항공기 응용 분야에 사용되는 고강도 스테인레스 스틸

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일반적으로 인장강도가 800MPa 이상이면 스테인리스강, 항복강도가 500MPa 이상이면 고강도 스테인리스강, 항복강도가 1380MPa 이상이면 초고강도 스테인리스강이라고 합니다. 항공산업의 발전은 항공기 및 항공기 엔진의 성능 향상이 금속재료에 크게 좌우된다는 사실이 입증되었습니다. 강철의 고강도, 고인성, 높은 응력 부식 균열 저항성 및 우수한 내충격성으로 인해 랜딩 기어, 대들보, 고응력 조인트, 패스너 및 기타 고강도 스테인레스강과 같은 항공기의 일부 주요 구조 부품이 여전히 사용됩니다.

고강도 스테인리스강에는 주로 마르텐사이트 석출 경화형 스테인리스강과 반오스테나이트 석출 경화형 스테인리스강이 포함됩니다. 마르텐사이트 석출 경화 스테인레스 강의 강도는 마르텐사이트 변태 및 석출 경화 처리에 의해 달성되며 장점은 강도가 높으며 동시에 저탄소, 고 크롬, 고 몰리브덴 및/또는 고 구리로 인해 내식성이 일반적이지 않습니다. 18Cr-8Ni 미만의 오스테나이트계 스테인리스강; 쾌삭성, 우수한 용접능력, 용접 후 국부 어닐링이 필요하지 않으며, 열처리 공정이 비교적 간단합니다. 가장 큰 단점은 어닐링 상태에서도 구조가 여전히 저탄소 마르텐사이트이므로 깊은 변형 냉간 가공이 어렵다는 것입니다. 일반적인 강철 등급은 다음과 같습니다. 17~4PH PH13-8Mo는 400℃에서 작동하는 엔진 베어링 부품, 패스너 등과 같은 고강도 내식성 베어링 부품 제조에 사용됩니다. PH13-8Mo는 항공 베어링 부식 방지 중온 구조 부품에 널리 사용됩니다.

반오스테나이트 석출 경화 스테인리스강은 오스테나이트 상태에서 기계 가공, 냉간 변형 및 용접할 수 있으며, 노화를 조정하여 마르텐사이트 변태 및 석출 경화를 제어하여 다양한 강도와 인성 조화를 얻을 수 있습니다. 강은 내식성과 열강도가 우수하며, 특히 내응력부식성이 우수하며 특히 540℃ 이하에서 사용되는 부품의 제조에 적합합니다. 단점은 열처리 공정이 복잡하고 열처리 온도 제어 요구 사항이 매우 정확하다는 것입니다(±5℃). 강철은 가공 경화 경향이 크고, 심 변형 냉간 가공에는 중간 어닐링 시간이 많이 필요한 경우가 많습니다. 일반적인 등급은 17~7PH, PH15-7Mo 등 이러한 종류의 강철은 모든 종류의 파이프, 파이프 조인트, 스프링, 패스너 등과 같은 부식 베어링 구조 아래 400℃에서 작동하기 위해 항공 산업에서 주로 사용됩니다.

 

항공기 랜딩 기어

항공기 랜딩 기어 구성에 사용되는 재료는 30CrMnSiNi2A, 4340, 300M, Aermet100이며 요구 사항이 더 높은 기타 항공기 랜딩 기어 및 패스너는 대부분 다음과 같은 석출 경화 스테인레스 스틸로 만들어집니다. 17~4PH F-15 항공기의 랜딩 기어의 경우 B-767 항공기의 랜딩 기어의 경우 15-5pH입니다. PH13-8mo 강철은 17-4PH를 대체할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 15~5PH, 17-7PH, PH15-7Mo 및 기타 강철은 같은 등급의 석출 경화 스테인리스강보다 내응력 부식성이 우수합니다.

