Aço inoxidável de alta resistência usado em aplicações aeronáuticas

Geralmente chamamos de resistência à tração superior a 800MPa, resistência ao escoamento superior a 500MPa, o aço inoxidável é aço inoxidável de alta resistência, o limite de escoamento superior a 1380MPa, o aço inoxidável é chamado de aço inoxidável de ultra alta resistência. O desenvolvimento da indústria da aviação provou que a melhoria do desempenho das aeronaves e dos motores aeronáuticos depende em grande parte de materiais metálicos. Devido à alta resistência, alta tenacidade, alta resistência à corrosão sob tensão e boa resistência ao impacto do aço, alguns componentes estruturais importantes de aeronaves, como trem de pouso, viga, juntas de alta tensão, fixadores e outros aços inoxidáveis de alta resistência ainda são usados.

O aço inoxidável de alta resistência inclui principalmente aço inoxidável endurecido por precipitação de martensita e aço inoxidável endurecido por precipitação semi-austenita. A resistência do aço inoxidável de endurecimento por precipitação de martensita é alcançada pela transformação de martensita e tratamento de endurecimento por precipitação, a vantagem é de alta resistência, ao mesmo tempo devido ao baixo carbono, alto cromo, alto molibdênio e/ou alto cobre, sua resistência à corrosão geralmente não é menos de aço inoxidável austenítico 18Cr-8Ni; Corte livre, boa capacidade de soldagem, não precisa de recozimento local após a soldagem, o processo de tratamento térmico é relativamente simples. A principal desvantagem é que mesmo no estado recozido, sua estrutura ainda é martensita de baixo carbono, por isso é difícil realizar trabalho a frio com deformação profunda. O tipo típico de aço é 17-4PH e PH13-8Mo, usado para a fabricação de componentes de rolamentos de alta resistência e resistentes à corrosão, como peças de rolamentos de motor, fixadores, etc., trabalhando a 400 ℃. PH13-8Mo é amplamente utilizado em peças estruturais de média temperatura resistentes à corrosão de rolamentos aeronáuticos.

O aço inoxidável endurecido por precipitação semi-austenita pode ser usinado, deformado a frio e soldado no estado austenita, e então a transformação da martensita e o endurecimento por precipitação podem ser controlados ajustando o envelhecimento para obter diferentes resistências e coordenação de tenacidade. O aço possui boa resistência à corrosão e resistência térmica, especialmente resistência à corrosão sob tensão, e é especialmente adequado para a fabricação de peças utilizadas abaixo de 540 ℃. A desvantagem é que o processo de tratamento térmico é complexo, os requisitos de controle de temperatura do tratamento térmico são muito precisos (±5°C); A tendência de endurecimento do aço é grande, e muitos tempos de recozimento intermediários são frequentemente necessários para trabalho a frio com deformação profunda. As notas típicas são 17-7PH, PH15-7Mo, etc. Este tipo de aço é usado principalmente na indústria da aviação para trabalhar a 400 ℃ abaixo da estrutura de suporte de corrosão, como todos os tipos de tubos, juntas de tubos, molas, fixadores, etc.

 

Trem de pouso de aeronaves

Os materiais utilizados para a construção do trem de pouso de aeronaves são 30CrMnSiNi2A, 4340, 300M, Aermet100 e outros trens de pouso de aeronaves e fixadores com requisitos mais elevados são feitos principalmente de aço inoxidável endurecido por precipitação, como 17-4PH para o trem de pouso das aeronaves F-15, 15-5pH para o trem de pouso das aeronaves B-767. O aço PH13-8mo tem potencial para substituir o 17-4PH, 15-5PH, 17-7PH, PH15-7Mo e outros aços devido à sua melhor resistência à corrosão sob tensão do que o aço inoxidável endurecido por precipitação do mesmo tipo.

O rolamento do avião

A empresa alemã FAG desenvolveu o aço inoxidável martensita com adição de nitrogênio Cronidur30 (0,31%C-0,38%N-15% Cr-L %Mo), que é produzido pelo processo PESR de refusão por eletroescória sob atmosfera de nitrogênio de alta pressão. É um aço inoxidável de alta temperatura com alto teor de nitrogênio completamente endurecido, que é mais resistente à corrosão que o SUS440. Não é adequado para alto valor DN (D: diâmetro interno do rolamento/mm, N: rotação do eixo/arin) devido às suas características do tipo de endurecimento total, o mesmo Cronidur30 pode satisfazer a tensão de compressão residual e o valor de resistência à fratura de DN4 milhões em ao mesmo tempo através de extinção de alta frequência. Mas a temperatura de revenido é inferior a 15°C, não suporta o aumento da temperatura do rolamento causado pelo choque térmico após o desligamento do motor.

