항공기 응용 분야에 사용되는 고강도 스테인리스 스틸

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우리는 일반적으로 인장 강도가 800MPa보다 높으면 항복 강도가 500MPa 이상인 스테인리스강을 고강도 스테인리스강, 항복 강도가 1380MPa 이상의 스테인리스강을 초고강도 스테인리스강이라고 합니다. 항공 산업의 발전은 항공기 및 항공기 엔진의 성능 향상이 금속 재료에 크게 좌우된다는 것을 입증했습니다. 강철의 고강도, 고인성, 고응력 부식 균열 저항 및 우수한 내충격성으로 인해 랜딩 기어, 거더, 고응력 조인트, 패스너 및 기타 고강도 스테인리스강과 같은 항공기의 일부 주요 구조 구성요소가 여전히 사용됩니다.

고강도 스테인리스강에는 주로 마르텐사이트 석출 경화형 스테인리스강과 반오스테나이트 석출 경화형 스테인리스강이 포함됩니다. 마텐자이트 석출 경화 스테인리스강의 강도는 마텐자이트 변태 및 석출 경화 처리에 의해 달성되며, 장점은 고강도이며 동시에 저탄소, 고크롬, 고 몰리브덴 및/또는 고 구리로 인해 내식성이 일반적으로 아닙니다. 18Cr-8Ni 오스테나이트계 스테인리스강 미만; 자유 절단, 우수한 용접 능력, 용접 후 국부 어닐링이 필요하지 않으며 열처리 공정이 비교적 간단합니다. 주요 단점은 소둔 상태에서도 구조가 여전히 저탄소 마르텐사이트이므로 심변형 냉간 가공을 수행하기 어렵다는 것입니다. 대표적인 강종은 오전 17-4시 및 PH13-8Mo는 400℃에서 작동하는 엔진 베어링 부품, 패스너 등과 같은 고강도 내식성 베어링 부품의 제조에 사용됩니다. PH13-8Mo는 항공 베어링 부식 방지 중온 구조 부품에 널리 사용됩니다.

반 오스테 나이트 석출 경화 스테인리스 강은 오스테 나이트 상태에서 기계 가공, 냉간 변형 및 용접 될 수 있으며, 마르텐 사이트 변태 및 석출 경화는 노화를 조정하여 다양한 강도와 인성 조정을 얻을 수 있습니다. 강재는 내식성과 열강도, 특히 내응력식성이 우수하여 540℃ 이하에서 사용되는 부품 제조에 특히 적합합니다. 단점은 열처리 공정이 복잡하고 열처리 온도 제어 요구 사항이 매우 정확하다는 것입니다(±5℃). 강재의 가공경화 경향은 크고, 심변형 냉간 가공에는 많은 중간 풀림 시간이 필요한 경우가 많습니다. 대표적인 등급은 오전 17-7시, PH15-7Mo 등. 이러한 종류의 강은 주로 항공 산업에서 모든 종류의 파이프, 파이프 조인트, 스프링, 패스너 등과 같은 부식 베어링 구조 아래 400℃에서 작동하는 데 사용됩니다.

 

항공기 착륙 장치

항공기 착륙 장치의 구성에 사용되는 재료는 30CrMnSiNi2A, 4340, 300M, Aermet100 및 기타 항공기 착륙 장치이며 요구 사항이 더 높은 패스너는 주로 다음과 같은 석출 경화 스테인리스강으로 만들어집니다. 오전 17-4시 F-15 항공기의 랜딩 기어용, B-15 항공기의 랜딩 기어용 5-767pH. PH13-8mo 강철은 17-4PH를 대체할 가능성이 있으며, 오전 15-5시, 17-7PH, PH15-7Mo 및 기타 강재는 동일한 등급의 석출 경화 스테인리스강보다 응력 내식성이 우수합니다.