평면 베어링

독일 FAG 회사는 고압 질소 분위기 하에서 일렉트로슬래그 재용해 PESR 공정으로 생산되는 질소 첨가 마르텐사이트 스테인리스강 Cronidur30(0.31%C-0.38%N-15% Cr-L %Mo)을 개발했습니다. 고질소 완전 경화 고온 스테인리스강으로 SUS440보다 부식에 강합니다. 완전경화형 특성상 높은 DN값(D:베어링 내경/mm, N:샤프트 회전수/arin)에는 적합하지 않습니다. 동일한 Cronidur30은 DN400만 잔류압축응력과 파괴인성값을 만족합니다. 동시에 고주파 담금질을 통해. 그러나 템퍼링 온도가 150℃보다 낮기 때문에 엔진 정지 후 열충격으로 인한 베어링 온도 상승을 견딜 수 없습니다.

항공기 베어링 구조 부품

항공기 베어링 구조의 고강도 스테인레스 스틸은 주로 15~5PH, 17-4PH, PH13-8Mo 등 해치 커버 래치, 고강도 볼트, 스프링 및 기타 부품이 포함됩니다. 민간 항공기는 보잉 737-600 날개 날개용 15-5PH 강철과 같은 날개 날개용 고강도 스테인리스강을 사용합니다. 유형 A340-300 날개 SPAR PH13-8Mo 강철. Ph13-8Mo는 높은 강도와 인성이 요구되는 부품, 특히 동체 프레임과 같은 횡방향 성능에 사용됩니다. 최근에는 Custom465가 향상된 인성과 응력 부식 저항성으로 인해 테스트되었습니다. Custom465는 항공기 플랩 가이드, 슬랫 가이드, 변속기, 엔진 마운트 등의 제조를 위해 Custom450 및 Custom455를 기반으로 Carpenter에서 개발되었습니다. 강철은 현재 MMPDS-02, AMS5936 및 ASTM A564 기술 사양에 포함되어 있습니다. HSL180 고강도 스테인레스강(0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo)을 사용하여 항공기 구조물을 제작하는데, 4340 등 저합금강과 동일한 강도 1800MPa와 내식성, 인성이 동일합니다. SUS630과 같은 석출경화 스테인리스강 등이 있습니다.

 

원자력 발전소 냉각수 시스템에 듀플렉스 스테인레스 스틸을 사용하는 이유는 무엇입니까?

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청정 에너지원으로서 원자력은 전 세계적으로 탄소 배출을 줄이는 데 크게 기여하고 있습니다. 냉각수 배관시스템은 원자력발전소의 안전한 운영을 위한 핵심이다. 그것은 다양한 직경과 크기의 수천 피트의 파이프로 구성됩니다. 이는 플랜트 장비의 냉각을 위한 안정적인 물 공급을 제공합니다. 비안전 배관 시스템은 발전소를 냉각시키기에 충분한 냉각수를 제공해야 하며, 안전 시스템은 원자로를 제어하고 비상 시 안전하게 정지할 수 있을 만큼 충분한 냉각수를 제공해야 합니다.

이러한 파이프 재료는 장비의 수명 전체에 걸쳐 냉각수 부식에 대한 내성을 가져야 합니다. 발전소의 위치에 따라 냉각수의 종류는 비교적 깨끗한 담수부터 오염된 해수까지 다양합니다. 경험에 따르면 시스템이 노후화됨에 따라 다양한 부식 문제와 다양한 부식 정도가 발생하여 시스템이 손상되고 필요한 냉각수 공급이 차단되는 것으로 나타났습니다.

냉각수 배관 문제는 종종 재료와 냉각수와의 상호 작용과 관련이 있습니다. 오염(막힘)으로 인한 누출과 시스템 부식은 퇴적물 축적, 해양 생물학적 부착(생물 오염), 부식 생성물 축적 및 이물질 막힘을 포함하여 가장 일반적인 문제입니다. 누출은 일반적으로 미생물 부식(MIC)에 의해 발생하는데, 이는 물 속의 특정 미생물에 의해 발생하는 부식성이 매우 높은 부식입니다. 이러한 형태의 부식은 탄소강과 저합금 스테인리스강에서 자주 발생합니다.