Aeronaves com componentes estruturais

O aço inoxidável de alta resistência na estrutura de rolamentos de aeronaves é principalmente 15-5PH, 17-4PH, PH13-8Mo, etc., incluindo trava da tampa da escotilha, parafuso de alta resistência, mola e outras peças. As aeronaves civis usam aço inoxidável de alta resistência para as longarinas das asas, como o aço 15-5PH para as longarinas do Boeing 737-600; Tipo A340-300 asa SPAR PH13-8Mo em aço. Ph13-8Mo é usado para peças que exigem alta resistência e tenacidade, especialmente para desempenho transversal, como estruturas de fuselagem. Mais recentemente, o Custom465 foi testado devido ao aumento da tenacidade e resistência à corrosão sob tensão. Custom465 foi desenvolvido pela Carpenter com base em Custom450 e Custom455 para a fabricação de guias de flaps de aeronaves, guias de ripas, transmissões, suportes de motor, etc. O aço está atualmente incluído nas especificações técnicas MMPDS-02, AMS5936 e ASTM A564. O aço inoxidável de alta resistência HSL180 (0,21C-12,5Cr-1,0Ni-15,5Co-2,0Mo) é usado para fabricar a estrutura da aeronave, que tem a mesma resistência de 1800MPa que o aço de baixa liga, como 4340, e a mesma resistência à corrosão e tenacidade como aço inoxidável endurecido por precipitação, como SUS630.

 

Por que o aço inoxidável duplex é usado em sistemas de água de resfriamento de usinas nucleares?

Como fonte de energia limpa, a energia nuclear é um dos principais contribuintes para a redução das emissões de carbono em todo o mundo. O sistema de tubulação de água de resfriamento é a chave para a operação segura de uma usina nuclear. Consiste em milhares de metros de tubos de vários diâmetros e tamanhos. Ele fornece um abastecimento de água confiável para o resfriamento dos equipamentos da planta. O sistema de tubulação não seguro deve fornecer água de resfriamento suficiente para resfriar a planta, enquanto o sistema de segurança deve fornecer água de resfriamento suficiente para controlar o reator e desligá-lo com segurança em caso de emergência.

Esses materiais de tubulação devem ser resistentes à corrosão da água de resfriamento durante toda a vida útil do equipamento. Dependendo da localização da planta, o tipo de água de resfriamento pode variar desde água doce relativamente limpa até água do mar contaminada. A experiência tem demonstrado que à medida que os sistemas envelhecem, podem ocorrer vários problemas de corrosão e vários graus de corrosão, danificando o sistema e impedindo-o de fornecer a água de arrefecimento necessária.

Os problemas com a tubulação de água de resfriamento geralmente envolvem materiais e suas interações com a água de resfriamento. Vazamento por incrustação (entupimento) e corrosão do sistema são os problemas mais comuns, incluindo acúmulo de sedimentos, fixação biológica marinha (bioincrustação), acúmulo de produtos de corrosão e bloqueio de materiais estranhos. O vazamento geralmente é causado por corrosão microbiana (MIC), que é uma corrosão muito corrosiva causada por certos microrganismos na água. Esta forma de corrosão ocorre frequentemente em aço carbono e aço inoxidável de baixa liga.

