Metalurgijos pasirinkimas: už 300 serijos

Nors mechaninis nerūdijančio plieno tinklelio pynimas apibrėžia jo fizinę filtravimo galimybę, vielos metalurgija lemia jos išlikimą esant cheminei agresijai, ekstremalioms temperatūroms ir mechaniniam nuovargiui. Daugeliui standartinių programų 304 ir 316L klasės yra patikimas našumo pagrindas. Tačiau šiuolaikiniai pramoniniai procesai dažnai peržengia šių įprastų lydinių „saugias“ ribas. Aplinkoje, kurioje yra didelės-koncentracijos chloridai, svyruoja pH lygis arba kriogeninės-–-kaitinamosios temperatūros svyravimai, standartinis nerūdijantis plienas gali greitai sugesti dėl vietinių duobių, įtempių korozijos įtrūkimų arba oksidacijos.

Norint pasirinkti „gerą“ filtravimo sistemos lydinį, reikalingas inžinerinis požiūris, kuriame atsižvelgiama į gyvavimo ciklo išlaidas, o ne tik į pradinę pirkimo kainą. Šis 1 500 -žodžių giluminis nardymas tyrinėja specializuotą didelio-našumo lydinių- pasaulį, pradedant magnetine 400 serija ir baigiant beveik nesugriaunamais dvipusiais ir super{9}}lydiniais. Peržengdami už 300 serijos ribų, inžinieriai gali sukurti tinklo sistemas, kurios užtikrina dešimtmečio patikimumą aplinkoje, kuri per kelias savaites ištirps standartinį plieną.

Įdubimų ir plyšių korozijos supratimas

Įdubimas yra bene klastingiausia nerūdijančio plieno tinklelio gedimo forma. Tai atsiranda, kai apsauginis chromo -oksido sluoksnis lokaliai pažeidžiamas, paprastai chlorido jonų, sukuriant mikroskopinę skylę, kuri per kelias valandas gali prasiskverbti per laidą. Tai ypač svarbu tinkleliui, nes laidai yra ploni; dėl vienos duobės gali nutrūkti viela, pažeidžiant viso filtro vientisumą. Norėdami kiekybiškai įvertinti lydinio atsparumą šiam poveikiui, inžinieriai naudojaAtsparumo įdubimui ekvivalento numeris (PREN). 304 laipsnio PREN yra maždaug 18, o 316L klasė dėl jame esančio molibdeno kiekio pasiekia 25. Tačiau jūros vandenyje arba karštame sūryme net 316 l nepakanka, todėl reikia lydinių, kurių PREN vertės viršija 35.

Plyšinė korozija yra susijęs reiškinys, atsirandantis sustingusiose vietose, pavyzdžiui, kontaktinėse vietose, kur laidai susikerta pynimo metu. Šiuose mažuose tarpeliuose deguonis yra išeikvotas, todėl „pasyvus“ apsauginis sluoksnis negali atsinaujinti. Štai kodėl tinklelis ant paviršiaus gali atrodyti visiškai švarus, bet lengvai spragsi įtemptas; sankryžose slepiasi žala. Renkantis „gerą“ lydinį su didesniu chromo ir molibdeno kiekiu, pvz904Larba6-Molyplieno, užtikrina, kad pasyvioji plėvelė išliks stabili net ir tokioje deguonies -trūkusioje mikro{1}}aplinkoje.

Įtempių korozijos įtrūkimai (SCC) karštoje aplinkoje

Įtempių korozijos krekingas (SCC) yra katastrofiškas gedimo režimas, atsirandantis, kai jautrus lydinys yra veikiamas tam tikros ėsdinančios terpės, esant tempimui. 300 serijos nerūdijančiam plienui aukštos temperatūros (daugiau nei $60^{\\circ} \\mathrm{C}$) ir chlorido jonų derinys yra "mirties nuosprendis". Tokiomis sąlygomis tinklelis gali sukurti mikroskopinių plyšių tinklą, kuris sklinda laidais beveik be jokio matomo įspėjimo. Tai yra didelis pavojus saugai šilumokaičiuose, cheminiuose reaktoriuose ir gėlinimo įrenginiuose, kur tinklelis yra nuolat veikiamas hidraulinės įtampos.

Norėdami kovoti su SCC, inžinieriai kreipiasi įDvipusisnerūdijančio plieno šeima. Šie lydiniai turi dviejų{1}}fazių mikrostruktūrą, susidedančią iš austenito ir ferito. Ši „hibridinė“ struktūra veikia kaip fizinė kliūtis įtrūkimų plitimui; plyšys, prasidedantis austenito grūdelyje, dažnai sustabdomas, kai atsitrenkia į ferito grūdelį. Dėl šios metalurginės „kelio užtvaros“ patinka „Duplex“ lydiniai2205žymiai atsparesnis SCC nei bet kuris standartinis 300 serijos plienas. Suprasti šį mechanizmą būtina kiekvienam inžinieriui, projektuojančiam filtravimo sistemas naftos ir dujų pramonei jūroje, kur šilumos ir druskos derinys yra neišvengiamas.

400 serija: magnetinis aptikimas ir kietumas

400 serijos nerūdijantis plienas, pvz., 410 ir 430 klasės, yra feritiniai arba martensitiniai lydiniai. Skirtingai nuo 300 serijos, šie plienai yra magnetiniai ir juose nėra nikelio. Maisto perdirbimo pramonėje šis magnetizmas yra esminis saugos „gėris“. Jei dėl susidėvėjimo nutrūktų 430 tinklelio gabalas, jį būtų galima lengvai užfiksuoti magnetiniais separatoriais pasroviui, taip išvengiant metalo užteršimo galutiniame vartojimo gaminyje. Dėl to 400 serija yra tinkamiausias pasirinkimas kratytuvams ir vibraciniams sijokliams miltų malūnuose ir grūdų gamyboje.

