În fabricile chimice, conducte de oțel sunt o componentă critică a infrastructurii, care transportă diverse fluide, gaze și substanțe chimice. Selecția tipului de oțel corespunzător pentru aceste conducte depinde de mai mulți factori, inclusiv rezistența la coroziune, manipularea presiunii, rezistența mecanică și toleranța la temperatură. Acest articol se încadrează în cele mai potrivite tipuri de oțel pentru conductele utilizate în fabricile chimice, explicându -și proprietățile și considerațiile care le determină utilizarea în acest mediu solicitant.
1. Înțelegerea cerințelor conductelor chimice
Fabricile chimice prelucrează de obicei o mare varietate de substanțe, multe dintre ele fiind corozive, acide sau alcaline. Ca atare, oțelul utilizat pentru fabricarea conductelor trebuie să îndeplinească cerințele specifice:
Rezistența la coroziune: substanțele chimice precum acizii, alcalinii și sărurile pot degrada grav metalele în timp. Prin urmare, oțelul trebuie să aibă o rezistență excelentă la coroziune pentru a preveni degradarea și menținerea integrității structurale.
Rezistența mecanică: prelucrarea chimică implică adesea presiuni și temperaturi ridicate, necesitând oțel care poate rezista la aceste forțe fără eșec.
Durabilitate și longevitate: condițiile dure de funcționare într -un materiale de cerere a plantelor chimice care pot suporta uzura, reducând costurile de întreținere și înlocuire.
2.. Tipuri de oțel pentru țevi din fabrică chimică
Mai multe aliaje de oțel sunt utilizate în mod obișnuit pentru conductele din fabricile chimice, fiecare cu proprietăți unice potrivite pentru aplicații specifice. Tipurile primare sunt:
2.1. Oțel inoxidabil (seria austenitică)
Oțelul inoxidabil este de departe cel mai des utilizat material pentru conductele din fabricile chimice datorită rezistenței la coroziune și a versatilității sale. Printre numeroasele tipuri de oțel inoxidabil, cele mai potrivite pentru conductele chimice sunt cele din seria austenitică, în principal 304 și 316 oțel inoxidabil.
304 Oțel inoxidabil: Acesta este cel mai utilizat aliaj din oțel inoxidabil pentru o serie de industrii chimice. Oferă o rezistență excelentă la coroziune, în special pentru multe substanțe chimice și este ușor de fabricat. 304 Oțelul inoxidabil este rezistent la oxidare și coroziune atât în medii interioare, cât și în exterior. Cu toate acestea, este posibil să nu fie suficient pentru substanțe extrem de corozive precum acidul sulfuric sau gazul de clor.
316 Oțel inoxidabil: Aceasta este o formă superioară de oțel inoxidabil în comparație cu 304. Conține molibden, care îmbunătățește rezistența sa la coroziunea clorurii. Este foarte potrivit pentru plantele chimice care se ocupă de substanțe chimice mai agresive, cum ar fi acidul clorhidric, acidul sulfuric și clorul, ceea ce îl face materialul pentru medii mai corozive. Rezistența sa ridicată la coroziunea pitică și crevice o face, de asemenea, ideală pentru medii marine sau situații cu expunerea apei sărate.
Proprietățile oțelului inoxidabil austenitic:
Rezistență ridicată la coroziune
Non-magnetic
Raport excelent de forță-greutate
Abilitatea de a rezista la temperaturi extreme (până la 800 ° C)
2.2. Oțel inoxidabil duplex
Oțelul inoxidabil duplex este un material hibrid, care combină beneficiile oțelului austenitic și feritic. Conține un procent ridicat de crom și molibden, ceea ce îi oferă o rezistență excepțională la coroziune, în special în mediile care sunt expuse clorurilor și altor substanțe chimice agresive.
Aplicații: Oțelul inoxidabil duplex este potrivit în special pentru plantele chimice, unde există expunere atât la temperaturi scăzute, cât și la temperaturi ridicate și substanțe chimice precum acidul sulfuric, clorul și alte soluții de halogenuri.
Proprietățile oțelului inoxidabil duplex:
Rezistență mai mare decât oțelul austenitic
Rezistență excelentă la fisurarea coroziunii stresului
Rentabil pentru medii chimice agresive
2.3. Oțel de carbon
În timp ce oțelul de carbon este utilizat pe scară largă în multe industrii, utilizarea sa în fabricile chimice este mai limitată în comparație cu oțelul inoxidabil datorită rezistenței sale mai mici la coroziune. Cu toate acestea, oțelul carbon poate fi adecvat pentru conductele care poartă substanțe mai puțin agresive sau în sisteme care sunt acoperite sau căptușite pentru o protecție suplimentară.
Aplicații: Oțelul de carbon este adesea utilizat în industriile în care substanțele chimice transportate sunt mai puțin corozive sau unde conducta poate fi tratată cu o acoperire de protecție.