평면 베어링

독일 FAG 회사는 고압 질소 분위기에서 일렉트로슬래그 재용해의 PESR 공정에 의해 생산되는 질소 첨가 마르텐사이트 스테인리스강 Cronidur30(0.31%C-0.38%N-15% Cr-L %Mo)을 개발했습니다. SUS440보다 부식에 강한 고질소 완전경화 고온 스테인리스강입니다. 완전경화형의 특성상 높은 DN값(D: 베어링 내경/mm, N: 축회전수/arin)에는 적합하지 않으며, 동일한 Cronidur30은 DN4백만의 잔류압축응력 및 파괴인성값을 만족할 수 있습니다. 고주파 담금질을 통해 동시에. 그러나 템퍼링 온도는 15 ℃보다 낮기 때문에 엔진 정지 후 열 충격으로 인한 베어링 온도 상승을 견딜 수 없습니다.

항공기 베어링 구조 부품

항공기 베어링 구조의 고강도 스테인리스 스틸은 주로 오전 15-5시, 17-4PH, PH13-8Mo 등 해치 커버 래치, 고강도 볼트, 스프링 및 기타 부품 포함. 민간 항공기는 보잉 15-5 날개 날개를 위한 737-600PH 강철과 같은 날개 날개에 고강도 스테인리스강을 사용합니다. 유형 A340-300 날개 SPAR PH13-8Mo 강철. Ph13-8Mo는 높은 강도와 ​​인성이 요구되는 부품, 특히 동체 프레임과 같은 횡방향 성능을 요구하는 부품에 사용됩니다. 보다 최근에, Custom465는 증가된 인성 및 응력 부식 저항으로 인해 테스트되었습니다. Custom465는 항공기 플랩 가이드, 슬랫 가이드, 변속기, 엔진 마운트 등의 제조를 위해 Custom450 및 Custom455를 기반으로 Carpenter에 의해 개발되었습니다. 강철은 현재 MMPDS-02, AMS5936 및 ASTM A564 기술 사양에 포함되어 있습니다. HSL180 고강도 스테인리스강(0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo)은 항공기 구조물 제작에 사용되며 1800MPa의 강도를 4340 등의 저합금강과 동일하고 내식성 및 인성이 동일하다. SUS630과 같은 석출 경화 스테인리스 강으로.

 

원자력 발전소 냉각수 시스템에 이중 스테인리스 강을 사용하는 이유는 무엇입니까?

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청정 에너지원으로서 원자력은 전 세계적으로 탄소 배출량을 줄이는 주요 기여자입니다. 냉각수 배관 시스템은 원자력 발전소의 안전한 운전을 위한 열쇠입니다. 그것은 다양한 직경과 크기의 수천 피트의 파이프로 구성됩니다. 플랜트 장비 냉각을 위한 안정적인 물 공급을 제공합니다. 비안전 배관 계통은 발전소를 냉각하기에 충분한 냉각수를 제공해야 하며, 안전 계통은 원자로를 제어하고 비상 시 안전하게 정지할 수 있는 충분한 냉각수를 제공해야 합니다.

이러한 파이프 재료는 장비의 서비스 수명 동안 냉각수 부식에 강해야 합니다. 플랜트 위치에 따라 냉각수의 유형은 비교적 깨끗한 담수에서 오염된 해수까지 다양합니다. 경험에 따르면 시스템이 노후화되면 다양한 부식 문제와 다양한 정도의 부식이 발생하여 시스템이 손상되고 필요한 냉각수를 제공하지 못할 수 있습니다.

냉각수 배관의 문제는 종종 재료 및 냉각수와의 상호 작용과 관련이 있습니다. 시스템의 오염(플러깅) 및 부식으로 인한 누출은 침전물 축적, 해양 생물학적 부착(바이오파울링), 부식 생성물의 축적, 이물질 막힘을 포함하여 가장 일반적인 문제입니다. 누수는 일반적으로 미생물 부식(MIC)에 의해 발생합니다. 이는 물에 있는 특정 미생물에 의해 발생하는 매우 부식성 부식입니다. 이러한 형태의 부식은 탄소강 및 저합금 스테인리스강에서 자주 발생합니다.

스테인리스 스틸은 새로운 급수 배관 시스템을 구축하고 기존 탄소강 시스템을 수리하거나 교체하기 위한 실행 가능한 옵션으로 오랫동안 여겨져 왔습니다. 배관 업그레이드 솔루션에 일반적으로 사용되는 스테인리스강은 304L, 316L 또는 6%-Mo 스테인리스강입니다. 316L과 6% Mo 스테인리스 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 유지보수 비용을 감수해야 했습니다. 일부 원자력 발전소는 초기 비용이 낮기 때문에 여전히 탄소강 라이닝 파이프를 사용합니다. ASTM A240에 따르면 공업용 급수 배관 시스템은 종종 아래의 스테인리스강으로 만들어집니다.

