu přenosu tepla ušetřit materiály a snížit hmotnost.

Protože tělo měchu je zpracováno lisováním za studena světlé potrubí sochoru, obecně se má za to, že tělo měchu lze po vytvarování zpevnit. Experiment stability vnějšího tlaku ukazuje, že k nestabilitě vlnité teplosměnné trubky pod vnějším tlakem dochází nejprve v přímém úseku trubky a vlnitá trubka bude nestabilní pouze tehdy, pokud bude vnější tlak nadále stoupat. To ukazuje, že stabilita vlnitého profilu je lepší než stabilita přímého profilu a že kritický tlak vlnitého profilu je vyšší než u přímého profilu.

Experimenty ukazují, že ke zvlnění vzpěrné deformace došlo ve vlnovém žlabu, zejména lokálním jednotlivém žlabu, obecně ne více než dvě žlábky nestabilita současně, ukazuje, že stabilita hřebene vlny je lepší než úžlabí, ale někdy se také může objevit naopak, v procesu lisování za studena je tloušťka žlabu i stěny rovného úseku konstantní, za studena je trubka ve skutečnosti kratší.

Existence vrcholů a prohlubní vln v měchu zvyšuje účinek radiální konvekce výměny tepla v trubkách, jak je znázorněno na obrázku níže:

Radiální konvekce má velký vliv na celkový součinitel prostupu tepla, což je zásadní důvod nízké ceny a nízké hmotnosti dvoutrubkového vlnovcového výměníku. Teplosměnná oblast trubka povrch těla měchu a rovné trubky je velký při stejné délce, ale tato změna je mnohem menší než příspěvek změny hodnoty koeficientu. Je jasně vidět, že rychlost proudění přímé (lehké) trubice je výrazně snížena, když je blízko stěny trubky.

Plášťový výměník tepla s vlnovcem může ve srovnání s přímým trubkovým výměníkem neustále měnit rychlost a směr kapaliny za vzniku turbulence, čímž dochází k výměně tepla se stěnou, hraniční efekt, který ovlivňuje přenos tepla, již nebude existovat. Celkový koeficient prostupu tepla lze zvýšit 2 ~ 3krát a skutečný provoz může dosáhnout dokonce 5krát a hmotnost je nízká, což je důvod, proč je cena vlnovcového výměníku tepla nižší než cena tepla z přímých trubek. výměník. Podle výpočtu a praktických zkušeností je celkový součinitel prostupu tepla vlnovce o tloušťce 1 mm o 10% nižší než u vlnovce o tloušťce 0,5 mm. Provozní údaje stovek vlnovcových výměníků ukazují, že tloušťka stěny (téměř všechny 0,5 mm) je hlavním důvodem provozu 10 ~ 14 let bez větší opravy nebo poškození.

Kromě toho může vlnovcový výměník účinně odolat nárazu vodního rázu. Plášť dvoutrubkového deskového výměníku je spojen dilatační spárou. Pokud utrpí nárazy vodního rázu, bude dilatační spára špatně umístěna. To se děje jak u vlnovcových, tak u přímých trubkových výměníků tepla a deformace pláště může způsobit zkroucení trubky. Je to proto, že měch má větší roztažnost, elastická meze napětí je při deformaci velká, to znamená, že schopnost odolávat nestabilitě je v tomto případě silná. Ale v každém případě, v procesu instalace, aby se zabránilo výskytu vodního rázu, lze provést pomocí úhlového sedacího ventilu, zpoždění spínače a dalších opatření.

Výhody vlnovcového výměníku z nerezové oceli

  • Vysoká účinnost přenosu tepla

Speciální konstrukce hřebenu a žlabu měchu umožňuje proudění tekutiny díky nepřetržité mutaci vnitřní a vnější části trubky, aby se vytvořila silná turbulence. Dokonce i v případě velmi malého průtoku může tekutina vytvářet silné rušení uvnitř a vně trubky, což výrazně zlepšuje koeficient přenosu tepla teplosměnné trubky. Koeficient prostupu tepla je 2~3krát vyšší než u tradičního trubkového výměníku tepla.

  • Žádné škálování a blokování

Médium uvnitř a vně měchu je vždy ve vysoce turbulentním stavu, což způsobuje, že se tuhé částice ve středně těžko usazují; Na druhou stranu, ovlivněné teplotním rozdílem média způsobí stopu axiální expanzní deformace, zakřivení se bude často měnit, trubka pro výměnu nečistot a tepla vyvine velkou tažnou sílu, i když je klidný vodní kámen, proto se zlomí se automaticky vypne, takže výměník tepla si vždy udrží trvalý a lepší přenos tepla.

  • Automatická kompenzace

Speciální struktura a tvar vlnovců dokáže účinně snižovat tepelné namáhání za podmínek ohřevu bez přidávání dilatačních spár, čímž se zjednodušuje struktura výrobků a zvyšuje se spolehlivost výrobků.