O aço inoxidável tem sido considerado há muito tempo uma opção viável para a construção de novos sistemas de tubulação de abastecimento de água e para a reparação ou substituição de sistemas existentes de aço carbono. O aço inoxidável comumente usado em soluções de atualização de tubulação é o aço inoxidável 304L, 316L ou 6%-Mo. Aço inoxidável 316L e 6% Mo apresentam grandes diferenças em desempenho e preço. Se o meio de resfriamento for água não tratada, que é altamente corrosiva e apresenta risco de corrosão microbiana, 304L e 316L não são escolhas adequadas. Como resultado, as usinas nucleares tiveram que atualizar para o aço inoxidável 6%-Mo ou aceitar os altos custos de manutenção dos sistemas de aço carbono. Algumas usinas nucleares ainda usam tubos de revestimento de aço carbono devido ao custo inicial mais baixo. De acordo com ASTM A240, os sistemas de tubulação de abastecimento de água industrial geralmente são feitos de aço inoxidável abaixo:

Notas ONU C N Cr Não 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%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 /

O aço inoxidável duplex 2205 mostrou-se uma excelente escolha. A usina nuclear Catawba da Duke Power, na Carolina do Sul, é a primeira usina nuclear a usar aço inoxidável bifásico 2205 (UNS S32205) em seus sistemas. Este tipo contém aproximadamente 3,2% de molibdênio e tem melhor resistência à corrosão e resistência à corrosão microbiana significativamente melhor do que os aços inoxidáveis 304L e 316L.

A tubulação de revestimento de aço carbono na parte subterrânea do sistema de tubulação que transporta a água de abastecimento para a torre de resfriamento do condensador principal foi substituída por tubulação de aço inoxidável duplex 2205.

O novo substituto 2205 O tubo duplex de aço inoxidável foi instalado em 2002. O tubo tem 60 metros de comprimento, 76,2 cm e 91,4 cm de diâmetro e a espessura da parede do tubo é de 0,95 cm. O sistema especificado de acordo com a tubulação de energia ASME B31.1, que é um dos códigos de gerenciamento para o uso seguro de sistemas de tubulação de usinas de energia e é amplamente utilizado no mundo. Após 500 dias de serviço, o sistema foi minuciosamente inspecionado. Nenhuma incrustação ou corrosão foi encontrada durante a inspeção. O aço inoxidável duplex 2205 teve um desempenho muito bom. A tubulação de aço inoxidável 2205 tem apresentado bom desempenho há mais de uma década desde sua instalação. Com base nesta experiência, a Duke Power utilizou 2205 tubos de aço inoxidável duplex em outras partes do seu sistema.

Interno do tubo 2205 após 500 dias de uso.

 

Os projetistas de sistemas de água para usinas nucleares agora têm mais uma opção quando se trata de escolher materiais de tubulação para água de resfriamento resistente à corrosão. A aplicação bem-sucedida do aço inoxidável duplex 2205 pode reduzir custos de manutenção, reduzir o tempo de inatividade e garantir a segurança operacional de usinas nucleares.

O que é DSS?

DSS, abreviatura de aço inoxidável Duplex, é uma classificação de aços inoxidáveis composta por dois aços sendo o central composto por austenitizante ou férrico. Estes também são conhecidos como aços duplex, pois sua estrutura química apresenta duas fases distintas, ambas geralmente representadas pela martensita, respectivamente. Esses aços são muito úteis em aplicações que exigem extrema tenacidade, uma vez que as duas fases podem ser aplicadas juntas em altas temperaturas e pressões. O aço inoxidável duplex é capaz de obter dureza suficiente tanto na fase austenítica quanto na fase martensítica devido à presença de quantidades significativas de austenita residual. Os graus DSS comumente usados são S31803, S32750 e SS32550.

As classes de aço inoxidável duplex

Tipo ONU Suécia Alemão França Japão
Baixa liga ONU23(SAF2304) SS232(SAF2304) W.Nr.1.4362 UR35N DP11
Liga média UNS S31500

UNS S31803

SS2376(3RE60)

SS2377(SAF2205)

W.Nr.1.4417

W.Nr.1.4462

UR45N DP1

DP8

Alta liga UNS S32900

UNS S31260

SS2324(10RE51) W.Nr.1.4460

W.Nr.1.4501

  329J1

329J2L

Superduplex UNS S32750

UNS S32550

SS2328(SAF2507) W.Nr.1.4410

W.Nr.1.4507

UR47N+

UR52N+

 

 

Além da própria liga, outro fator importante que contribui para a sua resistência à corrosão é o teor de níquel. O níquel é comumente encontrado em porcentagens mais altas na maioria das ligas, o que o torna um componente extremamente útil. Em comparação ao níquel, que é frequentemente usado em ligas de alto desempenho por sua condutividade elétrica e capacidade de formar ligas de boa qualidade, o níquel não é usado com tanta frequência na fabricação de aço inoxidável duplex de alta qualidade. Um dos aspectos mais interessantes das ligas de níquel é a sua capacidade de resistência à corrosão, o que a torna a melhor alternativa para materiais de alto desempenho. Quando misturado com o aço, o níquel produz uma liga mais estável, o que pode aumentar a capacidade de desgaste e a resistência mecânica da liga.

