Konsumen awam memiliki beberapa kesalahpahaman tentang baja tahan karat, mereka menganggap baja tahan karat magnetik bukanlah baja tahan karat 304 yang berkualitas. Seperti kita ketahui, menurut strukturnya pada suhu ruangan, baja tahan karat dapat dibagi menjadi Austenit seperti 201, 304, 321, 316, 310, Martensit atau Ferri seperti 430, 420, 410. Austenit bersifat non-magnetik atau magnet lemah dan Martensit atau ferit bersifat magnetis. 304 adalah kelas perwakilan dari baja tahan karat austenitik, ia memiliki kemampuan kerja yang sangat baik, kemampuan las dan ketahanan terhadap korosi, merupakan 60% dari konsumsi baja tahan karat dunia, umumnya tidak bersifat magnetis, tetapi kadang-kadang bersifat magnetis atau magnet lemah yang disebabkan oleh peleburan. fluktuasi atau pengolahan komposisi kimia, tetapi kami tidak dapat menganggap ini palsu atau di bawah standar, apa alasannya?
304 adalah baja tahan karat metastabil, merupakan struktur austenit tunggal setelah keadaan anil, tanpa magnet. Pemisahan komposisi peleburan atau perlakuan panas yang tidak tepat akan menghasilkan sejumlah kecil struktur martensit atau ferit, sehingga memiliki daya magnet yang lemah. Selain itu, setelah deformasi pemrosesan dingin (seperti stamping, peregangan, penggulungan, dll.), sebagian struktur austenit juga mengalami perubahan fasa (mutagenesis umum menjadi martensit) dan bersifat magnetis.
Misalnya, pada kumpulan strip baja yang sama, diameter luar pipa baja 76 mm tidak memiliki daya magnet yang jelas, sedangkan diameter luar pipa baja 9,5 mm memiliki daya magnet yang jelas. Sifat magnetik tabung persegi panjang lebih jelas karena deformasi lentur dingin lebih besar dibandingkan tabung bundar, terutama pada bagian lentur.
Sebagian besar wastafel air terbuat dari baja tahan karat 304. Banyak konsumen yang menilai terbuat dari baja tahan karat kelas 304 berdasarkan apakah tangki airnya bersifat magnetis atau tidak. Saat ini terdapat banyak macam teknologi pengolahan untuk bak cuci, seperti pembentukan las, pembentukan tarik integral, dan lain-lain, jika menggunakan bahan pembentuk las 304, umumnya dianil setelah pengolahan pelat, tidak akan bersifat magnetis atau magnet lemah (karena tentang perawatan permukaan wastafel); Salah satu cetakan gambar tangki air perlu melalui beberapa peregangan, anil umum dan kemudian peregangan (anil meningkatkan biaya, dan 304 tidak perlu dianil lagi), itu akan bersifat magnetis, yang merupakan fenomena yang sangat normal.
Penukar panas tabung bellow merupakan peningkatan berdasarkan penukar panas tabung lurus (terang). Desain puncak dan lembah gelombang mewarisi keunggulan penukar panas berbentuk tabung seperti daya tahan dan keamanan, dan pada saat yang sama mengatasi cacat seperti kapasitas perpindahan panas yang buruk dan penskalaan yang mudah. Prinsipnya adalah meningkatkan koefisien perpindahan panas total sehingga mengurangi luas perpindahan panas yang dibutuhkan, yang dapat menghemat material dan mengurangi berat di bawah efek perpindahan panas yang sama.
Karena badan bellow diproses dengan pengepresan dingin pipa terang billet, secara umum diyakini bahwa badan bellow dapat diperkuat setelah dibentuk. Percobaan kestabilan tekanan luar menunjukkan bahwa ketidakstabilan tabung penukar panas bergelombang pada tekanan luar pertama kali terjadi pada bagian pipa lurus, dan tabung bergelombang akan menjadi tidak stabil hanya jika tekanan luar terus meningkat. Hal ini menunjukkan bahwa kestabilan bagian bergelombang lebih baik dibandingkan dengan bagian lurus dan tekanan kritis pada bagian bergelombang lebih tinggi dibandingkan dengan bagian lurus.
Percobaan menunjukkan bahwa riak deformasi tekuk terjadi pada palung gelombang, terutama palung gelombang tunggal lokal, umumnya tidak lebih dari dua palung ketidakstabilan pada saat yang bersamaan, hal ini menunjukkan bahwa kestabilan puncak gelombang lebih baik daripada palung tetapi terkadang juga dapat muncul sebaliknya, pada proses tanda pengepresan dingin, baik palung maupun ketebalan dinding bagian lurus adalah konstan, tabung setelah dingin sebenarnya lebih pendek.