스테인레스강은 오랫동안 새로운 급수 배관 시스템을 구축하고 기존 탄소강 시스템을 수리 또는 교체하기 위한 실행 가능한 옵션으로 간주되어 왔습니다. 배관 업그레이드 솔루션에 일반적으로 사용되는 스테인리스강은 304L, 316L 또는 6%-Mo 스테인리스강입니다. 316L과 6% Mo 스테인레스 스틸은 성능과 가격면에서 큰 차이가 있습니다. 냉각 매체가 부식성이 높고 미생물 부식의 위험이 있는 처리되지 않은 물인 경우 304L 및 316L은 적합한 선택이 아닙니다. 결과적으로 원자력 발전소는 6%-Mo 스테인리스강으로 업그레이드하거나 탄소강 시스템의 높은 유지 관리 비용을 감수해야 했습니다. 일부 원자력 발전소에서는 초기 비용이 저렴하기 때문에 여전히 탄소강 라이닝 파이프를 사용합니다. ASTM A240에 따르면 산업용 급수 배관 시스템은 종종 다음과 같은 스테인레스 스틸로 만들어집니다.

등급 UNS 씨 N Cr 니 모 구리
304L 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%모 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 /

2205 듀플렉스 스테인레스 스틸은 탁월한 선택임이 입증되었습니다. 사우스캐롤라이나에 있는 Duke Power의 Catawba 원자력 발전소는 시스템에 2205(UNS S32205) 이중상 스테인리스강을 사용하는 최초의 원자력 발전소입니다. 이 등급에는 약 3.2% 몰리브덴이 포함되어 있으며 304L 및 316L 스테인리스강보다 내식성이 향상되고 미생물 내식성이 훨씬 우수합니다.

주응축기 냉각탑으로 공급수를 전달하는 배관시스템 지상부의 탄소강 라이닝 배관을 2205 이중 스테인리스강 배관으로 교체하였습니다.

새로운 교체 2205 이중 스테인리스강관은 2002년에 설치됐다. 배관의 길이는 60m, 직경은 76.2cm, 91.4cm이며, 배관의 벽두께는 0.95cm이다. 발전소 배관 시스템의 안전한 사용을 위한 관리 코드 중 하나이며 전 세계적으로 널리 사용되는 ASME B31.1 동력 배관에 따라 규정된 시스템입니다. 500일의 서비스 이후 시스템을 철저히 검사했습니다. 점검 결과 스케일링이나 부식은 발견되지 않았습니다. 2205 듀플렉스 스테인리스강의 성능이 매우 뛰어났습니다. 2205 스테인레스 스틸 배관은 설치 후 10년 이상 동안 우수한 성능을 발휘해 왔습니다. 이 경험을 바탕으로 Duke Power는 2205 이중 스테인레스 스틸 파이프 시스템의 다른 부분에서.

500일 사용 후 2205 파이프 내부.

 

원자력 발전소 수처리 시스템 설계자들은 부식 방지 냉각수용 배관 재료를 선택할 때 이제 하나 이상의 옵션을 갖게 되었습니다. 2205 듀플렉스 스테인리스강을 성공적으로 적용하면 유지 관리 비용을 줄이고 가동 중지 시간을 줄이며 원자력 발전소의 운영 안전을 보장할 수 있습니다.

DSS란 무엇입니까?

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Duplex 스테인리스강의 약자인 DSS는 두 개의 강철로 구성된 스테인리스강의 분류로, 중심 강철은 오스테나이트화 또는 철로 구성됩니다. 이들은 화학 구조가 두 개의 서로 다른 상을 특징으로 하기 때문에 이중 강으로도 알려져 있으며, 두 상 모두 일반적으로 각각 마르텐사이트로 표시됩니다. 이 강철은 두 상이 고온 및 고압에서 함께 도포될 수 있기 때문에 극도의 인성을 요구하는 응용 분야에 매우 유용합니다. 이중 스테인리스강은 상당량의 잔류 오스테나이트가 존재하기 때문에 오스테나이트 및 마르텐사이트 상 모두에서 충분한 경도를 얻을 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 DSS 등급은 S31803, S32750 및 SS32550입니다.