Outra propriedade significativa desta liga é a sua alta resistência à expansão térmica. Apresenta um alto nível de resistência à expansão térmica, apesar da capacidade de resistência à expansão dos aços inoxidáveis austeníticos, devido às suas propriedades mecânicas superiores. Esta propriedade confere-lhe uma excelente capacidade de proteção contra corrosão, especialmente durante o ciclo de têmpera/remoção de manchas. A excelente característica de resistência à corrosão do aço inoxidável duplex permite que ele resista a uma ampla gama de produtos químicos. Também possui altos níveis de resistência a óleos, graxas e outros líquidos com alto nível de viscosidade.

Além das características acima, o aço inoxidável duplex também é popular devido à sua alta resistência e durabilidade. Sua alta resistência de até 300Kg é possível graças à sua capacidade de utilizar rolos de mandril bidirecionais. É composto por uma fibra dura de carbono enrolada em tiras que são entrelaçadas em ambos os lados e formam uma barra com um mandril. Outra característica que a torna uma excelente liga é que sua superfície é totalmente lisa e sem saliências.

Um dos fatores mais importantes que contribuem para a durabilidade dos aços inoxidáveis duplex é o seu baixo índice de resistência à corrosão por pites. Esses aços apresentam baixa taxa de formação de grãos cristalinos no interior da liga quente. Eles podem ser usados para construir estruturas grandes e pequenas em diferentes indústrias. Devido à sua resistência aos grãos cristalinos, são muito valorizados pela indústria da construção.

As propriedades mecânicas do aço inoxidável duplex oferecem uma série de benefícios que os tornam uma excelente escolha para uma ampla gama de aplicações. Essas propriedades permitem que esses aços sejam usados em uma variedade de aplicações, incluindo construção de componentes de engenharia de precisão, trocadores de calor e fabricação de chapas metálicas. Algumas outras propriedades importantes deste tipo de liga incluem alta tolerância ao calor, baixa densidade e excelente resistência à corrosão. Eles também oferecem uma série de propriedades mecânicas que contribuem para as propriedades gerais da liga. Estes incluem extrema dureza, tenacidade, resistência química e resistência à fluência.

Classes de aço inoxidável austenítico de níquel

O níquel é conhecido por ser um elemento de liga caro e é essencial em algumas aplicações onde são necessárias resistência à corrosão sob tensão e estrutura de austenita. Por exemplo, a resistência à fluência é importante em ambientes de alta temperatura, onde os austeníticos aços inoxidáveis são precisos. Semelhante aos aços inoxidáveis austeníticos tradicionais, o limite duplo é uma característica significativa dos aços inoxidáveis austeníticos ricos em níquel devido à menor energia de falha de empilhamento. Os aços inoxidáveis austeníticos são propensos à corrosão sob tensão (SCC). No entanto, a resistência à corrosão sob tensão é bastante melhorada quando o teor de níquel excede 20%. O efeito do níquel na intensidade de tensão do limite de corrosão sob tensão (105 ℃, solução aquosa 22% NaCl) em ligas Fe-Ni-Cr contendo cromo 16% ~ 21% é estudado. O aço inoxidável austenítico rico em níquel (NiASS) pode ser considerado uma classe separada de aço inoxidável. Na verdade, a resistência à corrosão sob tensão dos aços inoxidáveis bifásicos e ferrita é comparável à dos aços inoxidáveis bifásicos e ferrita quando o teor de níquel excede 30%. Vários graus limitados de austenítico rico em níquel aços inoxidáveis estão listados na tabela abaixo. Os aços inoxidáveis superausteníticos 254SMO e 654SMO são projetados especificamente para a indústria de petróleo e gás. As aplicações típicas são resfriamento de água do mar, branqueamento de celulose e equipamentos de tubulação hidráulica e de instrumentos.

