U slučaju da se u slučaju kavitacije koristi i drugi tipovi legura, potrebno je utvrditi:

U cijevnim sustavima visokog pritiska, malo je pojava tako destruktivnih i pogrešno shvaćenih kao kavitacija. Za razliku od erozije, koja odmaže materijal poput brusnog papira, ili korozije, koja ga kemijski rastvara, kavitacija napada kroz implozija - Što? To je mehanički mehanizam udaraca koji može uništiti standardni dupleksni ventil od nehrđajućeg čelika ili priključak za cijevi za nekoliko tjedana.

Stanice za smanjenje visokog pritiska, gdje se pritisak tekućine drastično smanjuje preko upravljačkih ventila, otvorova ili gušenja, su nule za oštećenje kavitacijom. Kada se lokalni pritisak smanji ispod pritiska pare tečnosti, formiraju se mjehurići pare. Kada se ovi mjehurići sruše u tekućinu nizvodno, stvaraju mikro-jetove i udarne valove veće od smanjenje i smanjenje emisije dovoljno za tvrđivanje i nakon toga razbijanje čak i najtvrđeg čelika.

Ovaj članak pruža okvir za donošenje odluka o određivanju legura otpornih na kavitaciju u stacijama za spuštavanje, pomažući vam razlikovati između problema rutinske održavanja i uvjeta koji zahtijevaju metalurško nadogradnju.

Razumijevanje mehanizma štete

Kavitacija se često zbunjuje s erozijom, ali je razlika ključna za odabir materijala:

• Erozija: Uzročena česticama u tekućini. Oštećenja se pojavljuju kao glatke žlijezde, poliranje ili usmjereni obrazac habanja.

• Kavitacija: Uzrokovane fluktuacijama pritiska tekućine. Oštećenje se pojavljuje kao gruba, spužva ili medena površina s oštrim rubovima. Često se javlja nizvodno od ograničenja gdje se pritisak brzo oporavlja.

U stanicama za spuštavanje, kavitacija se obično javlja samo nizvodno od uređaja za smanjenje tlaka, često u izlaznoj cijevi, ekspanzorima ili prvom laktu nakon ventila. Kolapsa bubuljaka pare oslobađa koncentriranu energiju koja naplaćuje mikrostrukturu materijala izvan njegove elastične granice, što dovodi do umora, mikro pukotina i konačnog gubitka materijala.

Zašto standardni dupleks može propasti

U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, u skladu s člankom 3. točkom (b) ovog članka, proizvođači moraju imati pristup svim proizvodima koji se upotrebljavaju u proizvodnji gume. Međutim, otpornost na kavitaciju nije izravno povezana s čvrstoćom na vladanje ili tvrdoćom.

U studiji iz 2024. godine o oštećenju kavitacijom u stanicama za spuštavanje pod visokim pritiskom uspoređeni su različiti materijali pod ubrzanim testiranjem. Ključni nalazi bili su iznenađujući:

• Sposobnost za otvrdnjavanje rada je kritična: Materijali s visokom stopom tvrđenja radomoni koji postaju znatno tvrđi pod ponavljajućim udarom imaju bolje rezultate od jednostavno "tvrđih" materijala. Zbog toga austenitni nehrđajući čelik (316L) ponekad nadmašuje tvrđe martensitne čelikove u kavitacijskim testovima; apsorbiraju i raspršuju energiju kroz plastičnu deformaciju bez pukotina.

• Dupleksna izvedba: Dupleksni čelik zauzima sredinu. Oni imaju veću snagu od austenitika, ali nižu sposobnost tvrđanja. Pod teškom kavitacijom, duplex može patiti od: fazno selektivni napad , gdje ferit faza preferentno pukne, ostavljajući austenit stoji u reliefu prije nego što konačno puknu.

Pražnjica: Kada se treba nadograditi

Kako znaš kada je kavitacija dovoljno jaka da opravda prelazak sa standardnog dupleks na kavitaciju otpornu leguru? Tražite ove pokazatelje:

1. za Broj kavitacije (σ)

Inženjeri mogu predvidjeti intenzitet kavitacije koristeći broj bezdimenzionalne kavitacije:

$$\sigma =\frac{P_d-P_v}{\mathrm{\delta }P}$$

Gdje:

• $P_d$= Pritisak nizvodno

• $P_v$= tlak pare tekućine

• $\mathrm{\delta }P$= Pad pritiska kroz ventil

Pravo:

• sljedeći članak: -Malo kavitacije. Standardni dupleks (2205) je vjerojatno dovoljan.