듀플렉스 스테인레스 스틸 등급

유형 UNS 스웨덴 독일 사람 프랑스 일본
저합금 UN23(SAF2304) SS232（SAF2304） W.Nr.1.4362 UR35N DP11
중간 합금 UNS S31500

UNS S31803

 SS2376(3RE60)

SS2377(SAF2205)

 W.Nr.1.4417

W.Nr.1.4462

 UR45N DP1

DP8
고합금 UNS S32900

UNS S31260

 SS2324(10RE51) W.Nr.1.4460

W.Nr.1.4501

   329J1

329J2L
슈퍼 듀플렉스 UNS S32750

UNS S32550

 SS2328(SAF2507) W.Nr.1.4410

W.Nr.1.4507

 UR47N+

UR52N+

  

 

합금 자체 외에도 내식성에 기여하는 또 다른 중요한 요소는 니켈 함량입니다. 니켈은 일반적으로 대부분의 합금에서 더 높은 비율로 발견되므로 매우 유용한 구성 요소입니다. 전기 전도성과 양질의 합금을 형성하는 능력으로 인해 고성능 합금에 자주 사용되는 니켈과 비교할 때, 니켈은 고품질 듀플렉스 스테인리스강을 만드는 데 자주 사용되지 않습니다. 니켈 합금의 가장 흥미로운 측면 중 하나는 내식성이며, 이는 니켈 합금을 고성능 소재에 대한 최고의 대안으로 만듭니다. 강철과 혼합하면 니켈은 보다 안정적인 합금을 생성하여 합금의 마모성과 기계적 강도를 높일 수 있습니다.

이 합금의 또 다른 중요한 특성은 열팽창에 대한 높은 저항성입니다. 오스테나이트계 스테인리스 강의 내팽창 능력에도 불구하고 우수한 기계적 특성으로 인해 높은 수준의 열팽창 저항을 나타냅니다. 이 특성은 특히 템퍼링/얼룩 제거 주기 동안 탁월한 부식 방지 기능을 제공합니다. 듀플렉스 스테인리스강의 뛰어난 내식성 덕분에 다양한 화학물질에 견딜 수 있습니다. 또한 오일, 그리스 및 점도가 높은 기타 액체에 대한 저항성이 높습니다.

위의 기능 외에도 듀플렉스 스테인레스 스틸은 강도와 내구성이 뛰어나 인기가 높습니다. 최대 300Kg의 고강도 등급은 양방향 맨드릴 롤을 활용하는 능력을 통해 가능합니다. 이는 양쪽이 엇갈리게 얽혀 맨드릴이 있는 막대 모양으로 형성된 스트립으로 감겨진 단단한 탄소 섬유로 구성됩니다. 이 합금을 우수한 합금으로 만드는 또 다른 특징은 표면이 융선 없이 완전히 매끄럽다는 것입니다.

듀플렉스 스테인리스강의 내구성에 기여하는 가장 중요한 요소 중 하나는 낮은 내공식성입니다. 이들 강은 열간 합금 내부의 결정립 형성 속도가 낮습니다. 다양한 산업 분야에서 크고 작은 구조물을 건설하는 데 사용할 수 있습니다. 결정질 입자에 대한 저항성으로 인해 건설 업계에서 높은 평가를 받고 있습니다.

듀플렉스 스테인리스강의 기계적 특성은 다양한 응용 분야에 탁월한 선택이 될 수 있는 다양한 이점을 제공합니다. 이러한 특성으로 인해 이러한 강은 정밀 엔지니어링 부품 제작, 열 교환기 및 판금 제조를 포함한 다양한 응용 분야에 사용될 수 있습니다. 이러한 유형의 합금의 다른 중요한 특성으로는 높은 내열성, 낮은 밀도 및 우수한 내식성이 있습니다. 또한 합금의 전반적인 특성에 기여하는 다양한 기계적 특성을 제공합니다. 여기에는 극도의 경도, 인성, 내화학성 및 크리프 저항성이 포함됩니다.

