Tabela wartości ciśnienia rur ze stali nierdzewnej 304L

/w /przez

Rury ze stali nierdzewnej idealnie nadają się do wielu zastosowań, ponieważ mają niską odporność na korozję i wysoką wytrzymałość, co pozwala na ich stosowanie tam, gdzie występują różne ilości rozpuszczonego gazu i oleju. Rury i węże ze stali nierdzewnej 304 i 304L są stosowane w prawie każdej dziedzinie na świecie. Stanowi 50% globalnego zastosowania stali nierdzewnej, Stal nierdzewna 304L jest obecnie drugim najpowszechniej stosowanym gatunkiem stali nierdzewnej aż do stali 304. Jest to gatunek o niskiej zawartości węgla, dzięki czemu jest odporny na korozję i idealnie nadaje się do zastosowań w transporcie i przemyśle.

Istnieje wiele różnych właściwości wynikających ze stosowania rur ze stali nierdzewnej 304L. Jedną z kluczowych cech jest doskonała odporność na korozję. Oznacza to, że jest odporny na rdzewienie, które jest niezbędne w przypadku rur transportowych. Rury te są również odporne na korozję po wystawieniu na działanie wilgoci i wody, co czyni je idealnymi do stosowania w zastosowaniach, w których oczekuje się, że rury wytrzymają trudne warunki pogodowe. Należy również pamiętać, że rury te nie korodują po wystawieniu na działanie powietrza, co oznacza, że można ich skutecznie używać w miejscach, w których normalnie powietrze stanowiłoby problem. Przy całym ciśnieniu, jakie można uzyskać w przypadku stali nierdzewnej 304L, które zależy od grubości ścianki i obróbki bez szwu lub spawania, z pewnością znajdziesz coś, co spełni Twoje potrzeby. Tego typu rury stalowe mogą być również stosowane w środowisku, ponieważ dobrze przewodzą ciepło i są bardzo wytrzymałe na ścieranie i uderzenia. Oto poniższa tabela ciśnienia znamionowego dla rur ze stali nierdzewnej 304L.

TP304L
TEMPERATURA F 100 200 300 400 500 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500
TEMPERATURA C 38 93 149 204 260 316 343 371 399 427 454 482 510 538 566 593 621 649 677 704 732 760 788 816
D mm

CIŚNIENIE PROJEKTOWE (PSI)
6 1 6423 6423 6423 6077 5692 5385 5269 5192 5115 5000 4923 4577 3808 3000 2423 2040 1739 1391 1130 913 739 478 435 391
6.35 1.24 7730 7730 7730 7313 6850 6480 6341 6249 6156 6017 5925 5508 4582 3610 2916 2475 2150 1720 1397 1129 914 591 537 484
8 1 4639 4639 4639 4389 4111 3889 3806 3750 3694 3611 3556 3306 2750 2167 1750 1457 1212 970 788 636 515 333 303 273
10 1 3630 3630 3630 3435 3217 3043 2978 2935 2891 2826 2783 2587 2152 1696 1370 1133 930 744 605 488 395 256 233 209
12 1 2982 2982 2982 2821 2643 2500 2446 2411 2375 2321 2286 2125 1768 1393 1125 927 755 604 491 396 321 208 189 170
12 2 6423 6423 6423 6077 5692 5385 5269 5192 5115 5000 4923 4577 3808 3000 2423 2040 1739 1391 1130 913 739 478 435 391
15.88 1 2215 2215 2215 2095 1963 1857 1817 1790 1764 1724 1698 1578 1313 1034 836 685 552 442 359 290 235 152 138 124
14 2 5387 5387 5387 5097 4774 4516 4419 4355 4290 4194 4129 3839 3194 2516 2032 1700 1429 1143 929 750 607 393 357 321
15 1.5 3630 3630 3630 3435 3217 3043 2978 2935 2891 2826 2783 2587 2152 1696 1370 1133 930 744 605 488 395 256 233 209
15 2 4985 4985 4985 4716 4418 4179 4090 4030 3970 3881 3821 3552 2955 2328 1881 1569 1311 1049 852 689 557 361 328 295
16 2 4639 4639 4639 4389 4111 3889 3806 3750 3694 3611 3556 3306 2750 2167 1750 1457 1212 970 788 636 515 333 303 273
20 2 3630 3630 3630 3435 3217 3043 2978 2935 2891 2826 2783 2587 2152 1696 1370 1133 930 744 605 488 395 256 233 209
22 2 3275 3275 3275 3098 2902 2745 2686 2647 2608 2549 2510 2333 1941 1529 1235 1020 833 667 542 438 354 229 208 188
25 2 2855 2855 2855 2701 2530 2393 2342 2308 2274 2222 2188 2034 1692 1333 1077 887 721 577 468 378 306 198 180 162
25 2.5 3630 3630 3630 3435 3217 3043 2978 2935 2891 2826 2783 2587 2152 1696 1370 1133 930 744 605 488 395 256 233 209
38 2 1835 1835 1835 1736 1626 1538 1505 1484 1462 1429 1407 1308 1088 857 692 567 455 364 295 239 193 125 114 102
50 2.5 1740 1740 1740 1646 1542 1458 1427 1406 1385 1354 1333 1240 1031 813 656 537 430 344 280 226 183 118 108 97
60 2.5 1440 1440 1440 1362 1276 1207 1181 1164 1147 1121 1103 1026 853 672 543 443 354 283 230 186 150 97 88 80
6 1.50 10438 10438 10438 9875 9250 8750 8563 8438 8313 8125 8000 7438 6188 4875 3938 3400 3077 2462 2000 1615 1308 846 769 692
8 1.50 7368 7368 7368 6971 6529 6176 6044 5956 5868 5735 5647 5250 4368 3441 2779 2354 2034 1627 1322 1068 864 559 508 458
10 1.50 5693 5693 5693 5386 5045 4773 4670 4602 4534 4432 4364 4057 3375 2659 2148 1800 1519 1215 987 797 646 418 380 342
10 2.00 7952 7952 7952 7524 7048 6667 6524 6429 6333 6190 6095 5667 4714 3714 3000 2550 2222 1778 1444 1167 944 611 556 500
12 1.50 4639 4639 4639 4389 4111 3889 3806 3750 3694 3611 3556 3306 2750 2167 1750 1457 1212 970 788 636 515 333 303 273
18 1.50 2982 2982 2982 2821 2643 2500 2446 2411 2375 2321 2286 2125 1768 1393 1125 927 755 604 491 396 321 208 189 170
18 2.00 4073 4073 4073 3854 3610 3415 3341 3293 3244 3171 3122 2902 2415 1902 1537 1275 1053 842 684 553 447 289 263 237
14 1.50 3914 3914 3914 3703 3469 3281 3211 3164 3117 3047 3000 2789 2320 1828 1477 1224 1008 807 655 529 429 277 252 227
6.35 1.24 7730 7730 7730 7313 6850 6480 6341 6249 6156 6017 5925 5508 4582 3610 2916 2475 2150 1720 1397 1129 914 591 537 484
12.70 1.20 3414 3414 3414 3230 3026 2862 2801 2760 2719 2658 2617 2433 2024 1595 1288 1064 871 697 566 457 370 240 218 196
12.70 1.63 4777 4777 4777 4520 4234 4005 3919 3862 3805 3719 3662 3404 2832 2231 1802 1502 1252 1001 814 657 532 344 313 282
12.70 2.11 6400 6400 6400 6055 5672 5365 5250 5173 5097 4982 4905 4560 3794 2989 2414 2032 1732 1386 1126 909 736 476 433 390
12.70 2.41 7473 7473 7473 7070 6622 6264 6130 6041 5951 5817 5727 5325 4430 3490 2819 2389 2067 1654 1344 1085 879 569 517 465
15.90 1.00 2212 2212 2212 2093 1960 1854 1815 1788 1762 1722 1695 1576 1311 1033 834 685 552 441 359 290 234 152 138 124