Keberadaan puncak dan lembah gelombang pada bellow meningkatkan efek konveksi pertukaran panas radial pada tabung, seperti ditunjukkan pada Gambar di bawah:
Konveksi radial mempunyai pengaruh yang besar terhadap koefisien perpindahan panas total, yang merupakan alasan mendasar mengapa harga rendah dan ringannya pelat tabung ganda di bawah penukar panas. Area pertukaran panas di tabung permukaan badan bellow dan tabung lurus berukuran besar dengan panjang yang sama, namun perubahan ini jauh lebih kecil dibandingkan kontribusi perubahan nilai koefisien. Terlihat jelas bahwa kecepatan aliran tabung lurus (ringan) berkurang secara signifikan bila dekat dengan dinding tabung.
Penukar panas shell dengan bellow dapat membuat kecepatan dan arah fluida berubah konstan membentuk turbulensi dibandingkan dengan penukar panas tabung lurus, sehingga terjadi pertukaran panas dengan dinding, efek batas yang mempengaruhi perpindahan panas tidak akan ada lagi. Koefisien perpindahan panas total dapat ditingkatkan 2 ~ 3 kali lipat, dan operasi sebenarnya bahkan dapat mencapai 5 kali lipat, dan bobotnya ringan, itulah alasan mengapa harga penukar panas bellow lebih rendah daripada harga penukar panas tabung lurus. penukar. Berdasarkan perhitungan dan pengalaman praktis, koefisien perpindahan panas total pada bellow setebal 1 mm adalah 10% lebih rendah dibandingkan dengan bellow setebal 0,5 mm. Data pengoperasian ratusan penukar panas bellow menunjukkan bahwa ketebalan dinding (hampir semuanya 0,5 mm) adalah alasan utama pengoperasian 10 ~ 14 tahun tanpa perbaikan atau kerusakan besar.
Selain itu, penukar panas bellow dapat secara efektif menahan dampak palu air. Cangkang penukar panas pelat tabung ganda dihubungkan dengan sambungan ekspansi. Jika terkena dampak water hammer, sambungan ekspansi akan salah tempat. Hal ini terjadi pada penukar panas bellow dan tabung lurus, dan deformasi cangkang dapat menyebabkan tabung terpelintir. Hal ini karena bellow memiliki margin ekspansi yang lebih besar, margin regangan elastis yang besar ketika mengalami deformasi, artinya kemampuan menahan ketidakstabilan kuat dalam hal ini. Namun bagaimanapun juga, dalam proses pemasangan untuk menghindari terjadinya water hammer, dapat dilakukan melalui penggunaan Angle Sitting Valve, Delay Switch dan tindakan lainnya.
Keuntungan dari penukar panas cangkang bawah baja tahan karat
Efisiensi perpindahan panas yang tinggi
Desain puncak dan palung khusus dari bellow membuat fluida mengalir karena mutasi terus menerus pada bagian dalam dan luar tabung sehingga membentuk turbulensi yang kuat. Bahkan dalam kasus laju aliran yang sangat kecil, fluida dapat membentuk gangguan yang kuat di dalam dan di luar tabung, yang sangat meningkatkan koefisien perpindahan panas dari tabung pertukaran panas. Koefisien perpindahan panasnya 2~3 kali lebih tinggi dibandingkan penukar panas tabung tradisional.
Tidak ada penskalaan dan pemblokiran
Medium di dalam dan di luar bellow selalu berada dalam keadaan yang sangat bergejolak, yang membuat partikel padat di dalam medium sulit untuk diendapkan; Di sisi lain, dipengaruhi oleh perbedaan suhu media akan menghasilkan jejak deformasi ekspansi aksial, kelengkungan akan sering berubah, kotoran dan tabung pertukaran panas akan menghasilkan gaya tarik yang besar, bahkan jika ada skala yang tenang maka akan pecah. mati secara otomatis, sehingga penukar panas selalu mempertahankan kinerja perpindahan panas yang lebih baik dan tahan lama.
Kompensasi otomatis
Struktur dan bentuk khusus dari bellow dapat secara efektif mengurangi tekanan termal dalam kondisi dipanaskan tanpa menambahkan sambungan ekspansi, sehingga menyederhanakan struktur produk dan meningkatkan keandalan produk.