니켈 오스테나이트계 스테인리스강 등급

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니켈은 고가의 합금 원소로 알려져 있으며 응력 부식 저항성과 오스테나이트 구조가 모두 필요한 일부 응용 분야에 필수적입니다. 예를 들어, 크리프 저항은 오스테나이트가 발생하는 고온 환경에서 중요합니다. 스테인리스강 필요합니다. 전통적인 오스테나이트 스테인리스강과 유사하게, 쌍정 경계는 적층 결함 에너지가 낮기 때문에 니켈이 풍부한 오스테나이트 스테인리스강의 중요한 특징입니다. 오스테나이트계 스테인리스강은 응력 부식 균열(SCC)이 발생하기 쉽습니다. 그러나 니켈 함량이 20%를 초과하면 내응력 부식성이 크게 향상됩니다. 16%~21% 크롬을 함유한 Fe-Ni-Cr 합금에서 니켈이 응력 부식 한계점(105℃, 22% NaCl 수용액)의 응력 강도에 미치는 영향을 연구합니다. 니켈이 풍부한 오스테나이트 스테인리스강(NiASS)은 별도의 스테인리스강으로 간주될 수 있습니다. 실제로 니켈 함량이 30%를 초과할 때 이상 및 페라이트 스테인리스 강의 응력 부식 저항성은 이상 및 페라이트 스테인리스 강의 저항성과 비슷합니다. 니켈이 풍부한 오스테나이트의 몇몇 제한된 등급 스테인리스강 아래 표에 나열되어 있습니다. 슈퍼 오스테나이트 스테인리스강 254SMO 및 654SMO는 석유 및 가스 산업을 위해 특별히 설계되었습니다. 일반적인 응용 분야는 해수 냉각, 펄프 표백, 유압 및 계기 배관 장비입니다.

 

Ni-오스테나이트계 스테인리스강 등급

합금 씨 시 망 Cr 니 모 여 공동 구리 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
산니크로 25 0.1 0.2 0.5 22.5 25 3.6 3.5 3.0 0.5 0.23
산니크로 28 0.02 0.6 2.0 27 31 3.5 1.0
합금 800 0.07 0.6 0.6 20.5 30.5
353MA 0.05 1.6 1.5 25 35 0.16
합금 825 0.03 0.5 0.8 20 38.5 2.6
합금 625 0.03 0.5 0.5 21 발 8.5
합금 690 0.02 0.5 0.5 30 60
합금 600 0.05 0.4 0.8 16.5 발 0.5

22Cr-25Ni 합금인 SANICRO 25는 최대 700°C의 보일러에 사용하도록 설계되었습니다. 크리프 파괴강도와 고온 내식성이 우수하여 과열기, 재가열기에 적합한 소재입니다. 실제로 SANICRO 25의 크리프 파괴강도는 600~750℃ 범위의 대부분의 오스테나이트계 스테인리스강보다 우수합니다. 부식성이 높은 산성 환경에서는 일반적으로 Sanicro 28이 최선의 선택입니다. 이는 튜브, 케이싱 및 산성 가스 라이닝이 있는 고강도 시추정에 사용되며 기타 응용 분야에는 습식 인산 플랜트 및 슈퍼인산 플랜트의 히터, 펌프 시스템, 펌프 및 컨테이너가 포함됩니다.

합금 800은 우수한 크리프 저항성, 우수한 고온 내식성 및 재료의 고온 강도가 요구되는 550~1100℃의 환경 범위에서 자주 사용됩니다. 이 합금은 암모니아, 메탄올, 민간 가스 생산의 입구 및 출구 포트와 염화비닐 및 에틸렌 생산에 사용되는 노 튜브에도 사용됩니다. 다른 응용 분야로는 유동 연소층용 열 교환 튜브 및 복사 튜브와 머플러 튜브 및 열전대용 보호 슬리브와 같은 열처리로 부품이 있습니다.

