Вынікавае абароўнае пакрыццё нержавеючай стальлю: Эфектыўнае кіраўніцтва па выкарыстанні біметалічных рашэнняў для ціскавых судоў

Вынікавае абароўнае пакрыццё нержавеючай стальлю: Эфектыўнае кіраўніцтва па выкарыстанні біметалічных рашэнняў для ціскавых судоў

Для інжынераў, якія распрацоўваюць ціскавыя ёмістасці для агрэсіўных асяроддзяў, праблема выбару матэрыялу з'яўляецца пастаяннай: як збалансаваць патрэбу ў стойкасці да карозіі са структурнай міцнасцю, неабходнай для вытрымкі высокага ціску, і пры гэтым кіраваць бюджэтам праекта. Цудоўная нержавеючая сталь ці нікелевыя сплавы забяспечваюць стойкасць да карозіі, але іх выкарыстанне занадта прайзоўнае для вялікіх ёмістасцяў. Вугляродная сталь забяспечвае міцнасць за нізкай кошт, але хутка выйдзе з ладу ў агрэсіўных умовах.

Кладка пры выбуху элегантна вырашае гэтую праблему. Гэта працэс зваркі ў стане цвёрдага цела, пры якім тонкі слой каразійна-стойкага сплаву (напрыклад, нержавеючай сталі) металаў зварваецца з таўстым падкладкай з канструкцыі з вугляроднай сталі, ствараючы біметалічную пласціну, якая прапануе найлепшыя якасці абодвух матэрыялаў. У гэтым дапаможніку разглядаецца, чаму гэта лепшае і эканамічна эфектыўнае рашэнне для ціскавых ёмістасцяў.

Што такое выбуховая абаронка? Спршчаны працэс

Пры выбуховым напыленні выкарыстоўваецца працэс халоднага зварвання, пры якім кантраваны выбух шырокай паласы стварае металургічнае злучэнне паміж двума метаў.

1. Пастаўка: У базавая плітка (напрыклад, вуглавая сталь A516 Gr. 70) размяшчаецца на магутным фундаменце. Пласціна з напыленнем (напрыклад, нержавеючая сталь 316L) усталявоана зверху, паралельна, але на невялікай адлегласці. Ліст выбуховы размяшчаецца зверху на пласціне з напыленнем.

2. Выбух: Выбух запальваецца з аднага краю. Паступовае выбухаванне змушае пласціну з напыленнем рухацца ўніз і па асноўнай пласціне з велізарнай хуткасцю і ціскам.

3. Злучэнне: Гэты ўдар стварае струмень пластыфікаванага металу з паверхняў абодвух пласцін, выбрасваючы бруд і дазваляючы чыстым, ніжнім металам уступіць у шчыльны кантакт пад вялікім ціскам. Гэта стварае моцнае металургічнае злучэнне без плаўлення выхаднога металу.

4. Вынік: Апошні вынік — гэта адзіны кампазітны ліст з хвалістым механічным замкам, які настолькі моцны, як і цалкам зварны.

Чаму выбіраюць зварванне клямкамі для ёмістасцяў пад ціскам?

1. Непаражальная выгаднасць

Гэта асноўны рухавік. Для ёмістасці, якая патрабуе 3-мм коразійнай абароны, вам будзе трэба толькі 3 мм слоя 316L зварванага з 50 мм ціўляй чырнавой сталі. Гэта займае ~95% менш дарагой нержавеючай сталі, чым цалкам 53 мм нержавеючы бак, што прыводзіць да вялікай эканоміі матэрыялаў.

2. Вышэйшая прадукцыйнасць

• Сапраўднае металургічнае злучэнне: На адрозненне ад рыхлых або механічных абкладак, злучэнне з'яўляецца цэлым і пастаянным, што дазваляе эфектыўна перадаваць цеплавыя патокі — ключавы фактор для тэплоабменнікаў і рэактараў.

• Дызайн гнучкасць: Абкладкі можна наносіць на шыі, галоўкі і карпусы, забяспечваючы поўную абарону ад карозіі па ўсёй ёмістасці.

• Няма рызыку адшарэння: Мцівасць зваркі звычайна перавышае межу цягнення слабейшага асноўнага металу. Яна не будзе аддзяляцца падчас цыклавання тэмпературы ці пад ціскам.

3. Створэнне знаёмага

Пласціны са сплаву можна разрэзаць, фармаваць і свараны выкарыстоўваючы тэхнікі, якія зусім знаёмыя для любога цэха, што займаецца выкарыстаннем вуглаводароднай сталі, згодна з прынятымі нормамі, такімі як ASME Раздзел VIII, Раздзел 1.