Proprietățile oțelului carbon:
Rezistență ridicată la tracțiune și duritate
Cost relativ redus
Necesită acoperiri sau garnituri suplimentare pentru rezistența la coroziune
Limitat la aplicații non-corozive sau ușor corozive
2.4. Oțel din aliaj
În mediile în care sunt implicate temperaturi și presiuni extreme, oțelurile din aliaj pot fi utilizate pentru rezistența și rezistența lor la expansiunea termică și coroziunea. Oțelul de crom-molibden (CR-MO) este un aliaj obișnuit utilizat în conducte, oferind performanțe excelente la temperaturi ridicate și rezistență la oxidare și coroziune.
Aplicații: Țevile din oțel din aliaj sunt utilizate de obicei în sistemele de înaltă presiune sau atunci când transportă substanțe la temperaturi ridicate. Acestea sunt adesea văzute în rafinării și centrale electrice și pot fi utilizate atât pentru transportul lichidului cât și pentru gaze.
Proprietățile oțelului din aliaj:
Toleranță la temperatură ridicată și la presiune
O bună rezistență la coroziune atunci când este aliat corespunzător
Putere excelentă
2.5. Oțel cu aliaj nichel
Aliajele de nichel, cum ar fi Inconel sau Hastelloy, sunt utilizate în medii extrem de corozive. Aceste aliaje sunt cunoscute pentru capacitatea lor de a rezista substanțelor chimice dure, cum ar fi acizii puternici (de exemplu, acid clorhidric sau sulfuric) și aplicații la temperaturi ridicate.
Aplicații: plante chimice care procesează substanțe chimice extrem de reactive sau corozive, cum ar fi acizii, clorurile sau halogenii se bazează adesea pe aliaje de nichel pentru a menține integritatea sistemelor lor de conducte.
Proprietățile oțelului din aliaj nichel:
Rezistență excepțională la coroziune în medii extreme
Rezistență ridicată și stabilitate la temperaturi ridicate
Costisitor, dar necesar pentru cele mai agresive aplicații chimice
3. Factori de luat în considerare atunci când alegeți oțelul pentru conductele din fabrica chimică
Atunci când selectați tipul de oțel pentru o conductă de fabrică chimică, trebuie să fie luați în considerare mai mulți factori pentru a se asigura că oțelul va răspunde nevoilor operaționale:
Tipul de substanțe chimice transportate: Fiecare substanță chimică are propriul său profil de coroziune. De exemplu, acizii precum acidul sulfuric sau acidul clorhidric necesită materiale cu o rezistență excepțională la fisurarea coroziunii de stres.
Condiții de temperatură și presiune: Temperaturile ridicate necesită oțeluri care pot rezista la stresul termic, în timp ce presiunile ridicate necesită materiale puternice și rezistente la deformare.
Proprietățile mecanice: rezistența, ductilitatea și duritatea sunt critice în aplicațiile în care conductele trebuie să suporte tensiuni mecanice, cum ar fi modificări ale presiunii sau impactului.
Cost și disponibilitate: în timp ce oțelurile din aliaj și oțelurile inoxidabile oferă o rezistență excelentă la coroziune, acestea vin la un preț mai mare. Oțelul de carbon și oțelurile acoperite pot oferi alternative mai accesibile pentru aplicații non-critice.
4. Strategii de rezistență la coroziune și de protecție
Chiar dacă anumite oțeluri, cum ar fi 316 oțel inoxidabil sau oțel inoxidabil duplex, sunt foarte rezistente la coroziune, pot fi necesare strategii suplimentare pentru a proteja în continuare conductele:
Acoperiri și garnituri: Aplicarea acoperirilor de protecție, cum ar fi garniturile epoxidice sau din plastic, poate ajuta la îmbunătățirea longevității conductelor de oțel, în special în mediile corozive.
Protecția catodică: Această tehnică implică aplicarea unei mici sarcini electrice pe conductă pentru a contracara reacțiile care provoacă coroziune.
Întreținere regulată: inspecția și întreținerea regulată a sistemului de conducte pot ajuta la detectarea problemelor din timp și prevenirea deteriorării semnificative.
Concluzie
Alegerea tipului potrivit de oțel pentru conductele într -o fabrică chimică este o decizie critică care are impact asupra siguranței, eficienței și longevității generale a operațiunilor fabricii. Oțelurile inoxidabile austenitice precum 304 și 316 sunt adesea materialele pentru rezistența lor excelentă la coroziune, în timp ce oțelurile inoxidabile duplex oferă o rezistență sporită și o rezistență la coroziunea la stres. Pentru aplicații mai agresive, sunt necesare aliaje de nichel și oțeluri din aliaj, deși cu un cost mai mare.
Alegerea corectă depinde de o înțelegere cuprinzătoare a substanțelor chimice transportate, a condițiilor de mediu, a tensiunilor mecanice și a considerentelor de costuri. Investiția în materialul potrivit nu numai că asigură siguranța instalației, dar reduce și costurile de întreținere și extinde durata de viață a sistemelor de conducte.