Be to, martensitinėms klasėms patinka410gali būti termiškai{0}}apdoroti, kad būtų pasiektas ypatingas kietumas ir atsparumas dilimui. Tai ypač naudinga atliekant filtravimo užduotis, susijusias su abrazyvinėmis srutomis, pvz., kasybos arba agregatų apdorojimo metu, kai medžiagos trintis greitai ardytų minkštesnius 300 - serijos laidus. Tačiau kompromisas yra žymiai mažesnis atsparumas bendrai korozijai. Inžinierius turi įvertinti 400 serijos „magnetinę saugą“ ir „atsparumą dilimui“ ir rūdžių riziką, todėl dažnai reikia atlikti dažnesnius pakeitimo ciklus arba taikyti labai specifinius sausojo proceso darbus.

Atsparumo įdubimui ekvivalentinio skaičiaus (PREN) palyginimas

Nikelio{0}}super{1}}lydiniai: Inconel ir Hastelloy

Kai temperatūra viršija 800 $^{\\circ} \\mathrm{C}$ arba kai skystis susideda iš labai koncentruotų mineralinių rūgščių (pvz., vandenilio chlorido arba fluoro vandenilio), net geriausias nerūdijantis plienas suges. Tai yra nikelio{2}}pagrįstų super-lydinių sritis.„Inconel 600“.ir625yra suprojektuoti taip, kad išlaikytų savo mechaninį stiprumą ir atsparumą oksidacijai esant kaitrinėms temperatūroms. Jie yra būtini aviacijos ir kosmoso variklių liepsnos slopintuvams ir naftos chemijos perdirbimo gamyklų katalizatoriaus regeneravimo ekranams. Nikelio matrica užtikrina tokį šiluminio stabilumo lygį, kuris neleidžia vielai „nukristi“ arba tapti trapiam po pakartotinio terminio ciklo.

Hastelloy C-276Kita vertus, yra neabejotinai labiausiai korozijai{0}}atspariausia „gera“ medžiaga vielos tinkleliui. Turėdamas labai didelį molibdeno ir volframo kiekį, jis praktiškai atsparus taškinei korozijai ir plyšinei korozijai agresyviausioje cheminėje aplinkoje, įskaitant šlapias chloro dujas ir stiprias oksiduojančias druskas. Nors Hastelloy tinklelio kaina yra žymiai didesnė nei 316 litrų, tai dažnai yra vienintelis perspektyvus sprendimas išmetamųjų dujų desulfuravimui (skruberiams) arba pavojingų atliekų apdorojimui, kai standartinis plieninis filtras išnyktų per vieną darbo pamainą.

Monel 400: Jūrų ir rūgščių specialistas

„Monel 400“ yra unikalus nikelio-vario lydinys, pasižymintis išskirtiniu atsparumu jūros vandeniui ir didelio-greičio sūrokam vandeniui. Skirtingai nuo nerūdijančio plieno, kuris gali nukentėti nuo įdubimų stovinčiame vandenyje, Monel yra nepaprastai stabilus jūrinėje aplinkoje. Tai „geras“ pasirinkimas povandeniniams įleidimo ekranams ir naftos platformos filtravimo sistemoms, kur patikimumas yra svarbiausias. Monelis taip pat yra vienas iš nedaugelio lydinių, galinčių atlaikyti vandenilio fluorido rūgštį visose koncentracijose iki virimo taško, todėl jis yra svarbi medžiaga naftos perdirbimo gamyklų alkilinimo įrenginiuose.

Pagrindinis „Monel“ iššūkis yra mažesnis kietumas, palyginti su 300 serijos modeliais, todėl jis mažiau tinkamas didelio-dilinimosi aplinkoje. Tačiau chloriduose esantis „be duobių“-paverčia jį jūrų inžinerijos legenda. Šiame skyriuje pabrėžiama, kaip svarbu lydinį suderinti su specifine „skysčio chemija“. Jei pagrindinė grėsmė yra druskos-vandens korozija be didelių abrazyvinių apkrovų, „Monel 400“ suteikia draudimo lygį, kurio tradicinis plienas tiesiog negali pasiūlyti.

Temperatūros ir atsparumo rūgštims matrica

Tinkamo nerūdijančio plieno tinklelio lydinio parinkimas yra mokslo ir ekonomikos pusiausvyra. Nors 316L klasė išlieka universaliu standartu daugeliui pramoninių užduočių, atsiradę duplex, super{2}}duplex ir nikelio-super{4}}lydiniai išplėtė filtravimo galimybes. Suprasdami konkrečius duobėjimo, SCC ir aukštos temperatūros oksidacijos mechanizmus, inžinieriai gali pereiti nuo „300 serijos“ ir pasirinkti medžiagą, kuri užtikrina proceso saugumą ir sumažina brangias prastovos laiką. Didelio našumo-filtravimo pasaulyje lydinys yra šarvai, apsaugantys pynimo tikslumą.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie tai, kaip šie lydiniai yra įausti į funkcinius ekranus, grįžkite į:

[Kokie yra skirtingi nerūdijančio plieno tinklelio tipai?]