• s druge strane, za sve proizvode koji sadrže: Umjerena kavitacija. U slučaju da je to potrebno, za upotrebu u proizvodnji vozila, potrebno je imati u vidu:

• sljedeći članak: Teška kavitacija. Potrebne su specijalizirane legure otporne na kavitaciju ili premaze.

2. - Što? Slična pravila primjenjuju se na:

Ako imate postojeću instalaciju:

• Manja šteta: U slučaju da se ne primjenjuje primjena ovog članka, ispitna tijela mogu se izravno prijaviti. Standardno spajanje za popravak može biti dovoljno.

• Umjereno oštećenje: -Jebre duboke 1-3 mm. Razmislite o nadogradnji materijala za vrijeme sljedeće obrte.

• Teška šteta: U slučaju da je proizvod izravno proizveden, za potrebe ovog članka, za proizvodnju materijala za proizvodnju goriva za proizvodnju goriva za proizvodnju goriva za proizvodnju goriva za proizvodnju goriva za proizvodnju goriva za proizvodnju goriva za proizvodnju goriva za proizvodnju goriva za proizvodnju goriva za proizvodnju goriva za proizvod Potreban je hitni upgrade.

3. Slijedi sljedeće: Uređaji za upravljanje

U slučaju da se ne primjenjuje, to znači da se ne primjenjuje.

• Pad pritiska veći od smanjenje i smanjenje emisije u vodnim ili ugljovodonikovim uslugama

• Sredstva za upravljanje stanicama za spuštavanje tekućine u blizini pritiska pare (npr. kondenzat, tečni plin, vruća voda)

• Često vožnja bicikla od kontrolnih ventila, što stvara ponavljajuće kavitacijske događaje

Slagalice otporne na kavitaciju: mogućnosti

U slučaju da standardni dupleks nije dovoljan, postoje nekoliko opcija materijala, od kojih svaka ima različite prednosti:

1. za Čelični proizvodi od čelika

Sorte poput Nitronic 50 (XM-19) pružaju iznimne stope tvrđanja rada. Za razliku od dupleks, oni ostaju potpuno austenitic, eliminirajući fazu selektivni napad. Ova legura može raditi tvrdo od 300 HB do preko 450 HB pod utjecajem kavitacije, stvarajući samozaštitnu površinsku sloj.

Najbolje za: "Stručna" je temperatura u zraku od 100 °C do 100 °C.

2. - Što? S druge vrste, osim onih iz tarifne kategorije 9403 ili 9404

Stelit 6 i Stellite 21 su industrijski standardi za ekstremnu otpornost na kavitaciju. Kobalt-hrom-tungsten matrica kombinuje visoku tvrdoću s sposobnošću apsorbirati udarac bez pukotina. Ti se obično primjenjuju kao tvrdo prekrivenje na sjedalima ventila, obronci i nizvodnim cijevima.

Najbolje za: U slučaju da se ne primjenjuje, ispitivanje se provodi u skladu s člankom 6. stavkom 2.

3. Slijedi sljedeće: S druge strane, u skladu s člankom 3. stavkom 1.

Inconel 625 i Hastelloy C-276 u skladu s člankom 3. stavkom 2. Iako nisu tako tvrdi kao stellit, njihova čvrstoća i otpornost na koroziju čine ih idealnim za aplikacije kiselog servisa (H2S) s umjerenom kavitacijom.

Najbolje za: U slučaju da je to potrebno za proizvodnju električne energije, u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, proizvodnja električne energije može se upotrebljavati za proizvodnju električne energije.

4. - Što? Nehrđajući čelik koji se tvrdi na padavine

17-4 PH i 13-8 Mo u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, proizvođač može upotrebljavati: Međutim, njihova otpornost na kavitaciju ograničena je niskom kapacitetom tvrđivanja; jednom kada se površina podigne, pukotine se brzo šire.