Umur panjang
Kemampuan ekspansi aksial ditingkatkan, yang secara efektif mengurangi tekanan perbedaan suhu dan dapat beradaptasi dengan perbedaan suhu dan perubahan tekanan yang besar, sehingga tidak akan ada kebocoran yang disebabkan oleh pecahnya mulut pipa. Sambungan antara pelat penyekat dan bellow memperpanjang masa pakai penukar panas.
https://wldstainless.com/wp-content/uploads/2020/08/wldstainless-logo.png00Tahan Karat WLDhttps://wldstainless.com/wp-content/uploads/2020/08/wldstainless-logo.pngTahan Karat WLD2021-04-13 13:12:172021-04-13 13:14:08Ketika bellow baja tahan karat digunakan dalam penukar panas cangkang
Grade 304 dan 430 merupakan material stainless steel yang umum digunakan. Baja tahan karat 304 adalah jenis umum baja tahan karat austenitik kromium-nikel, kepadatan 7,93 g/cm3, juga dikenal sebagai baja tahan karat 18/8, adalah baja tahan karat seri 300 yang merupakan baja yang paling umum digunakan. Dapat menahan suhu tinggi 800 ℃, memiliki kinerja dan ketangguhan pemrosesan yang baik, banyak digunakan dalam persyaratan peralatan dan suku cadang dengan kinerja komprehensif yang baik (ketahanan korosi dan cetakan). 304L adalah versi rendah karbon dari 304, yang tidak memerlukan anil pasca-las, sehingga banyak digunakan untuk bagian pengukur tebal (kira-kira 5 mm ke atas). Kandungan karbon 304H yang lebih tinggi dapat digunakan pada suhu tinggi. Struktur austenit yang dianil juga memberikan tingkat ketangguhan yang sangat baik, bahkan pada suhu beku yang rendah.
Kromium rendah karbon tinggi 430 adalah salah satu baja tahan karat feritik yang paling umum, memiliki ketahanan korosi yang baik, juga dikenal sebagai 18/0 atau 18-0, merupakan salah satu dari baja tahan karat seri 400. Hal ini dapat dibuat sedikit diperkuat dengan pengerjaan dingin, tetapi ketangguhan suhu rendahnya buruk, dan umumnya tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas. Konduktivitas termalnya lebih baik dari austenit, koefisien muai panas lebih kecil dari austenit, tahan panas lelah, penambahan elemen penstabil titanium membuat bagian jahitan las memiliki sifat mekanik yang baik, dapat digunakan untuk dekorasi bangunan, bagian pembakar bahan bakar , peralatan rumah tangga, suku cadang peralatan rumah tangga. 430F adalah jenis baja dengan kinerja pemotongan bebas pada baja 430, terutama digunakan untuk mesin bubut otomatis, baut dan mur, dll. 430LX menambahkan Ti atau Nb pada baja 430, mengurangi kandungan C, dan meningkatkan kinerja pemrosesan dan kinerja pengelasan. Hal ini terutama digunakan untuk tangki air panas, sistem pemanas air, peralatan sanitasi, peralatan rumah tangga yang tahan lama, roda gila sepeda, dll.
Menurut ASTM A240- Spesifikasi pelat, lembaran dan strip baja tahan karat kromium dan kromium-nikel untuk bejana tekan dan keperluan umum, baja tahan karat 430 harus mengandung karbon kurang dari 0,12%, kromium antara 16-18%, dan nikel kurang dari 0,75%, perbedaan antara 304 dan 430 seperti terlihat pada tabel di bawah ini:
Perbandingan komposisi kimia
UNS
C
M N
P
S
Ya
Kr
Tidak
Mo
S30400
0.07
2.00
0.045
0.03
0.75
17.5-19.5
8.0-10.5
/
S43000
0.12
1,00
0.04
0.03
1.00
16.0-18.0
0.75
/
Perbandingan sifat mekanik
Nilai
Kekuatan hasil, Mpa
Kekuatan tarik, Mpa
Perpanjangan dalam 2 /50mm, min, %
Kekerasan, PBR
304
205
515
40
183
403
205
450
22
201
Singkatnya, mereka berbeda terutama dalam hal-hal berikut:
Tahan korosi: Ketahanan korosi pada baja tahan karat 304 lebih baik dari pada baja tahan karat 430. Karena baja tahan karat 430 mengandung kromium 16,00-18,00%, pada dasarnya tidak mengandung nikel, baja tahan karat 304 mengandung lebih banyak kromium dan nikel;
Stabilitas: Baja tahan karat 430 berbentuk ferit, baja tahan karat 304 adalah austenit, lebih stabil dari baja tahan karat 430;
Kekerasan: Ketangguhan baja tahan karat 304 lebih tinggi dari baja tahan karat 430;
Peralatan mekanis: Sifat mekanik lapisan las baja tahan karat 430 dibandingkan baja tahan karat 304 lebih baik karena penambahan unsur kimia titanium yang stabil.