Gatunki niklowo-austenitycznej stali nierdzewnej

/w /przez

Wiadomo, że nikiel jest drogim pierwiastkiem stopowym i jest niezbędny w niektórych zastosowaniach, w których wymagana jest zarówno odporność na korozję naprężeniową, jak i struktura austenitu. Na przykład odporność na pełzanie jest ważna w środowiskach o wysokiej temperaturze, gdzie występuje austenit stale nierdzewne są potrzebne. Podobnie jak w przypadku tradycyjnych austenitycznych stali nierdzewnych, granica bliźniacza jest istotną cechą austenitycznych stali nierdzewnych bogatych w nikiel ze względu na niższą energię błędu ułożenia. Austenityczne stale nierdzewne są podatne na pękanie korozyjne naprężeniowe (SCC). Jednakże odporność na korozję naprężeniową znacznie się poprawia, gdy zawartość niklu przekracza 20%. Badano wpływ niklu na intensywność naprężeń progu korozji naprężeniowej (105℃, 22% roztwór wodny NaCl) w stopach Fe-Ni-Cr zawierających chrom 16%~21%. Austenityczną stal nierdzewną bogatą w nikiel (NiASS) można uznać za odrębną klasę stali nierdzewnej. W rzeczywistości odporność na korozję naprężeniową dwufazowych i ferrytowych stali nierdzewnych jest porównywalna z odpornością dwufazowych i ferrytycznych stali nierdzewnych, gdy zawartość niklu przekracza 30%. Kilka limitowanych gatunków austenitu bogatego w nikiel stale nierdzewne są wymienione w poniższej tabeli. Superaustenityczne stale nierdzewne 254SMO i 654SMO zostały zaprojektowane specjalnie dla przemysłu naftowego i gazowego. Typowe zastosowania to chłodzenie wodą morską, wybielanie masy celulozowej oraz wyposażenie rurociągów hydraulicznych i oprzyrządowania.