Асноўныя пытанні праектавання і вырабу

1. Камбінацыі матэрыялаў

Самыя распаўсюджаныя пары матэрыялаў для абкладкі/асноўнага металу для ёмістасцяў пад ціскам уключаюць:

• Абкладка (бак з каразіяй): 304/L, 316/L, 321, 347, Duplex 2205, Нікелевыя сплавы (сплав 625, C-276), Тытан, Цірконій.

• База (староння канструкцыі): Вугляродныя сталі (A516 Gr. 70), нізкалегіраваныя сталі (A387 Gr. 11), высокалегіраваныя сталі.

2. Зварка пліты

Гэта найбольш адказны этап выканання. Зваршчык павінен злучыць падкладкавы вугляродны сталь, а таксама нанесці правільны лігатуры, стойкія да карозіі, на ўнутраную паверхню.

• Пераходныя злучэнні: Для стыкавых шваў выкарыстоўваецца тэхніка нанясення пераходнога слою падрыхтоўваецца бак з вугляроднай сталі і наносіцца сумяшчальны матал (напрыклад, 309L) для пераходу да нержавеючага пакрыцця. Апошні шоў выконваецца з выкарыстаннем прыдатнага матала, які адпавядае пакрыццю (напрыклад, 316L).

• Кваліфікацыя працэдуры: Спецыфікацыі працэдуры зваркі (WPS) павінны быць дакладна кваліфікаваныя і дотрымліваюцца, каб прадухіліць трэшчыны і забяспечыць зварное злучэнне, стойкае да карозіі.

3. Неразрушаючы кантроль (NDT)

• Цэласнасць зварнога шва: Выкарыстоўваецца ўльтралягучы кантроль (UT) у адпаведнасці з ASTM A578 для забеспячэння 100% цэласнасці зварных шваў па ўсёй паверхні. Гэта патрабаванне адлюстроўвае стандарты камп'ютарнай дыагностыкі.

• Кантроль зварных шваў: Усе зварныя швы правяраюцца метадам афарбоўкі (PT) і радыёграфічным метадам (RT) або UT.

4. Стандарты камп'ютарнай дыягностыкі

Бескалоўныя ёмістасці поўнасцю адлюстроўваюць асноўныя коды для ёмістасцяў пад ціскам:

• Код ASME для катлоў і ёмістасцяў пад ціскам, Раздзел VIII, Падзел 1: Правілы для праектавання і будаўніцтва судоў з выкарыстаннем кладкі (SA-263, SA-264, SA-265).

• EN 13445: Еўрапейскі стандарт на неабцячэнныя ціскавыя судны.

Выкананне кладкі пры выбуху супраць альтэрнатыў: калі гэта выйгрыш?

Пункт эканамічнага выбару дзе выбуховае аздабленне станоўцца дашэўшым за наўедкавы пакрыццё звычайна пры таўшчыні аздаблення больш 4-5 мм або для вялікіх паверхняў.

Контрольны спіс для інжынераў

1. Вызначыце асяроддзе: Хутка вызначыце каразійныя тэхналагічныя вадкості, тэмпературу і ціск.

2. Абярыце матэрыял для аздаблення: Абярыце марку нержавеючай сталі (ці нікелевы сплав) у адпаведнасці з патрабаваннямі каразійнасці. Звярніцеся да дыяграм каразіі і зважце на Прыдатнасць да эксплуатацыі (FFS) аналіз.

3. Пакажыце пласціну: У вашым заказе звярніцеся да дакладнага стандарта ASTM:

   • SA-263 (Нержавеючы метал)

   • SA-265 (Нікелевы/нікелевы сплав)

   • Пакажыце таўшчыню пакрыцця і патрэбны ўзровень ультраадукавых выпрабаванняў.

4. Праектаванне для вырабу: Супрацоўнічайце з вашым вытворцам на ранніх этапах. Дэталі падрыхтоўкі зваркі і пакажыце працэдуры зваркі для пераходных злучэнняў.

5. Планаванне выпрабаванняў: Праверыць ПТ плакі з абаронным пакрыццём пры атрыманні і ўключыць дэтальныя патрабаванні НКТ для ўсіх зварных шваў у кантракце на выраб.

Вывад: грамадская выгода для крытычных актываў

Хоць першапачатковы заказ на выбухавы метальны ліст большы, чым для вуглаводароднай сталі асобна, гэта адно з самых эфектыўных рашэнняў пры інжынерыі каштоўнасцяў, якое можа зрабіць праект. Ён рэзка скарачае эксплуатацыйныя выдаткі шляхам:

• Зніжэнне першапачатковых матэрыяльных выдаткаў у параўнанні з монолітным сплавам.

• Майстарства мінімізуе тэхнічнае абслугоўванне і простой з-за карозіі.

• Падоўжвае тэрмін службы судна на дзесяткі гадоў.