학년 UNS C N Cr Ni Mo Cu
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%월 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 스테인리스 스틸은 탁월한 선택임이 입증되었습니다. 사우스 캐롤라이나에 있는 Duke Power의 Catawba 원자력 발전소는 시스템에 2205(UNS S32205) 3.2상 스테인리스강을 사용하는 최초의 원자력 발전소입니다. 이 등급은 약 304%의 몰리브덴을 함유하고 316L 및 XNUMXL 스테인리스강보다 내식성이 향상되고 미생물 내식성이 훨씬 뛰어납니다.

주 응축기의 냉각탑으로 공급수를 전달하는 배관 시스템의 지상 부분에 있는 탄소강 라이닝 배관은 2205 이중 스테인리스 강 배관으로 교체되었습니다.

새로운 교체 2205 이중 스테인리스 강관은 2002년에 설치되었습니다. 관의 길이는 60미터, 직경 76.2cm, 직경 91.4cm이며 파이프의 벽 두께는 0.95cm입니다. 발전소 배관 시스템의 안전한 사용을 위한 관리 코드 중 하나이며 세계적으로 널리 사용되는 ASME B31.1 Power 배관에 따라 지정된 시스템입니다. 서비스 500일 후 시스템을 철저히 검사했습니다. 검사 중에 스케일이나 부식이 발견되지 않았습니다. 2205 듀플렉스 스테인리스 스틸은 매우 잘 수행되었습니다. 2205 스테인리스 스틸 배관은 설치 후 XNUMX년 이상 동안 우수한 성능을 발휘해 왔습니다. 이 경험을 바탕으로 Duke Power는 2205 이중 스테인레스 스틸 파이프 시스템의 다른 부분에서.

2205일 사용 후 500 파이프 내부.

 

원자력 발전소 용수 시스템 설계자는 이제 부식 방지 냉각수용 배관 재료를 선택할 때 하나의 옵션을 더 갖게 되었습니다. 2205 듀플렉스 스테인리스강을 성공적으로 적용하면 유지보수 비용을 절감하고 가동 중단 시간을 줄이며 원자력 발전소의 운영 안전을 보장할 수 있습니다.

DSS는 무엇입니까?

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Duplex stainless steel의 약자인 DSS는 두 개의 강으로 구성된 스테인리스 강의 분류이며, 가운데 하나는 오스테나이트 또는 제31803철로 구성되어 있습니다. 이들은 화학 구조가 일반적으로 각각 마르텐사이트로 표시되는 두 가지 다른 단계를 특징으로 하기 때문에 이중 강철이라고도 합니다. 이 강은 두 단계가 고온 및 고압에서 함께 적용될 수 있기 때문에 극도의 인성이 필요한 응용 분야에 매우 유용합니다. 듀플렉스 스테인리스강은 상당한 양의 잔류 오스테나이트가 존재하기 때문에 오스테나이트 및 마르텐사이트 상 모두에서 충분한 경도를 얻을 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 DSS 등급은 S32750, S32550 및 SSXNUMX입니다.

듀플렉스 스테인리스강 등급

타입 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
고 합금 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 니켈에 비해 니켈은 고품질 듀플렉스 스테인리스강을 만드는 데 자주 사용되지 않습니다. 니켈 합금의 가장 흥미로운 측면 중 하나는 내식성으로 고성능 재료를 위한 최고의 대안이 됩니다. 강철과 혼합될 때 니켈은 보다 안정적인 합금을 생성하여 합금의 내마모성과 기계적 강도를 증가시킬 수 있습니다.

이 합금의 또 다른 중요한 특성은 열팽창에 대한 높은 저항입니다. 오스테나이트계 스테인리스강의 내팽창성에도 불구하고 기계적 물성이 우수하여 높은 수준의 내열팽창성을 나타냅니다. 이 속성은 특히 템퍼링/얼룩 제거 주기 동안 우수한 부식 방지 기능을 제공합니다. 이중 스테인리스강의 뛰어난 내식성으로 인해 광범위한 화학 물질에 견딜 수 있습니다. 또한 오일, 그리스 및 점도가 높은 기타 액체에 대해 높은 수준의 내성을 가지고 있습니다.