 

Gatunki stali nierdzewnych ni-austenitycznych

Stop C Si Mn Kr Ni Pon W Współ Cu Uwaga 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
Stop 800 0.07 0.6 0.6 20.5 30.5
353MA 0.05 1.6 1.5 25 35 0.16
Stop 825 0.03 0.5 0.8 20 38.5 2.6
Stop 625 0.03 0.5 0.5 21 Bal 8.5
Stop 690 0.02 0.5 0.5 30 60
Stop 600 0.05 0.4 0.8 16.5 Bal 0.5

SANICRO 25, stop 22Cr-25Ni, przeznaczony jest do stosowania w kotłach o temperaturze do 700°C. Jest to materiał odpowiedni na przegrzewacze i przegrzewacze wtórne ze względu na dobrą wytrzymałość na pękanie w wyniku pełzania i odporność na korozję w wysokiej temperaturze. W rzeczywistości wytrzymałość na pękanie przy pełzaniu SANICRO 25 jest lepsza niż w przypadku większości austenitycznych stali nierdzewnych w zakresie 600 ~ 750 ℃. W wysoce korozyjnym środowisku kwaśnym Sanicro 28 jest zwykle najlepszym wyborem. Stosuje się go w studniach wiertniczych o dużej intensywności z rurami, obudową i wyłożeniem kwaśnego gazu, a inne zastosowania obejmują grzejniki, systemy pomp oraz pompy i pojemniki w instalacjach mokrego kwasu fosforowego i superfosforowego.

Stop 800 jest często stosowany w zakresie temperatur od 550 do 1100 ℃, co wymaga doskonałej odporności na pełzanie, dobrej odporności na korozję w wysokich temperaturach i wytrzymałości materiałów w wysokiej temperaturze. Stopy te wykorzystuje się także na króćcach wlotowych i wylotowych produkcji amoniaku, metanolu i gazu cywilnego, a także w rurach piecowych stosowanych przy produkcji chlorku winylu i etylenu. Inne zastosowania obejmują rury do wymiany ciepła i rury radiacyjne do łóżek fluidalnego spalania oraz części pieców do obróbki cieplnej, takie jak rury tłumiące i tuleje ochronne do termopar.

Stop 25Cr-35Ni 353Ma jest przeznaczony do stosowania w piecach do krakingu i rurach do reformingu, gdzie przetwarzane są gazy syntetyczne w środowiskach, w których nawęglanie i absorpcja azotu są potencjalnie problematyczne. Chociaż istnieją inne alternatywy zawierające więcej chromu, najlepszym wyborem jest 353 MA. Jednym z powodów jest to, że zawiera pierwiastek Ce, który pomaga utworzyć bardzo stabilną powierzchniową warstwę tlenku.

Stop 690 zawiera 60% niklu i jest stosowany głównie w rurociągach generatorów pary w elektrowniach jądrowych. Temperatura robocza wynosi 365℃, w której potencjalnym problemem jest pękanie korozyjne naprężeniowe pomiędzy ziarnami. W danych warunkach pracy stop 690 jest prawie wolny od korozji, co czyni go preferowanym stopem.

Warto zauważyć, że bogata w nikiel austenityczna stal nierdzewna 254SMO jest również wykorzystywana w sztuce. Rzeźba „Bóg nad tęczą” autorstwa Carla Millesa została zainstalowana w 1995 roku na południowym wybrzeżu Nak Strand w Sztokholmie. Rzeźba ma około 23 m wysokości i jest słynnym miejscem widokowym, przez które codziennie przepływa duża liczba żeglarzy. Otaczająca woda morska zawiera sól, chlorki bardzo łatwo powodują korozję powierzchniową, super austenityczna stal nierdzewna 254SMO o wysokiej wytrzymałości jest bardzo odpowiednia dla tego środowiska.

Jak wybrać odpowiednie gatunki stali nierdzewnej?

/w /przez

Stal nierdzewna jest najpopularniejszym metalem używanym w przyborach kuchennych i innych zastosowaniach komercyjnych ze względu na jej trwałość i odporność na korozję. Jednakże stale nierdzewne są podatne na korozję w przypadku wystawienia na działanie słonej wody i niektórych substancji chemicznych. Kupując odpowiednie gatunki stali nierdzewnej, należy upewnić się, że cztery następujące warunki – odporność na korozję, właściwości mechaniczne, skrawalność, spawalność, obróbka powierzchni, czyli zależy od stopnia odporności na zużycie i roztwory korozyjne napotkane podczas wykańczania lub sezonowania proces. Ponadto rodzaj zastosowanego wykończenia i stopień domieszki w konstrukcji determinują skład końcowego gatunku.

 

Odporny na korozję

Odporność na korozję obejmuje działanie nierdzewne i kwasowe, alkaliczne, sól i inne media korozyjne, a także odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze, odporność na korozję i inne właściwości. Wybór projektu ze stali nierdzewnej ma na celu rozwiązanie różnych problemów związanych z korozją napotykanych w inżynierii, dlatego odporność na korozję stali nierdzewnej w środowisku korozyjnym może zagwarantować, że sprzęt w całym okresie użytkowania będzie miał wystarczającą odporność na korozję, aby zapewnić bezpieczną pracę sprzętu , jest priorytetem przy wyborze materiału, należy zwrócić uwagę na następujące warunki: standard odporności na korozję jest ustalany przez ludzi, nie można go ograniczać i nie można go ignorować, należy skorzystać z wymagań warunków stosowania w celu ustalenia odpowiednich stopień.