  • Dlouhá životnost

Je zvýšena schopnost axiální roztažnosti, což účinně snižuje namáhání teplotního rozdílu a může se přizpůsobit velkému teplotnímu rozdílu a změně tlaku, takže nedojde k žádnému úniku způsobenému prasknutím ústí trubky. Spojení mezi přepážkou a vlnovcem prodlužuje životnost výměníku tepla.

 

Jak dusík ovlivňuje nerezovou ocel 316LN?

/v /podle

316LN je verze s přídavkem dusíku založená na Ocel 316L (0,06% ~ 0,08%), takže má stejné vlastnosti jako 316L, byl použit při výrobě vysokoteplotních konstrukčních součástí v rychlém množivém reaktoru (FBRS). Snížení obsahu uhlíku výrazně snižuje náchylnost k praskání korozí pod napětím v důsledku svařování v následném korozivním prostředí. Tečení, nízkocyklová únava a interakce mezi tečením a únavou jsou nejdůležitějšími faktory pro komponenty FBRS. Pevnost při vysokých teplotách Nerezová ocel 316L lze zlepšit na nerezovou ocel 316 legováním 0,06% ~ 0,08% N. V tomto článku bude diskutován vliv obsahu dusíku vyššího než 0,08% na mechanické vlastnosti nerezové oceli 316L při vysoké teplotě.

 

Chemické složení nerezové oceli 316LN

Pec N C Mn Cr Mo Ni Si S P Fe
Normy 0.06-0.22 0.02-0.03 1.6-2.0 17-18 2.3-2.5 12.0-12.5 ≤0,5 ≤0,01 ≤0,03 –
1 0.07 0.027 1,7 17.53 2.49 12.2 0.22 0.0055 0.013 –
2 0.11 0.033 1.78 17.63 2.51 12.27 0.21 0.0055 0.015 –
3 0.14 0.025 1.74 17.57 2.53 12.15 0.20 0.0041 0.017 –
4 0.22 0.028 1.70 17.57 2.54 12.36 0.20 0.0055 0.018 –

Tyto čtyři šarže nerezové oceli 316LN s obsahem dusíku 0,07%, 0,11%, 0,14% a 0,22% a obsahem uhlíku 0,03% byly testovány za účelem studia účinků dusíku na pevnost v tahu, tečení, nízkocyklovou únavu a tečení. -únavové vlastnosti nerezové oceli 316LN. Cílem tohoto experimentu je nalézt optimální obsah dusíku pro získání nejlepší kombinace vlastností v tahu, tečení a nízkocyklové únavě. Experimentální výsledky ukazují, že dusík může zlepšit pevnost v tahu, tečení a únavovou pevnost austenitických korozivzdorných ocelí. Důvody pro zvýšení pevnosti zahrnují vylepšení roztoku, sníženou energii stohovací chyby (SFE), precipitační zpevnění, tvorbu kompozitů (intersticiální rozpuštěné látky), atomovou segregaci a uspořádané zpevnění. Vzhledem k jejich odlišným vlastnostem výměny elektronů má rozpuštěný dusík v austenitické nerezové oceli větší expanzní objem než uhlík.

Kromě elastické interakce mezi dusíkem a dislokací ovlivňuje pevnost také elektrostatická intersticiální dislokační interakce. Dislokační jádra se vyznačují nedostatkem volných elektronů, což znamená, že mají kladný náboj. Atomy dusíku v austenitických nerezových ocelích jsou záporně nabité kvůli poloze volných elektronů v blízkosti atomů dusíku a elektrostatické interakci mezi dislokacemi a atomy dusíku.

Efektivní vazebná energie mezi atomem dusíku a dislokací se zvyšuje se zvyšováním obsahu dusíku v austenitické oceli, ale u uhlíku není korelace zřejmá. V austenitických ocelích intersticiální dusík interaguje se substitučními prvky a má tendenci vytvářet intersticiální substituční atomové kompozice. Sloučenina se snadno váže na prvky nalevo od Fe v periodické tabulce, jako je Mn, Cr, Ti a V. Existuje silná korelace mezi vlastnostmi meziatomové vazby (tj. orientace versus neorientace) a blízkostí sousedních atomy ve vícesložkovém slitinovém systému. Vazba mezi atomy kovů usnadňuje uspořádání na krátkou vzdálenost, což je vazba atomů různých prvků. Meziatomová polarizace usnadňuje výměnu kovalentních elektronů, vazbu mezi atomy stejného prvku. Uhlík podporuje agregaci substitučních atomů v pevném roztoku na bázi železa, zatímco dusík usnadňuje uspořádání na krátké vzdálenosti.

Obecně platí, že mez kluzu (YS) a mez pevnosti v tahu (UTS). 316L nerezová ocel se výrazně zlepšila legováním dusíku 0,07% ~ 0,22%. Nárůst pevnosti byl pozorován ve všech testech v teplotním rozsahu 300 ~ 1123 K. Dynamické deformační stárnutí bylo pozorováno v omezeném teplotním rozsahu. Teplotní rozsah dynamického deformačního stárnutí (DSA) se s rostoucím obsahem dusíku snižuje.