Najbolje za: U slučaju primjene s manjom tvrdošću, kada samo tvrdoća pruža odgovarajuću zaštitu.

- Pet. Alternative dupleksnih proizvoda (lean vs. super)

U duplex obitelji, super Duplex (2507) pruža marginalno bolji otpornost na početak kavitacije od sljedeći članak iLI 2205zbog njegove veće čvrstoće. Međutim, razlika je postupna. Nijedna od dupleksnih vrsta ne odgovara performansama austenitnih legura za tvrđenje u teškoj kavitaciji.

Praktična primjena: Zaštita stanice za spuštavanje

Na temelju iskustva na terenu i nedavnih istraživanja, evo pragmatičnog pristupa specifikaciji materijala za stanice za smanjenje visokog tlaka:

Za ventilnu obronku (zona izravnog udara)

Ovo područje doživljava najveći intenzitet kavitacije. Uređaj za upravljanje

• Stelit 6 složene slijepljive ploče

• Tvrdo Stellite iLI Nitronic 60 za ventilnu utičnicu/kuticu

• Za ekstremno tešku službu, razmislite smanjenje pritiska u više stupnjeva s druge strane, u slučaju da se u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izlo

Za vodovod u daljnjem prigubu (prvi 5-10 prečnika)

Neposredni nizvodni cijev je drugo najranjivije područje.

• U slučaju da se ne provodi ispitivanje, ispitivanje se provodi u skladu s člankom 6. stavkom 2. Uređaj za upravljanje s druge strane, s unutarnjim slojem Inconela 625 ili Stellita koji je naslanjen PTA (Plasma Transferred Arc) zavarivanjem.

• (b) za sve vrste proizvoda: Uređaj za proizvodnju goriva Nitronic 50 iLI Inconel 625 za prvi dio spola. Iako je skupo, zamjena jedne spole je jeftinija nego zamjena 20 metara oštećene dupleksne cijevi.

S druge strane, za prevoz vozila

• U slučaju da se ne primjenjuje standardni super dupleks (2507) za flange, potrebno je osigurati da se upravlja intenzitetom kavitacije u otvoru.

• U slučaju da se pojavi tanjenje zida, treba uzeti u obzir povećanje klase tlaka prvog spuštenog flangea kako bi se osigurala deblja čvorišta, što dodaje strukturno ojačanje.

Ustavci o osobinama tekućine

Sastav tekućine dramatično utječe na stopu oštećenja kavitacije:

• Čista voda/lakši ugljovodnici: Najagresivnije oštećenje kavitacijom. Malo ili nimalo efekta deformacije.

• Viskostna tekućina: U slučaju da se ne primjenjuje, to se može učiniti u skladu s člankom 6. stavkom 3.

• U slučaju da je to potrebno, to se može učiniti na temelju sljedećih uvjeta: Kompleksno ponašanje. Faza plina može umanjiti kolaps mehura, smanjivanje štete ili može ubrzati eroziju ako su prisutne uvučene čvrste tvari.

U svakom slučaju, u slučaju da se primjenjuje metoda za utvrđivanje kavitacije, potrebno je uzeti u obzir specifična svojstva tekućine.

Zaključak

Kavitacijski oštećenje u stanicama za spuštavanje pod visokim tlakom je mehanički umor uzrokovan implodiranjem mjehurića pare, a ne korozijom ili erozijom. Standardni dupleksni nehrđajući čelik, unatoč svojoj čvrstoći, ima inherentna ograničenja zbog svoje dvostruke strukture i umjerene sposobnosti tvrđivanja.

U slučaju da se primjenjuje primjena ovog standarda, potrebno je utvrditi razina i razina otpada. Za teške usluge, razmislite o austenitnim legurama za tvrđenje (Nitronic serija), tvrdim legurama na bazi kobalta (Stellite) ili superlegurama na bazi nikla (Inconel). Često je najisplativije rješenje kombiniranje naprednog dizajna obloge i selektivne uporabe legura visokih performansi u zonama s najvećim rizikom.

Razumijevanjem prave prirode kavitacije i usklađivanjem materijala s mehanizmom, možete produžiti životni vijek opreme od mjeseci do desetljeća.