위의 기능 외에도 듀플렉스 스테인리스 스틸은 강도와 ​​내구성이 높아 인기가 있습니다. 최대 300Kg의 고강도 등급은 양방향 맨드릴 롤을 사용하는 기능을 통해 가능합니다. 그것은 양쪽에서 얽혀 있고 맨드릴이 있는 막대로 형성된 스트립으로 말려진 단단한 탄소 섬유로 구성됩니다. 그것을 우수한 합금으로 만드는 또 다른 특징은 표면이 융기 없이 완전히 매끄럽다는 것입니다.

듀플렉스 스테인리스강의 내구성에 기여하는 가장 중요한 요소 중 하나는 낮은 공식 내식성입니다. 이 강은 열간 합금 내부에 결정립의 형성 속도가 낮습니다. 그들은 다양한 산업 분야에서 크고 작은 구조물을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 결정립에 대한 저항성으로 인해 건설 산업에서 높이 평가됩니다.

듀플렉스 스테인리스 스틸의 기계적 특성은 다양한 응용 분야에 탁월한 선택이 되는 많은 이점을 제공합니다. 이러한 특성으로 인해 이러한 강철은 정밀 엔지니어링 구성 요소 구축, 열교환기 및 판금 제작을 비롯한 다양한 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 이 유형의 합금의 다른 중요한 특성에는 높은 내열성, 낮은 밀도 및 우수한 내식성이 포함됩니다. 또한 합금의 전반적인 특성에 기여하는 여러 기계적 특성을 제공합니다. 여기에는 극도의 경도, 인성, 내화학성 및 내크리프성이 포함됩니다.

니켈 오스테나이트계 스테인리스강 등급

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니켈은 값비싼 합금 원소로 알려져 있으며 내응력 부식성과 오스테나이트 구조가 모두 필요한 일부 응용 분야에서 필수적입니다. 예를 들어, 크리프 저항은 오스테나이트계가 존재하는 고온 환경에서 중요합니다. 스테인리스 강 필요합니다. 전통적인 오스테나이트계 스테인리스강과 유사하게, 쌍경계는 더 낮은 적층 결함 에너지로 인해 니켈이 풍부한 오스테나이트계 스테인리스강의 중요한 특징입니다. 오스테나이트계 스테인리스강은 응력 부식 균열(SCC)이 발생하기 쉽습니다. 그러나 니켈 함량이 20%를 초과하면 내응력 부식성이 크게 향상됩니다. 105%~22% 크롬을 함유한 Fe-Ni-Cr 합금에서 응력부식 임계값(16℃, 21% NaCl 수용액)의 응력강도에 대한 니켈의 영향을 연구하였다. 니켈이 풍부한 오스테나이트 스테인리스강(NiASS)은 별도의 스테인리스강으로 간주할 수 있습니다. 실제로, 니켈 함량이 30%를 초과할 때 XNUMX상 및 페라이트 스테인리스강의 응력 부식 저항은 XNUMX상 및 페라이트 스테인리스강과 유사합니다. 몇 가지 제한된 등급의 니켈이 풍부한 오스테나이트계 스테인리스 강 아래 표에 나와 있습니다. 슈퍼 오스테나이트계 스테인리스강 254SMO 및 654SMO는 석유 및 가스 산업을 위해 특별히 설계되었습니다. 일반적인 응용 분야는 해수 냉각, 펄프 표백, 유압 및 기기 배관 장비입니다.