Jak dotąd nie ma stali nierdzewnej, która miałaby dobrą odporność na rdzę w każdym środowisku, odporność na korozję, ale gatunek jest bardziej odpowiedni dla określonego środowiska. Warto zauważyć, że przy wyborze stali nierdzewnej należy wziąć pod uwagę nie tylko jej ogólną odporność na korozję, ale także wziąć pod uwagę jej lokalną odporność na korozję. Zwłaszcza w środowisku wodnym i chemicznym, to drugie jest szczególnie ważne. Wykorzystanie doświadczeń wykazało, że nagłe zniszczenie urządzeń i podzespołów ze stali nierdzewnej, miejscowa korozja jest bardziej szkodliwa niż korozja ogólna. Cytując dane dotyczące odporności na korozję stali nierdzewnej w różnych podręcznikach i literaturze, należy zwrócić uwagę na fakt, że wiele z nich to dane testowe i często występują duże różnice w stosunku do rzeczywistego środowiska mediów.

 

Właściwości mechaniczne

Właściwości mechaniczne obejmują wytrzymałość, twardość, plastyczność, wytrzymałość, zmęczenie i inne właściwości. Należy pamiętać, że większość tych właściwości została zmierzona w środowiskach atmosferycznych bez silnych mediów korozyjnych. W mediach korozyjnych te właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość zmęczeniowa, są znacznie zmniejszone, a czasami pod wpływem statycznego naprężenia rozciągającego i mediów pękają znacznie poniżej granic wytrzymałości. W przypadku sprzętu poddawanego częstym obciążeniom, oprócz projektowania wytrzymałości, wymaganej również do projektowania zmęczeniowego, do pracy w niskich temperaturach i wytrzymywania obciążeń udarowych elementów ze stali nierdzewnej, należy wziąć pod uwagę jego wytrzymałość w niskich temperaturach, kruchość, temperaturę przejścia, odporność na pękanie w niskiej temperaturze; Czasami należy wziąć pod uwagę współczynnik rozszerzalności liniowej.

 

Skrawalność, spawalność, obróbka powierzchni

Są to tzw. technologie, czyli zdolność stali nierdzewnej do dostosowania się do procesu wytwarzania sprzętu, takiego jak: po obróbce kształt, rozmiar, precyzja, gładkość itp.; Metoda spawania.

Aby określić dobrą odporność na kwasy i utlenianie, należy zwrócić uwagę na skład stali nierdzewnej. Dobre połączenie tego stopu z materiałem o niskiej zawartości węgla zapewni połączenie doskonałej odporności na korozję i doskonałej odporności na zanieczyszczenia. Powstałą kombinację trafnie nazwano 904L, co oznacza austenit wysokostopowy. Dzięki temu stopowi masz gwarancję nie tylko solidnej maszyny, ale także możliwości przecięcia każdego rodzaju powierzchni.

Klasa 904L stale nierdzewne to niskoemisyjny, austenityczny metal nierdzewny o wysokiej zawartości chromu. Wysoka zawartość chromu poprawia jego odporność na kwasy, w tym kwas siarkowy, zmniejszając ryzyko korozji. Dodatkowo zwiększa wytrzymałość konstrukcji zwiększając jej wytrzymałość i zapobiegając pękaniu zmęczeniowemu. Jesteśmy profesjonalnym dostawcą i centrum obróbczym wysokiej jakości blach i rur ze stali nierdzewnej 904L. Jeżeli są Państwo nami zainteresowani, wystarczy do nas zadzwonić.

Wybór materiału ze stali nierdzewnej do przemysłu spożywczego i napojów

/w /przez

Większość wyzwań stojących przed zastosowaniem stali nierdzewnej w mleczarstwie i innych gałęziach przemysłu spożywczego wiąże się z wymiennikami ciepła i naturalnymi wodami powierzchniowymi, takimi jak woda ze studni. Podobnie jak browary, większość gałęzi przemysłu spożywczego często wykorzystuje gorące media podgrzewane parą lub chłodzone wodą, co wiąże się z pasteryzacją i sterylizacją, przez co często pojawiają się problemy, takie jak pęknięcia korozyjne naprężeniowe. Ogólnie rzecz biorąc, przetwarzanie żywności nie powoduje korozji standardowej stali nierdzewnej, takiej jak AISI304 lub 316. Jednakże szeroki zakres metod przetwarzania w tej branży prowadzi do wielu różnych uszkodzeń korozyjnych. Jak na przykład:

  • Erozja/korozja w wymiennikach ciepła mleka ze stali nierdzewnej.
  • Jednorodna korozja spowodowana kwasem mlekowym i innymi kwasami organicznymi w wysokiej temperaturze.
  • Korozja mikrobiologiczna spowodowana przez wodę powierzchniową lub studnię.
  • Pęknięcia korozyjne naprężeniowe, głównie „pęknięcia chlorkowe”.
  • Zmęczenie korozyjne spowodowane wibracjami.

 

W przypadku płytowych wymienników ciepła w przemyśle mleczarskim serwatka, mleko i woda technologiczna są przetwarzane przez płytowe wymienniki ciepła wykonane ze stali nierdzewnej 1.4401, jak pokazano w poniższej tabeli.