 

Classes de aços inoxidáveis ni-austeníticos

Liga C Si Mn Cr Não Mo C Co Cu N.º 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
Sanico 28 0.02 0.6 2.0 27 31 3.5 1.0
Liga 800 0.07 0.6 0.6 20.5 30.5
353MA 0.05 1.6 1.5 25 35 0.16
Liga 825 0.03 0.5 0.8 20 38.5 2.6
Liga 625 0.03 0.5 0.5 21 Bal 8.5
Liga 690 0.02 0.5 0.5 30 60
Liga 600 0.05 0.4 0.8 16.5 Bal 0.5

SANICRO 25, uma liga 22Cr-25Ni, foi projetada para uso em caldeiras de até 700 °C. É um material adequado para superaquecedores e reaquecedores devido à sua boa resistência à fratura por fluência e resistência à corrosão em altas temperaturas. Na verdade, a resistência à fratura por fluência do SANICRO 25 é superior à da maioria dos aços inoxidáveis austeníticos na faixa de 600~750°C. Em um ambiente ácido altamente corrosivo, o Sanicro 28 costuma ser a melhor escolha. É usado em poços de perfuração de alta intensidade com tubulação, revestimento e revestimento de gás ácido, e outras aplicações incluem aquecedores, sistemas de bombas e bombas e recipientes em plantas de ácido fosfórico úmido e plantas de ácido superfosfórico.

A liga 800 é frequentemente usada em ambientes que variam de 550 a 1100 ℃, o que requer excelente resistência à fluência, boa resistência à corrosão em altas temperaturas e resistência dos materiais em altas temperaturas. Essas ligas também são utilizadas nas portas de entrada e saída da produção de amônia, metanol e gás civil, bem como nos tubos de fornos utilizados na produção de cloreto de vinila e etileno. Outras aplicações incluem tubos de troca de calor e tubos de radiação para leitos de combustão fluidizados e peças de fornos de tratamento térmico, como tubos silenciosos e mangas protetoras para termopares.

A liga 25Cr-35Ni 353Ma foi projetada para uso em fornos de craqueamento e reforma de tubos onde gases sintéticos são tratados em ambientes onde a cementação e a absorção de nitrogênio são potencialmente problemáticas. Embora existam outras alternativas que contenham mais cromo, o 353 MA é a melhor escolha. Uma razão é que ele contém o elemento Ce, que ajuda a formar uma camada de óxido superficial muito estável.

A liga 690 contém 60% de níquel e é usada principalmente na tubulação de geradores de vapor em usinas nucleares. A temperatura operacional é de 365°C, na qual a fissura por corrosão sob tensão entre os grãos é um problema potencial. Sob determinadas condições de serviço, a liga 690 está quase livre de corrosão, tornando-a a liga preferida.

É interessante notar que o aço inoxidável austenítico 254SMO rico em níquel também é usado para arte. A escultura “God, Over the Rainbow” de Carl Milles foi instalada em 1995 na costa sul de Nak Strand, em Estocolmo. A escultura tem cerca de 23m de altura e é um famoso local pitoresco por onde passa um grande número de marinheiros todos os dias. A água do mar circundante contém sal, o cloreto é muito fácil de causar corrosão superficial, o aço inoxidável super austenítico de alta resistência 254SMO é muito adequado para este ambiente.

Quando fole de aço inoxidável usado no trocador de calor de casco

O trocador de calor com tubo de fole é uma atualização baseada em um trocador de calor com tubo reto (brilhante). O desenho da crista e do vale da onda herda as vantagens do trocador de calor tubular, como durabilidade e segurança, e ao mesmo tempo supera defeitos como baixa capacidade de transferência de calor e fácil dimensionamento. O princípio é melhorar o coeficiente total de transferência de calor de modo a reduzir a área de transferência de calor necessária, o que pode economizar materiais e reduzir o peso sob o mesmo efeito de transferência de calor.

Porque o corpo do fole é processado por prensagem a frio de tubo brilhante tarugo, acredita-se geralmente que o corpo do fole pode ser reforçado após a formação. O experimento de estabilidade de pressão externa mostra que a instabilidade do tubo corrugado de troca de calor sob pressão externa ocorre primeiro na seção reta do tubo, e o tubo corrugado ficará instável somente se a pressão externa continuar a aumentar. Isto indica que a estabilidade da seção ondulada é melhor que a da seção reta e que a pressão crítica da seção ondulada é maior que a da seção reta.