 

Ni-오스테나이트계 스테인리스강 재종

Alloy C Si Mn Cr Ni Mo W Co Cu Nb N
254SM 0.01 0.8 1.0 20 18 6.1 0.7 0.2
654SM 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
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

25Cr-22Ni 합금인 SANICRO 25는 최대 700°C의 보일러에 사용하도록 설계되었습니다. Creep 파괴강도 및 고온내식성이 우수하여 과열기 및 재가열기에 적합한 소재입니다. 실제로 SANICRO 25의 크리프 파괴강도는 600~750℃ 범위에서 대부분의 오스테나이트계 스테인리스강보다 우수합니다. 부식성이 강한 산성 환경에서는 일반적으로 Sanicro 28이 최선의 선택입니다. 튜빙, 케이싱 및 산성 가스 라이닝이 있는 고강도 드릴링 웰에 사용되며 기타 용도로는 습식 인산 플랜트 및 슈퍼 인산 플랜트의 히터, 펌프 시스템, 펌프 및 컨테이너가 있습니다.

Alloy 800은 550~1100℃의 환경에서 많이 사용되며, 우수한 내크리프성, 우수한 고온 내식성 및 재료의 고온 강도가 요구됩니다. 이 합금은 또한 암모니아, 메탄올 및 민간 가스 생산의 입구 및 출구 포트와 염화비닐 및 에틸렌 생산에 사용되는 용광로 튜브에도 사용됩니다. 기타 응용 분야에는 열전대용 머플러 튜브 및 보호 슬리브와 같은 유동화 연소층 및 열처리로 부품용 열교환 튜브 및 복사 튜브가 포함됩니다.

25Cr-35Ni 합금 353Ma는 침탄 및 질소 흡수가 잠재적으로 문제가 될 수 있는 환경에서 합성 가스가 처리되는 용해로 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 원소 Ce가 포함되어 있기 때문입니다.

Alloy 690은 60%의 니켈을 함유하고 있으며 주로 원자력 발전소의 증기 발생기 배관에 사용됩니다. 작동 온도는 365℃로 입자 사이의 응력 부식 균열이 잠재적인 문제입니다. 주어진 사용 조건에서 합금 690은 부식이 거의 없어 선호하는 합금입니다.

니켈이 풍부한 오스테나이트계 스테인리스강 254SMO가 예술품에도 사용된다는 점은 흥미롭습니다. Carl Milles의 "God, Over the Rainbow" 조각품은 1995년 스톡홀름의 Nak Strand 남쪽 해안에 설치되었습니다. 조형물의 높이는 약 23m로 매일 수많은 뱃사람들이 지나는 유명한 명승지입니다. 주변 해수에는 염분이 포함되어 있으며 염화물은 표면 부식을 일으키기 매우 쉽고 고강도 슈퍼 오스테나이트 스테인리스강 254SMO는 이러한 환경에 매우 적합합니다.

쉘 열교환기에 스테인리스 벨로우즈를 사용하는 경우

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벨로우즈 튜브 열교환 기는 직선 (밝은) 튜브 열교환기를 기반으로 한 업그레이드입니다. 파도의 볏과 트로프의 디자인은 내구성과 안전성과 같은 관형 열교환 기의 장점을 계승 함과 동시에 열전달 능력이 낮고 스케일링이 쉬운 등의 결함을 극복합니다. 원칙은 총 열전달 계수를 개선하여 필요한 열 전달 면적을 줄여 동일한 열 전달 효과로 재료를 절약하고 무게를 줄일 수 있습니다.

벨로우즈 본체는 냉간 압착으로 가공되기 때문에 밝은 파이프 일반적으로 벨로우즈 바디는 성형 후 강화 될 수 있다고 믿어집니다. 외압 안정 실험은 외압하에 주름진 열교환 관의 불안정성이 직선 관 부분에서 먼저 발생하고, 외압이 계속 상승 할 경우에만 주름관이 불안정 함을 보여줍니다. 이는 주름진 단면의 안정성이 직선 단면보다 우수하고 주름진 단면의 임계 압력이 직선 단면보다 높다는 것을 나타냅니다.

실험에 따르면 좌굴 변형의 잔물결은 파동, 특히 국부적 단일 파동, 일반적으로 동시에 두 개 이하의 불안정성에서 발생했으며 파문의 안정성이 트 러프보다 낫지 만 때로는 나타날 수도 있음을 보여줍니다 반대로 콜드 프레싱 마크 프로세스에서 직선 단면의 홈통과 벽 두께는 일정하며 튜브가 실제로 짧아 진 후에는 차갑습니다.

아래 그림과 같이 벨로우즈에 파동 피크와 골이 있으면 튜브의 방사형 열교환 대류 효과가 증가합니다.