25Cr-35Ni 합금 353Ma는 침탄 및 질소 흡수가 잠재적으로 문제가 되는 환경에서 합성 가스를 처리하는 분해로 및 개질 튜브에 사용하도록 설계되었습니다. 더 많은 크롬을 포함하는 다른 대안이 있지만 353 MA가 최선의 선택입니다. 한 가지 이유는 매우 안정적인 표면 산화물 층을 형성하는 데 도움이 되는 Ce 원소를 포함하고 있기 때문입니다.

합금 690은 니켈 함량이 60%로 원자력발전소 증기발생기 배관에 주로 사용된다. 작동 온도는 365℃이며, 이 온도에서는 입자 사이의 응력 부식 균열이 잠재적인 문제가 됩니다. 주어진 사용 조건에서 합금 690은 부식이 거의 없으므로 선호되는 합금입니다.

니켈이 풍부한 오스테나이트계 스테인리스강 254SMO가 예술품에도 사용된다는 점은 흥미롭습니다. Carl Milles의 "무지개 너머의 신" 조각품은 1995년 스톡홀름의 Nak Strand 남쪽 해안에 설치되었습니다. 조각품의 높이는 약 23m로 매일 수많은 선원들이 드나드는 유명한 명승지이다. 주변 해수에는 염분이 포함되어 있으며 염화물은 표면 부식을 일으키기 매우 쉽습니다. 고강도 슈퍼 오스테나이트계 스테인리스강 254SMO는 이러한 환경에 매우 적합합니다.

쉘형 열교환기에 스테인레스 스틸 벨로우즈를 사용하는 경우

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벨로우즈 튜브 열교환기는 직선형(밝은) 튜브 열교환기를 기반으로 한 업그레이드입니다. 파도의 마루와 골의 디자인은 내구성, 안전성 등 관형 열교환기의 장점을 계승하는 동시에 낮은 열 전달 능력과 용이한 스케일링 등의 단점을 극복했습니다. 원리는 필요한 열 전달 면적을 줄이기 위해 총 열 전달 계수를 향상시켜 동일한 열 전달 효과 하에서 재료를 절약하고 무게를 줄이는 것입니다.

벨로우즈 몸체는 냉간압착 가공을 하였기 때문에 밝은 파이프 빌렛의 경우 일반적으로 벨로우즈 몸체를 성형한 후 강화할 수 있다고 믿어집니다. 외부 압력 안정성 실험을 통해 외부 압력에 따른 주름형 열교환관의 불안정성은 직관부에서 먼저 발생하며, 외부 압력이 계속 상승해야만 주름관이 불안정해지는 것으로 나타났습니다. 이는 주름부분이 직선부분보다 안정도가 좋고, 주름부분의 임계압력이 직선부분보다 높다는 것을 의미한다.

실험에 따르면 파동 기저부, 특히 국지적 단일 파동 기저부에서 좌굴 변형의 잔물결이 발생했으며 일반적으로 동시에 두 개 이하의 기저부 불안정성을 보여 파고의 안정성이 기저부보다 우수하지만 때로는 나타날 수도 있음을 보여줍니다. 반대로, 냉간 압착 마크 공정에서는 직선 부분의 홈통과 벽 두께가 모두 일정하고 튜브 후의 온도가 실제로 더 짧습니다.

벨로우즈에 파도의 최고점과 최저점의 존재는 아래 그림과 같이 튜브의 방사상 열교환 대류 효과를 증가시킵니다.

방사형 대류는 총 열전달 계수에 큰 영향을 미치며, 이는 이중 튜브 플레이트 벨로우즈 열 교환기의 가격이 저렴하고 경량인 근본적인 이유입니다. 열교환 면적은 튜브 벨로우즈와 직관의 몸체 표면은 동일한 길이에서 크지만 이러한 변화는 계수 값 변화에 따른 기여도보다 훨씬 적습니다. 직선(광) 튜브의 유속은 튜브 벽에 가까울 때 크게 감소하는 것을 분명히 볼 수 있습니다.