Produkty Temperatura na wlocie, ℃  Temperatura na wylocie，℃ Ciśnienie
Serwatka 30 10 Średni
mleko 7 30 Wysoki
Woda procesowa 57 14 Niski

 

Aby uniknąć wycieku zanieczyszczonej żywności, ciśnienie wody technologicznej jest utrzymywane na jak najniższym poziomie. Wyciek następuje, gdy cienkie płyty zderzają się ze sobą w miejscu nacisku, co jest spowodowane pęknięciami zmęczeniowymi cienkiego przekroju poprzecznego po erozji i korozji w punkcie nacisku. Metalograficzne badanie mikroskopowe przekroju pokazuje, że nie wystąpiło żadne pęknięcie spowodowane korozją naprężeniową. Ponieważ po stronie wody procesowej występuje niskie ciśnienie, w połączeniu z wahaniami ciśnienia i wibracjami przepływu płynu, po tej stronie występuje erozja/korozja. Sposobem uniknięcia fizycznego zderzenia płyt jest zmiana ciśnienia i wahań ciśnienia lub zwiększenie odstępu pomiędzy płytami.

 

Korozja mikrobiologiczna spowodowana przez wodę studzienną

Przemysł spożywczy zwykle wykorzystuje wodę ze studni. Zawartość żelaza w wodzie studziennej jest dość wysoka, co może aktywować bakterie związane z żelazem i powodować poważną korozję. Jedną z powszechnie stosowanych metod uzdatniania wody jest usuwanie żelaza z wody studziennej w celu poprawy smaku żywności oraz uniknięcia korozji opakowań i urządzeń przetwórczych po czyszczeniu i płukaniu. Woda powierzchniowa i studzienna zawiera także wiele rodzajów mikroorganizmów, które są aktywne zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych. Tlenowe bakterie związane z żelazem utleniają jony żelaza, podczas gdy beztlenowe bakterie związane z żelazem redukują jony żelaza. Te dwie reakcje są ostatecznie klasyfikowane jako korozja mikrobiologiczna (MIC). W wodzie mogą być również aktywne inne mikroorganizmy, takie jak bakterie redukujące kwas siarkowy i bakterie wytwarzające kwas. W tym samym biofilmie mogą być aktywne bakterie tlenowe i (poniżej) bakterie beztlenowe.

W przypadku stosowania wody studziennej do obróbki warzyw w puszkach (przepłukać i ostudzić po pasteryzacji). Tam, gdzie woda nie przepływa przez dłuższy czas, rury wyprodukowane ze stali 316L wyciekną w ciągu sześciu miesięcy ze względu na wysoką temperaturę wody. Sama woda ze studni jest zimna (poniżej 10 ° C), ale latem może łatwo wzrosnąć do 30 ° C, jeśli pozostaje nieruchoma w rurze przez dłuższy czas. W porównaniu z Legionellą, żrące biofilmy powstają przy większej aktywności w wyższych temperaturach.

 

Korozja wżerowa spowodowana dezynfekcją i sterylizacją chlorem

Podchloryn sodu jest powszechnie stosowany do czyszczenia i dezynfekcji sprzętu ze stali nierdzewnej. Jeśli stężenie podchlorynu sodu jest zbyt wysokie lub czas czyszczenia i dezynfekcji jest zbyt długi, podchloryn sodu spowoduje poważną korozję stali nierdzewnej, szczególnie gdy temperatura przekracza 25℃.

 

Pęknięcie korozyjne naprężeniowe

Istnieje ryzyko pęknięcia korozyjnego naprężeniowego w temperaturach powyżej 60°C. Wraz ze wzrostem odkształcenia na zimno, naprężenia rozciągającego i zawartości chlorków ryzyko wzrasta. W porównaniu z rurą odkształcaną na zimno bez wyżarzania, rura wyżarzana jest niewrażliwa na pękanie korozyjne naprężeniowe chlorków. Zewnętrzna część rur stalowych ze szwem prostym stosowanych w przemyśle mleczarskim jest znacznie bardziej wrażliwa na działanie chlorków ze względu na naprężenia rozciągające w przekroju spowodowane zginaniem podczas procesu produkcyjnego. W innych zastosowaniach rurowe wymienniki ciepła mogą być odpowiedzialne za pękanie korozyjne naprężeniowe chlorków. Prawdopodobieństwo wystąpienia pęknięć naprężeniowych chlorków jest większe po jednej stronie płaszcza, jeśli temperatura przekracza 60°C. Stale AISI 304 i 316 są wrażliwe na ten problem i istnieje ryzyko pęknięcia korozyjnego naprężeniowego w przypadku stosowania w wyparkach cukru, gdzie ferrytyczna stal nierdzewna może być używane zamiast tego. Ferrytyczna stal nierdzewna AISI 441 jest szeroko stosowana w przemyśle cukrowniczym, zwłaszcza AISI 439. W praktyce wybór rurociągów opiera się na stali nierdzewnej 304 i stali nierdzewnej 439. Stal nierdzewna 304 dla krótszych rur i 439 dla dłuższych rur.

Stal nierdzewna 304: Stal można wybrać, gdy długość rury jest mniejsza niż 3 metry. Współczynnik rozszerzalności cieplnej 304 stal nierdzewna ma grubość 1,8 × 10-2 mm/m℃, czyli jest znacznie większa niż stal węglowa. Gdy naczynie ma wysoką temperaturę, naprężenie termiczne rury jest duże. Rury ze stali nierdzewnej AISI 304 zostały wyżarzone po spawaniu prostym w fabryce.