방사형 대류는 총 열전달 계수에 큰 영향을 미치며 이중 튜브 플레이트 벨로우즈 열교환 기의 저가 및 경량의 근본적인 이유입니다. 의 열교환 지역 튜브 벨로우즈와 직관의 몸체 표면은 같은 길이로 크지 만이 변화는 계수 값 변경의 기여도보다 훨씬 적습니다. 직선 (가벼운) 튜브가 튜브 벽에 가까울 때 유속이 현저히 감소 함을 분명히 알 수 있습니다.

벨로우즈가있는 쉘 열교환 기는 직선 튜브 교환기에 비해 유체 속도와 방향을 일정하게 변화시켜 난류를 형성 할 수있어 벽과 열교환을하게되며, 열 전달에 영향을 미치는 경계 효과가 더 이상 존재하지 않습니다. 총 열전달 계수는 2 ~ 3 배 증가 할 수 있으며 실제 운전은 5 배까지 가능하며 무게가 가벼워 벨로우즈 열교환 기의 가격이 직관 열보다 낮은 이유입니다. 교환기. 계산과 실무 경험에 따르면 1mm 두께 벨로우즈의 총 열전달 계수는 10mm 두께 벨로우즈보다 0.5 % 낮습니다. 수백 개의 벨로우즈 열교환 기 운전 데이터는 벽 두께 (거의 0.5mm)가 큰 수리 나 손상없이 10 ~ 14 년 동안 운전하는 주된 이유임을 보여줍니다.

또한 벨로우즈 열교환 기는 수격 현상의 영향을 효과적으로 견딜 수 있습니다. 이중 튜브 플레이트 열교환 기의 쉘은 확장 조인트로 연결됩니다. 수격 현상의 영향을 받으면 확장 조인트가 잘못 배치됩니다. 이것은 벨로우즈와 직관 열교환 기 모두에서 발생하며 쉘의 변형으로 인해 튜브가 비 틀릴 수 있습니다. 이는 벨로우즈의 팽창 마진이 많기 때문에 변형시 변형의 탄성 마진이 크므로이 경우 불안정성에 대한 저항력이 강하다. 그러나 어쨌든 설치 과정에서 수격 현상의 발생을 피하기 위해 각도 앉아 밸브, 지연 스위치 및 기타 조치를 사용하여 취할 수 있습니다.

스테인레스 스틸 벨로우 쉘 열교환 기의 장점

  • 높은 열전달 효율

벨로우즈의 특별한 볏과 트로프 디자인은 강한 난류를 형성하기 위해 튜브의 내부 및 외부 섹션의 연속적인 변형으로 인해 유체 흐름을 만듭니다. 매우 작은 유속의 경우에도 유체는 튜브 내부 및 외부에 강한 교란을 형성하여 열교환 튜브의 열전달 계수를 크게 향상시킬 수 있습니다. 열전달 계수는 기존의 튜브 열교환 기보다 2 ~ 3 배 높습니다.

  • 확장 및 차단 없음

벨로우즈 내부와 외부의 매체는 항상 매우 난류 상태에 있으므로 매체의 고체 입자가 스케일을 증착하기 어렵게 만듭니다. 다른 한편으로, 매체의 온도차에 의해 영향을 받아 축 팽창 변형의 흔적이 생기고 곡률이 자주 변하고 먼지와 열교환 튜브가 큰 인장력을 생성합니다. 자동으로 꺼져 열교환 기가 항상 오래 지속되고 더 나은 열 전달 성능을 유지합니다.

  • 자동 보상

벨로우즈의 특수한 구조와 모양은 확장 조인트를 추가하지 않고 가열 상태에서 열 응력을 효과적으로 감소시켜 제품의 구조를 단순화하고 제품의 신뢰성을 향상시킵니다.

  • 긴 수명

축 팽창 능력이 향상되어 온도차 스트레스를 효과적으로 줄이고 큰 온도차 및 압력 변화에 적응할 수 있으므로 파이프 입 파열로 인한 누출이 없습니다. 배플 플레이트와 벨로우즈 사이의 연결은 열교환 기의 서비스 수명을 연장합니다.

 

질소가 316LN 스테인리스 강에 어떤 영향을 미칩니 까?