벨로우즈가 있는 쉘형 열교환기는 직선형 튜브 교환기에 비해 유체 속도와 방향이 일정하게 변화하여 난류를 형성할 수 있어 벽과 열을 교환하므로 열 전달에 영향을 미치는 경계 효과가 더 이상 존재하지 않습니다. 총 열전달계수는 2~3배 증가할 수 있고, 실제 운전은 5배까지 가능하며, 무게도 가볍기 때문에 벨로우즈 열교환기의 가격이 직관형 열교환기보다 저렴합니다. 교환기. 계산 및 실제 경험에 따르면 1mm 두께 벨로우즈의 총 열전달 계수는 0.5mm 두께 벨로우즈보다 10% 낮습니다. 수백 대의 벨로우즈 열교환기의 작동 데이터를 보면 벽 두께(거의 모두 0.5mm)가 큰 수리나 손상 없이 10~14년 동안 작동할 수 있는 주요 원인임을 알 수 있습니다.

또한 벨로우즈 열교환기는 수격 현상의 충격에 효과적으로 저항할 수 있습니다. 이중관 판형 열교환기의 쉘은 확장 조인트로 연결됩니다. 수격 현상의 영향을 받으면 확장 조인트가 잘못 배치됩니다. 이는 벨로우즈와 직관 열교환기 모두에서 발생하며 쉘의 변형으로 인해 튜브가 비틀릴 수 있습니다. 벨로우즈는 팽창 여유가 더 많기 때문에 변형 시 변형의 탄성 여유가 큽니다. 즉, 이 경우 불안정성에 저항하는 능력이 강합니다. 그러나 어떠한 경우에도 설치 과정에서 수격 현상을 방지하기 위해 앵글 시팅 밸브, 지연 스위치 및 기타 조치를 사용할 수 있습니다.

스테인레스 스틸 벨로우즈 쉘 열교환기의 장점

  • 높은 열전달 효율

벨로우즈의 특수한 마루와 골 디자인은 튜브 내부와 외부 섹션의 지속적인 변화로 인해 유체 흐름을 만들어 강한 난류를 형성합니다. 매우 작은 유량의 경우에도 유체는 관 내부와 외부에 강한 교란을 형성할 수 있으며, 이는 열교환관의 열전달 계수를 크게 향상시킵니다. 열전달 계수는 기존 튜브형 열교환기보다 2~3배 높습니다.

  • 확장 및 차단 없음

벨로우즈 내부와 외부의 매체는 항상 매우 난류 상태에 있으므로 매체의 고체 입자가 스케일 침전을 어렵게 만듭니다. 반면에 매체의 온도 차이에 영향을 받아 축 방향 팽창 변형의 흔적이 생기고 곡률이 자주 변하며 먼지와 열교환 튜브가 큰 인장력을 생성하므로 스케일이 잔잔하더라도 파손될 수 있습니다. 자동으로 꺼지므로 열 교환기는 항상 지속적이고 더 나은 열 전달 성능을 유지합니다.

  • 자동 보상

벨로우즈의 특수한 구조와 형태는 신축이음장치를 추가하지 않고도 가열조건에서 열응력을 효과적으로 감소시켜 제품의 구조를 단순화하고 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.

  • 긴 서비스 수명

축방향 팽창 능력이 향상되어 온도차 응력을 효과적으로 줄이고 큰 온도차와 압력 변화에 적응할 수 있으므로 파이프 입구 파열로 인한 누출이 없습니다. 배플 플레이트와 벨로우즈 사이의 연결은 열교환기의 수명을 연장시킵니다.

 

질소가 316LN 스테인리스강에 어떤 영향을 미치나요?