Stal nierdzewna 439: ASTM439 to ferrytyczna stal nierdzewna stabilizowana tytanem (17% ~ 19%Cr) stosowana do parowników lub wężownic o długości do 5 m. Ryzyko pęknięcia w wyniku korozji naprężeniowej jest większe, gdy długość rury jest większa niż 7 m, stężenie chlorków jest wysokie, a stopień odkształcenia na zimno jest wysoki. W ferrytycznych stalach nierdzewnych, takich jak AISI 439, nie dochodzi do pęknięć spowodowanych korozją naprężeniową. Aby uniknąć korozji szczelinowej, jeśli pozwala na to odporność na korozję i warunki sanitarne, ludzie zwykle używają wymiennika ciepła z płaszczem wykonanym z grubej płyty ze stali węglowej i ścianą wewnętrzną o cienkiej grubości Rura ze stali AISI439. W ten sposób stal węglowa może zapewnić ochronę katodową cienkościennych rur ze stali nierdzewnej, a także może zmniejszyć koszty projektowania i produkcji oraz przedłużyć żywotność.

 

 

Wybór materiału ze stali nierdzewnej dla browaru

/w /przez

Stal nierdzewna jest szeroko stosowana w przemyśle spożywczym i napojów ze względu na jej odporność na wysoką temperaturę, odporność na korozję i właściwości higieniczne. W porównaniu z innymi obszarami, takimi jak produkcja ropy i gazu, zbiorniki i rury do warzenia piwa są regularnie czyszczone za pomocą CIP (czyszczenie miejsca). Aby uzyskać najlepsze rezultaty czyszczenia, kluczowe znaczenie ma dobre przygotowanie powierzchni zbiorników i rur. Od lat sześćdziesiątych XX wieku w przemysłowych procesach warzenia piwa stosowanych do produkcji pojemników i zbiorników często wykorzystuje się stal nierdzewną AISI 304 lub AISI 316i stal nierdzewna duplex 2205. Odporność na korozję 2205 stal nierdzewna jest porównywalna z stalą nierdzewną AISI 304 podczas gdy wytrzymałość jest wyższa i nie jest łatwo wywołać pękanie chlorkowe, gdy temperatura jest wyższa niż 60 ℃. Puree ze słodu, brzeczki i piwa nie powodują korozji stali nierdzewnej, nawet w temperaturze wrzenia. Jednakże stal nierdzewna hartowana na zimno jest podatna na pękanie chlorkowe, gdy jest używana w temperaturze powyżej 60 ℃. Ogólnie rzecz biorąc, roztwór do parzenia nie powoduje korozji stali nierdzewnej AISI 304. Tylko do warzenia piwa przy użyciu miękkiej wody można wybrać stal nierdzewną AISI 316 ze względu na wysoką zawartość chlorków.

Pękanie chlorków może wystąpić w cienkościennych rurach i naczyniach ze względu na ich podatność na naprężenia rozciągające. Jeśli zbiornik przecieka, jest to często spowodowane niską jakością spawania lub dużym obciążeniem zmęczeniowym. CIP (czyszczenie terenowe) nie powoduje korozji stali nierdzewnej, ale w ekstremalnych warunkach może powodować pękanie chlorkowe na stali nierdzewnej o wysokim stopniu formowania na zimno. Mechanizmy korozji zmęczeniowej i korozji naprężeniowej są podobne. Przykładem korozji zmęczeniowej w zbiorniku scukrzającym jest otwarcie zasobnika na ziarno. Po zacieraniu i podgrzewaniu ziarna oddziela się od brzeczki i wyładowuje przez otwór w stodole. Uderzenie i duże obciążenie wyładowywanego ziarna powodują pęknięcia korozyjne zmęczeniowe wzdłuż krawędzi spoiny w obszarze bezpośrednio naprzeciw wylotu magazynu. Wycieki w niektórych miejscach wynikają ze złej jakości. Pojemnik na brzeczkę może pękać od zewnątrz do wewnątrz z powodu pękania chlorkowego i zmęczenia cieplnego. Jeżeli podczas spawania rur spiralnych podgrzewanych parą wystąpią duże naprężenia wewnętrzne, może dojść do pęknięć na całej ścianie zbiornika ze stali nierdzewnej.

Wrażliwość stali nierdzewnej

AISI 304 lub Stal nierdzewna 316 ma zawartość węgla < 0,08% i może być uczulony pod wpływem ekspozycji na temperaturę 500 ~ 800 ℃ przez dany okres czasu, co może wystąpić podczas spawania. Dlatego spawanie powoduje uczulenie „strefy wpływu ciepła” wzdłuż spoiny.

Uczulenie doprowadzi do powstania węglika chromu na granicach ziaren, czego skutkiem będzie słaba zawartość chromu na granicach ziaren, łatwa do spowodowania korozja międzykrystaliczna stali nierdzewnej w przypadku grubej ścianki rury (BBB 0 2 ~ 3 mm). Aby uniknąć takiej sytuacji często wybieramy „stal spawalną”: np. stal gatunku L, np 304L, 316L, w którym zawartość węgla jest mniejsza niż 0,03%; Stal stabilizowana tytanem: 321 316 Ti.