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316LN은 질소 첨가 버전입니다. 316L 강철 (0.06 % ~ 0.08 %) 316L과 동일한 특성을 가지도록 고속 증식로 (FBRS)의 고온 구조 부품 제조에 사용되었습니다. 탄소 함량을 줄이면 후속 부식 환경에서 용접으로 인한 응력 부식 균열에 대한 민감성이 크게 감소합니다. 크리프, 낮은 사이클 피로 및 크리프-피로 상호 작용은 FBRS 구성 요소에서 가장 중요한 고려 사항입니다. 고온 강도 316L 스테인레스 스틸 316 % ~ 0.06 % N을 합금하여 0.08 스테인리스 강으로 개선 할 수 있습니다. 0.08 % 이상의 질소 함량이 고온에서 316L 스테인리스 강의 기계적 특성에 미치는 영향은이 논문에서 논의 될 것입니다.

 

316LN 스테인레스 스틸의 화학 성분

노 N C Mn Cr Mo Ni Si S P Fe
표준 시편 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 316 %, 0.07 %, 0.11 % 및 0.14 %이고 탄소 함량이 0.22 % 인 0.03LN 스테인리스 강 316 개 배치를 테스트하여 인장, 크리프, 저주기 피로 및 크리프에 대한 질소의 영향을 연구했습니다. -XNUMXLN 스테인레스 스틸의 피로 특성. 이 실험의 목적은 최적의 질소 함량을 찾아 인장, 크리프 및 저주기 피로 특성의 최상의 조합을 얻는 것입니다. 실험 결과는 질소가 오스테 나이트 계 스테인리스 강의 인장 강도, 크리프 및 피로 강도를 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. 강도가 증가하는 이유에는 용액 향상, 적층 결함 에너지 (SFE) 감소, 석출 경화, 복합 재료 (간질 용질) 형성, 원자 분리 및 정렬 된 경화가 포함됩니다. 전자 교환 특성이 다르기 때문에 오스테 나이트 계 스테인리스 강의 용존 질소는 탄소보다 팽창 부피가 더 큽니다.

질소와 전위 사이의 탄성 상호 작용 외에도 정전기 간질 전위 상호 작용도 강도에 영향을 미칩니다. 전위 핵은 자유 전자가 부족하여 양전하를 띠는 것이 특징입니다. 오스테 나이트 계 스테인리스 강의 질소 원자는 질소 원자 근처의 자유 전자의 위치와 전위와 질소 원자 사이의 정전기 상호 작용으로 인해 음전하를 띠고 있습니다.

질소 원자와 전위 사이의 효과적인 결합 에너지는 오스테 나이트 계 강의 질소 함량이 증가함에 따라 증가하지만 탄소에 대한 상관 관계는 분명하지 않습니다. 오스테 나이트 계 강에서 간질 질소는 치환기 원소와 상호 작용하여 간질 치환기 원자 조성을 형성하는 경향이 있습니다. 이 화합물은 Mn, Cr, Ti 및 V와 같은 주기율표에서 Fe의 왼쪽에있는 원소에 쉽게 결합합니다. 원 자간 결합의 특성 (즉, 배향 대 비 배향)과 인접 물질의 근접성 간에는 강한 상관 관계가 있습니다. 다 성분 합금 시스템의 원자. 금속 원자 간의 결합은 서로 다른 원소의 원자 결합 인 단거리 정렬을 용이하게합니다. 원 자간 분극은 동일한 원소의 원자 사이의 결합 인 공유 전자의 교환을 촉진합니다. 탄소는 철 기반 고용체에서 치환 원자의 응집을 촉진하고 질소는 단거리 주문을 촉진합니다.

일반적으로 항복 강도 (YS)와 극한 인장 강도 (UTS)는 316L 스테인리스 스틸은 0.07 % ~ 0.22 % 질소의 합금으로 크게 개선되었습니다. 300 ~ 1123K의 온도 범위에서 모든 테스트에서 강도의 증가가 관찰되었습니다. 제한된 온도 범위 내에서 동적 변형 노화가 관찰되었습니다. 동적 변형 노화 (DSA)의 온도 범위는 질소 함량이 증가함에 따라 감소합니다.