Experimentos mostram que a ondulação da deformação por flambagem ocorreu no vale da onda, especialmente no vale local de onda única, geralmente não mais do que a instabilidade de dois vales ao mesmo tempo, mostra que a estabilidade da crista da onda é melhor do que o vale, mas às vezes também pode aparecer pelo contrário, no processo de marcação a frio, tanto a espessura da calha quanto a da parede da seção reta são constantes, a frio depois que o tubo é realmente mais curto.

A existência de picos e vales de ondas no fole aumenta o efeito da convecção de troca de calor radial nos tubos, conforme mostrado na figura abaixo:

A convecção radial tem grande influência no coeficiente total de transferência de calor, que é a razão fundamental para o baixo preço e leveza do trocador de calor de fole de placa de tubo duplo. A área de troca de calor do tubo a superfície do corpo do fole e do tubo reto é grande no mesmo comprimento, mas essa alteração é muito menor do que a contribuição da alteração do valor do coeficiente. Pode-se ver claramente que a velocidade do fluxo do tubo reto (leve) é significativamente reduzida quando está próximo à parede do tubo.

O trocador de calor de casco com fole pode fazer com que a velocidade e a direção do fluido mudem constantemente para formar turbulência em comparação com um trocador de tubo reto, fazendo com que a troca de calor com a parede, o efeito limite que afeta a transferência de calor não exista mais. O coeficiente total de transferência de calor pode ser aumentado em 2 a 3 vezes, e a operação real pode até chegar a 5 vezes, e o peso é leve, razão pela qual o preço do trocador de calor de fole é inferior ao do tubo reto calor permutador. De acordo com cálculos e experiência prática, o coeficiente total de transferência de calor de foles de 1 mm de espessura é 10% inferior ao de foles de 0,5 mm de espessura. Os dados de operação de centenas de trocadores de calor de fole mostram que a espessura da parede (quase todas 0,5 mm) é a principal razão para a operação de 10 a 14 anos sem grandes reparos ou danos.

Além disso, o trocador de calor de fole pode resistir efetivamente ao impacto de um golpe de aríete. O invólucro do trocador de calor de placas de tubo duplo é conectado a uma junta de expansão. Se sofrer o impacto do golpe de aríete, a junta de dilatação ficará mal colocada. Isso acontece tanto com trocadores de calor de fole quanto com tubos retos, e a deformação da carcaça pode fazer com que o tubo torça. É porque o fole tem maior margem de expansão, a margem elástica de deformação é grande ao sofrer deformação, ou seja, a capacidade de resistir à instabilidade é forte neste caso. Mas em qualquer caso, no processo de instalação para evitar a ocorrência de golpe de aríete, pode-se tomar através do uso de válvula angular, interruptor de retardo e outras medidas.

Vantagens do trocador de calor com fole de aço inoxidável

  • Alta eficiência de transferência de calor

O design especial da crista e da calha do fole faz com que o fluido flua devido à mutação contínua da seção interna e externa do tubo para formar uma forte turbulência. Mesmo no caso de uma vazão muito pequena, o fluido pode formar uma forte perturbação dentro e fora do tubo, o que melhora muito o coeficiente de transferência de calor do tubo de troca de calor. O coeficiente de transferência de calor é 2 a 3 vezes maior que o do trocador de calor de tubo tradicional.

  • Sem escalonamento e bloqueio

O meio dentro e fora do fole está sempre em um estado altamente turbulento, o que torna as partículas sólidas no meio difíceis de depositar incrustações; Por outro lado, afetado pela diferença de temperatura do meio produzirá um traço de deformação de expansão axial, a curvatura mudará frequentemente, a sujeira e o tubo de troca de calor produzirão uma grande força de tração, mesmo se houver incrustação, a calma irá, portanto, quebrar desligado automaticamente, para que o trocador de calor sempre mantenha um desempenho de transferência de calor melhor e duradouro.

  • Compensação automática

A estrutura e o formato especiais do fole podem efetivamente reduzir o estresse térmico sob a condição de aquecimento sem adicionar juntas de dilatação, simplificando assim a estrutura dos produtos e melhorando a confiabilidade dos produtos.