 

Obróbka powierzchniowa

Dla odporności stali nierdzewnej na korozję ważna jest jakość spoiny, strefa wpływu ciepła, chropowatość powierzchni oraz stan ochronnej warstwy tlenku. Stan powierzchni stali nierdzewnej jest szczególnie ważny w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Problemy z korozją w browarach są często spowodowane nierównymi warunkami powierzchniowymi. Podczas produkcji (spawanie, obróbka cieplna, szlifowanie itp.) pasywowana warstwa tlenku chromu ulega uszkodzeniu, zmniejszając w ten sposób odporność na korozję. Niewystarczająca ilość gazu ochronnego stosowanego podczas spawania stali nierdzewnej doprowadzi do powstania koloru odpuszczanego na gorąco. Te porowate barwniki do odpuszczania termicznego składają się z różnych tlenków, które mają tendencję do pochłaniania jonów, takich jak jony chlorkowe, zmniejszając odporność na korozję i nie chroniąc metalu nieszlachetnego.

Jeśli nie można zaakceptować zanieczyszczeń termicznych lub innego rodzaju, należy zastosować metalowe wykończenie, aby je usunąć. Trawienie lub pasywacja może usunąć starą warstwę tlenku, podgrzać kolor i inne zanieczyszczenia, umożliwiając w ten sposób całkowitą regenerację pasywowanej warstwy tlenku chromu. Najpopularniejszym procesem trawienia jest zanurzenie rur ze stali nierdzewnej w mieszanym kwaśnym roztworze kwasu azotowego i kwasu fluorowodorowego, co można również przeprowadzić za pomocą natrysku lub systemu płukania rurociągów. Chociaż powierzchnia stali nierdzewnej jest aktywna po wytrawieniu, w ciągu 24 godzin może powstać film pasywacyjny w wyniku reakcji chromu z tlenem z powietrza, ale w niektórych przypadkach pasywacja jest wspomagana chemicznie przez użycie kwasu azotowego.

 

Spawalniczy

Spoiny i strefy wpływu ciepła są często przyczyną korozji. W browarach i innych gałęziach przemysłu spożywczego wady spoin, takie jak brak penetracji, mają ogromne znaczenie i powodują problemy z higieną i sterylizacją. Inżynierowie i nabywcy często identyfikują niewłaściwe warunki spawania i procedury spawania, których nie można wykonać prawidłowo. Rezultatem jest niska jakość spoin i stan powierzchni konstrukcji, którą należy wykonać.

Ponowne nagrzewanie termiczne jest spowodowane absorpcją światła przez przezroczystą warstwę tlenku, co wynika z różnej grubości warstwy tlenku. Ponieważ kolory mają różne współczynniki załamania światła, wyglądająca na niebiesko warstwa tlenku może odbijać tylko światło niebieskie i pochłaniać inne światło. Grubsze warstwy tlenku mają więcej otworów niż w pełni przezroczyste cienkie warstwy tlenku, dlatego grubsze warstwy tlenku zmniejszą odporność na korozję i nieprzylepność stali nierdzewnej. W przypadku większości standardów dopuszczalny jest jasnosłomkowy kolor wymiennika ciepła; Wszystkie inne kolory odbijające ciepło, takie jak czerwony i niebieski, są niedopuszczalne. Przemysł farmaceutyczny nie pozwala na hartowanie na gorąco.

Geometria spoiny powinna być możliwie regularna. Kwalifikowane spoiny nie uszkodzą metalowej powierzchni podłoża. Korozja często zaczyna się w maleńkim otworze na początku/końcu spoiny.

Teoretycznie nie ma żadnych drobnych dziurek, luzów ani innych nierówności na początku/końcu. Dobra penetracja spoiny jest bardzo ważna. Rurociągi muszą być dobrze symetryczne, a szerokość spoiny powinna być stała.

 

Chropowatość powierzchni

Chropowatość powierzchni wpływa na właściwości higieniczne i korozyjne stali nierdzewnej. Najlepsza jest odporność na korozję powierzchni elektropolerowanej, a następnie powierzchni polerowanej mechanicznie. Ogólnie rzecz biorąc, przemysł piwny i spożywczy nie wymuszają stosowania powierzchni elektropolerowanych, jednakże takich powierzchni, uzyskując w ten sposób doskonałe warunki sanitarne i łatwość czyszczenia. Większość rur jest wyżarzana w trakcie produkcji. Ponieważ proces wyżarzania jasnego znacznie poprawia jakość, wytrawianie wewnątrz takich rur często nie jest przeprowadzane, chyba że powierzchnia materiału ma silne odbarwienie spowodowane ciepłem lub jest zanieczyszczona żelazem. Blacha ze stali nierdzewnej często ma powierzchnię 2B, mają dobre właściwości powierzchniowe. W browarach najczęściej stosuje się cienkościenne, spawane prosto rury ze stali nierdzewnej, z wykończeniem 2B, a czasami innym wykończeniem (szczotkowaniem lub polerowaniem) na zewnątrz. Rury wytłaczane ze stali nierdzewnej nie są powszechnie stosowane w browarach; są one wykorzystywane do celów wysokociśnieniowych.