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316LN은 다음을 기반으로 하는 질소 추가 버전입니다. 316L 강철 (0.06% ~ 0.08%)은 316L과 동일한 특성을 가지도록 고속증식로(FBRS)의 고온 구조부품 제조에 사용되어 왔습니다. 탄소 함량을 줄이면 후속 부식 환경에서 용접으로 인한 응력 부식 균열에 대한 민감성이 크게 줄어듭니다. 크리프, 낮은 사이클 피로 및 크리프-피로 상호 작용은 FBRS 구성 요소에 대한 가장 중요한 고려 사항입니다. 고온 강도 316L 스테인레스 스틸 0.06% ~ 0.08% N을 합금화하여 316 스테인리스강으로 개선할 수 있습니다. 본 논문에서는 고온에서 316L 스테인리스강의 기계적 특성에 대한 0.08%보다 높은 질소 함량의 영향에 대해 논의합니다.

 

316LN 스테인레스 강의 화학 성분

노 N 씨 망 Cr 모 니 시 에스 피 철
표준 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 –

질소 함량이 0.07%, 0.11%, 0.14% 및 0.22%이고 탄소 함량이 0.03%인 316LN 스테인레스 강의 4개 배치를 테스트하여 질소가 인장, 크리프, 저주기 피로 및 크리프에 미치는 영향을 연구했습니다. -316LN 스테인레스 강의 피로 특성. 이 실험의 목적은 인장, 크리프 및 저주기 피로 특성의 최상의 조합을 얻기 위한 최적의 질소 함량을 찾는 것입니다. 실험 결과는 질소가 오스테나이트계 스테인리스 강의 인장 강도, 크리프 및 피로 강도를 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. 강도가 증가하는 이유에는 용액 강화, 적층 결함 에너지(SFE) 감소, 석출 경화, 복합재(간극 용질) 형성, 원자 분리 및 정렬된 경화가 포함됩니다. 서로 다른 전자 교환 특성으로 인해 오스테나이트계 스테인리스강에 용해된 질소는 탄소보다 더 큰 팽창 부피를 갖습니다.

질소와 전위 사이의 탄성 상호작용 외에도 정전기적 격자간 전위 상호작용도 강도에 영향을 미칩니다. 전위핵은 자유전자가 부족하다는 특징이 있는데, 이는 양전하를 띤다는 것을 의미합니다. 오스테나이트계 스테인리스 강의 질소 원자는 질소 원자 근처의 자유 전자 위치와 전위와 질소 원자 사이의 정전기적 상호 작용으로 인해 음전하를 띠고 있습니다.

오스테나이트 강의 질소 함량이 증가함에 따라 질소 원자와 전위 사이의 유효 결합 에너지가 증가하지만 탄소의 경우 상관 관계가 명확하지 않습니다. 오스테나이트강에서 격자간 질소는 치환 원소와 상호작용하여 격자간 치환 원자 구성을 형성하는 경향이 있습니다. 이 화합물은 Mn, Cr, Ti 및 V와 같이 주기율표에서 Fe 왼쪽에 있는 원소와 쉽게 결합합니다. 원자간 결합의 특성(즉, 배향 대 무배향)과 인접한 원소의 근접성 사이에는 강한 상관관계가 있습니다. 다성분 합금 시스템의 원자. 금속 원자 사이의 결합은 서로 다른 원소의 원자 결합인 단거리 정렬을 촉진합니다. 원자간 분극은 공유 전자의 교환, 즉 동일한 원소의 원자 사이의 결합을 촉진합니다. 탄소는 철 기반 고용체에서 치환 원자의 응집을 촉진하는 반면, 질소는 단거리 정렬을 촉진합니다.

일반적으로 항복강도(YS)와 극한인장강도(UTS)는 316L 스테인레스 스틸은 0.07% ~ 0.22% 질소의 합금화로 인해 크게 향상되었습니다. 300~1123K 온도범위의 모든 시험에서 강도의 증가가 관찰되었다. 제한된 온도 범위 내에서 동적 변형 노화가 관찰되었습니다. 동적 변형 노화(DSA)의 온도 범위는 질소 함량이 증가함에 따라 감소합니다.