316LN adalah versi penambahan Nitrogen berdasarkan baja 316L (0,06% ~ 0,08%), sehingga memiliki karakteristik yang sama dengan 316L, telah digunakan dalam pembuatan komponen struktur suhu tinggi pada reaktor fast breeder (FBRS). Mengurangi kandungan karbon sangat mengurangi kerentanan terhadap retak korosi akibat pengelasan di lingkungan korosif berikutnya. Creep, siklus kelelahan yang rendah dan interaksi creep-kelelahan adalah pertimbangan yang paling penting untuk komponen FBRS. Kekuatan suhu tinggi dari Baja tahan karat 316L dapat ditingkatkan menjadi baja tahan karat 316 dengan paduan 0,06% ~ 0,08% N. Pengaruh kandungan nitrogen lebih tinggi dari 0,08% terhadap sifat mekanik baja tahan karat 316L pada suhu tinggi akan dibahas dalam makalah ini.
Komposisi kimia baja tahan karat 316LN
Perapian
N
C
M N
Kr
Mo
Tidak
Ya
S
P
Fe
Standar
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
–
Keempat batch baja tahan karat 316LN dengan kandungan nitrogen 0,07%, 0,11%, 0,14% dan 0,22%, serta kandungan karbon 0,03%, diuji untuk mempelajari pengaruh nitrogen terhadap tarik, mulur, kelelahan siklus rendah, dan mulur. -sifat kelelahan dari baja tahan karat 316LN. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mencari kandungan nitrogen optimum sehingga diperoleh kombinasi sifat tarik, mulur dan kelelahan siklus rendah yang terbaik. Hasil percobaan menunjukkan bahwa nitrogen dapat meningkatkan kekuatan tarik, mulur dan kekuatan lelah baja tahan karat austenitik. Alasan peningkatan kekuatan meliputi peningkatan larutan, pengurangan energi kesalahan susun (SFE), pengerasan presipitasi, pembentukan komposit (zat terlarut interstisial), segregasi atom, dan pengerasan teratur. Karena sifat pertukaran elektronnya yang berbeda, nitrogen terlarut dalam baja tahan karat austenitik memiliki volume muai yang lebih besar daripada karbon.
Selain interaksi elastis antara nitrogen dan dislokasi, interaksi dislokasi interstisial elektrostatik juga mempengaruhi kekuatan. Inti dislokasi ditandai dengan kurangnya elektron bebas, yang berarti mempunyai muatan positif. Atom nitrogen dalam baja tahan karat austenitik bermuatan negatif karena posisi elektron bebas di dekat atom nitrogen dan interaksi elektrostatik antara dislokasi dan atom nitrogen.
Energi pengikatan efektif antara atom nitrogen dan dislokasi meningkat seiring dengan peningkatan kandungan nitrogen dalam baja Austenitik, namun korelasinya tidak jelas untuk karbon. Pada baja Austenitik, nitrogen interstisial berinteraksi dengan unsur substituen dan cenderung membentuk komposisi atom substituen interstisial. Senyawa ini mudah berikatan dengan unsur-unsur di sebelah kiri Fe dalam tabel periodik, seperti Mn, Cr, Ti dan V. Terdapat korelasi yang kuat antara sifat-sifat ikatan antar atom (yaitu orientasi versus unorientasi) dan kedekatan unsur-unsur yang berdekatan. atom dalam sistem paduan multikomponen. Ikatan antar atom logam memfasilitasi keteraturan jangka pendek, yaitu ikatan atom dari unsur yang berbeda. Polarisasi antar atom memfasilitasi pertukaran elektron kovalen, ikatan antar atom dari unsur yang sama. Karbon mendorong agregasi atom substitusi dalam larutan padat berbasis besi, sementara nitrogen memfasilitasi pemesanan jangka pendek.
Secara umum kekuatan luluh (YS) dan kekuatan tarik ultimit (UTS) sebesar 316L baja tahan karat ditingkatkan secara signifikan dengan paduan nitrogen 0,07% ~ 0,22%. Peningkatan kekuatan diamati di semua pengujian pada kisaran suhu 300 ~ 1123K. Penuaan regangan dinamis diamati dalam kisaran suhu terbatas. Kisaran suhu penuaan regangan dinamis (DSA) menurun seiring dengan meningkatnya kandungan nitrogen.