Porównanie blachy stalowej 301, 301L, 301LN

/w /przez

Stal nierdzewna 301 to rodzaj austenitycznej stali nierdzewnej o dużej szybkości utwardzania. Jego wytrzymałość na rozciąganie może wynosić do 1300 MPa lub więcej. Dostępne są blachy walcowane na zimno 301 o twardości od 1/16 do pełnego utwardzenia, które zachowują wystarczającą plastyczność w warunkach utwardzenia w 1/2. Można go stosować na elementy samolotów, elementy konstrukcyjne budynków, zwłaszcza elementy wagonów kolejowych po walcowaniu lub zginaniu. Blachy walcowane na zimno o hartowaniu 3/4 do całkowitego utwardzenia powinny być stosowane w przypadku prostych konstrukcji elementów, które wymagają wysokiej odporności na zużycie i elastyczności. The 301L i 301LN to wersje 301 o niskiej zawartości węgla i o wysokiej zawartości azotu. Jeśli wymagana jest lepsza ciągliwość lub mają być spawane profile o grubych przekrojach, preferowany jest niskowęglowy 301L. Wyższa zawartość azotu w 301Ln może zrekompensować niższą zawartość węgla. Są one określone w normach ASTM A666, JIS G4305 i EN 10088-2.

 

Skład chemiczny 301, 301L, 301LN

Stopień C Mn Si P S Kr Ni N
301 ≤0,15 2.0 1.0 0.045 0.03 16.0-18.0 6.0-8.0 0.1
301L ≤0,03 2.0 1.0 0.045 0.03 16.0-18.0 6.0-8.0 0.2
201LN ≤0,03 2.0 1.0 0.045 0.03 16.5-18.5 6.0-8.0 0.07-0.2

 

Własności mechaniczne 301, 301L, 301LN

301 Hartowanie

ASTM A666

 Wytrzymałość na rozciąganie, Mpa Granica plastyczności 0,2%, Mpa Wydłużenie (w 50 mm) o grubości> 0,76 mm Twardość, Rockwell
Wyżarzone 515 205 40 /
1/16 trudne 620 310 40 /
1/8 twardy 690 380 40 /
1/4 twarde 860 515 25 25-32
1/2 twarde 1035 760 18 32-37
3/4 twarde 1205 930 12 37-41
Pełne twarde 1275 965 9 41+

 

Specyfikacja 301, 301L, 301LN

Stopień Nr UNS Euronorma JIS
NIE Nazwa
301 S30100 1.4319 X5CrNi17-7 SUS 301
301L S30103 / / SUS 301L
201LN S30153 1.4318 X2CrNiN18-7 /

Odporność na korozję

Podobny do Stal nierdzewna 304ma dobrą odporność na korozję w normalnej temperaturze i łagodnych zastosowaniach korozyjnych.

Wytrzymałość cieplna

Dobra odporność na utlenianie w temperaturach do 840°C (praca przerywana) i 900°C (praca ciągła). Ekspozycja na temperaturę powyżej 400°C powoduje stopniową utratę efektu umocnienia przez zgniot, a wytrzymałość w temperaturze 800°C odpowiada 301 wyżarzeniu. W warunkach pełzania wytrzymałość utwardzanego przez zgniot 301 spada nawet do niższej niż w przypadku wyżarzonego 301.

Obróbka rozpuszczająca (wyżarzanie).

Ogrzewany do 1010-1120°C i szybko chłodzony i wyżarzany w temperaturze około 1020°C. Obróbka cieplna go nie utwardzi.

Chłodne pracowanie

Stal nierdzewna 301 oraz jego niskoemisyjna wersja 301L na potrzeby zastosowań o dużej wytrzymałości. Ma bardzo dużą szybkość utwardzania przez zgniot około 14 MPa/%Ra (na każde 1% zmniejszenia powierzchni roboczej na zimno wytrzymałość na rozciąganie wzrasta o 14 MPa), walcowanie na zimno i formowanie na zimno mogą osiągnąć bardzo wysoką wytrzymałość, część austenitu utwardzającego się przez zgniot przekształcona w martenzyt. 301 nie jest magnetyczny w warunkach wyżarzania, ale silny magnetyczny po obróbce na zimno.

Spawalniczy

301 można stosować do wszystkich standardowych metod spawania, a do spoin 301 można stosować głównie spoiwo 308L. Spoiny ze stali nierdzewnej 301 muszą być wyżarzane w celu uzyskania optymalnej odporności na korozję, natomiast spoiny 301L lub 301Ln nie wymagają wyżarzania. Zarówno spawanie, jak i wyżarzanie po spawaniu zmniejszają wysoką wytrzymałość spowodowaną walcowaniem na zimno, dlatego zgrzewanie punktowe jest często stosowane do montażu części walcowanych na zimno 301, które mają małą strefę wpływu ciepła, a wytrzymałość całej części prawie nie ulega zmniejszeniu.

Typowe aplikacje

Części konstrukcyjne pojazdów szynowych – formowanie na rolkach, zginanie lub formowanie przez rozciąganie w profile, również w arkuszach. Kadłub samolotu, przyczepa drogowa, kołpak piasty samochodu, uchwyt wycieraczki, sprężyna tostera, oprawa kuchenki, rama ekranu, ściana osłonowa itp.