  • Longa vida útil

A capacidade de expansão axial é aprimorada, o que reduz efetivamente o estresse da diferença de temperatura e pode se adaptar à grande diferença de temperatura e mudança de pressão, de modo que não haverá vazamento causado pela ruptura da boca do tubo. A conexão entre a placa defletora e o fole prolonga a vida útil do trocador de calor.

 

Como o nitrogênio afeta o aço inoxidável 316LN?

316LN é a versão de adição de nitrogênio baseada em Aço 316L (0,06% ~ 0,08%), por ter as mesmas características do 316L, tem sido utilizado na fabricação de componentes estruturais de alta temperatura em reator reprodutor rápido (FBRS). A redução do teor de carbono reduz bastante a suscetibilidade à corrosão sob tensão devido à soldagem em ambientes corrosivos subsequentes. A fluência, a fadiga de baixo ciclo e a interação fluência-fadiga são as considerações mais importantes para os componentes FBRS. A resistência a altas temperaturas de Aço inoxidável 316L pode ser melhorado para aço inoxidável 316 ligando 0,06% ~ 0,08% N. A influência do teor de nitrogênio superior a 0,08% nas propriedades mecânicas do aço inoxidável 316L em alta temperatura será discutida neste artigo.

 

Composição química do aço inoxidável 316LN

Forno N C Mn Cr Mo Não Si S P
Padrões 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

Esses quatro lotes de aço inoxidável 316LN com teor de nitrogênio de 0,07%, 0,11%, 0,14% e 0,22% e teor de carbono de 0,03% foram testados para estudar os efeitos do nitrogênio na tração, fluência, fadiga de baixo ciclo e fluência. -propriedades de fadiga do aço inoxidável 316LN. O objetivo deste experimento é encontrar o teor ideal de nitrogênio para obter a melhor combinação de propriedades de tração, fluência e fadiga de baixo ciclo. Os resultados experimentais mostram que o nitrogênio pode melhorar a resistência à tração, à fluência e à fadiga dos aços inoxidáveis austeníticos. As razões para o aumento na resistência incluem aprimoramento da solução, redução da energia de falha de empilhamento (SFE), endurecimento por precipitação, formação de compósitos (solutos intersticiais), segregação atômica e endurecimento ordenado. Devido às suas diferentes propriedades de troca de elétrons, o nitrogênio dissolvido no aço inoxidável austenítico tem um volume de expansão maior que o do carbono.

Além da interação elástica entre o nitrogênio e o deslocamento, a interação eletrostática do deslocamento intersticial também influencia a força. Os núcleos de discordância são caracterizados pela falta de elétrons livres, o que significa que possuem carga positiva. Os átomos de nitrogênio nos aços inoxidáveis austeníticos são carregados negativamente devido à posição dos elétrons livres próximos aos átomos de nitrogênio e à interação eletrostática entre as discordâncias e os átomos de nitrogênio.

A energia de ligação efetiva entre o átomo de nitrogênio e o deslocamento aumenta com o aumento do teor de nitrogênio no aço austenítico, mas a correlação não é óbvia para o carbono. Nos aços austeníticos, o nitrogênio intersticial interage com os elementos substituintes e tende a formar composições atômicas de substituintes intersticiais. O composto se liga facilmente a elementos à esquerda do Fe na tabela periódica, como Mn, Cr, Ti e V. Existe uma forte correlação entre as propriedades da ligação interatômica (ou seja, orientação versus desorientação) e a proximidade de adjacentes. átomos em um sistema de liga multicomponente. A ligação entre átomos metálicos facilita a ordenação de curto alcance, que é a ligação de átomos de diferentes elementos. A polarização interatômica facilita a troca de elétrons covalentes, a ligação entre átomos do mesmo elemento. O carbono promove a agregação de átomos de substituição na solução sólida à base de ferro, enquanto o nitrogênio facilita a ordenação de curto alcance.

Em geral, a resistência ao escoamento (YS) e a resistência à tração final (UTS) de 316L o aço inoxidável é significativamente melhorado pela liga de nitrogênio 0,07% ~ 0,22%. O aumento de resistência foi observado em todos os testes na faixa de temperatura de 300~1123K. O envelhecimento por deformação dinâmica foi observado dentro de uma faixa limitada de temperatura. A faixa de temperatura do envelhecimento por deformação dinâmica (DSA) diminui com o aumento do teor de nitrogênio.