În industria modernă, performanța materialelor determină în mod direct siguranța și eficiența echipamentelor. În special în medii cu temperaturi ridicate, materialele metalice obișnuite nu pot îndeplini adesea rezistența și stabilitatea necesare. La temperaturi ridicate, materialele din oțel se vor înmuia, se vor dilata sau chiar se vor rupe, provocând defecțiuni ale echipamentelor, afectând astfel eficiența producției și chiar provocând accidente de siguranță. Prin urmare, apariția lui Teava de otel rezistenta la caldura a devenit cheia pentru rezolvarea acestei probleme. Poate menține proprietăți mecanice bune, capacitatea antioxidantă și stabilitatea pe termen lung în condiții de temperatură ridicată și este un material indispensabil și important în echipamentele industriale de înaltă temperatură.
Țeava din oțel rezistentă la căldură este utilizată pe scară largă într-o varietate de domenii cu temperaturi ridicate, cum ar fi generarea de energie termică, petrochimie, aerospațială, energia nucleară etc. Luând ca exemplu generarea de energie termică, cazanele și conductele de abur trebuie să reziste la temperaturi și presiuni extrem de ridicate. Țevile obișnuite de oțel sunt predispuse la oboseală, coroziune și fracturi în acest mediu, în timp ce țevile de oțel rezistente la căldură pot rezolva în mod eficient aceste probleme și pot asigura funcționarea în siguranță a echipamentului. În domeniul aerospațial, motoarele de avioane și motoarele de rachetă au cerințe mai stricte privind materialele. Țeava de oțel rezistentă la căldură oferă un suport de încredere în aceste medii cu temperaturi ridicate, asigurând stabilitatea și siguranța aeronavei. Aplicarea țevilor de oțel rezistente la căldură în echipamente cheie, cum ar fi conductele petrochimice și sistemele de răcire a centralelor nucleare, a îmbunătățit, de asemenea, mult eficiența producției și siguranța acestor industrii.
Dezvoltarea tehnologică a țevilor de oțel rezistente la căldură nu numai că a promovat progresul în aplicare a industriilor de înaltă temperatură, dar a promovat și modernizarea întregului lanț industrial aferent. De la inovarea materialelor aliaje, la optimizarea proceselor de tratament termic, la introducerea tehnologiei de testare nedistructivă, aceste progrese au făcut ca aplicarea țevilor de oțel rezistente la căldură în toate domeniile să fie mai extinsă și mai fiabilă. În special în contextul producției inteligente și al Industriei 4.0, producția și întreținerea țevilor de oțel rezistente la căldură au realizat treptat un management inteligent. Combinația dintre monitorizarea în timp real și tehnologia de analiză a datelor poate nu numai să detecteze în avans potențialele riscuri ale echipamentelor, ci și să prelungească semnificativ durata de viață a țevilor de oțel, să reducă costurile de operare și întreținere și să își consolideze în continuare poziția importantă în echipamentele industriale.
 |  |  |
Țeava din oțel rezistentă la căldură este o țeavă metalică special concepută și fabricată, care poate menține stabilitatea structurii și funcționarea acesteia într-un mediu cu temperatură ridicată. Este utilizat pe scară largă în diverse domenii industriale care trebuie să reziste la diferite condiții de lucru, cum ar fi temperaturi ridicate, medii corozive și presiune ridicată. Acest tip de țeavă de oțel nu numai că are rezistență și tenacitate puternice la temperaturi ridicate, dar poate rezista și la oxidare și coroziune. Prin urmare, ocupă o poziție vitală în industrii precum generarea de energie termică, industria chimică, aerospațială și energia nucleară.
Caracteristica de bază a țevii de oțel rezistente la căldură constă în rezistența la temperaturi ridicate. De obicei, este fabricat din oțel care conține o proporție mare de elemente de aliaj. Elementele obișnuite din aliaj includ crom, nichel, molibden, titan etc. Adăugarea acestor elemente poate îmbunătăți foarte mult stabilitatea și rezistența la oxidare a oțelului la temperaturi ridicate.
Rezistență la temperaturi ridicate: țeava de oțel rezistentă la căldură poate funcționa pentru o lungă perioadă de timp într-un mediu cu temperatură ridicată, fără modificări semnificative ale proprietăților fizice. Diferite tipuri de țevi de oțel rezistente la căldură au diferite game de rezistență la temperatură. De obicei, temperatura de lucru a țevii de oțel rezistente la căldură poate fi de la 550°C până la 1100°C sau chiar mai mare. În medii cu temperaturi ridicate, cum ar fi centralele termice, petrochimice și motoarele de avioane, țeava de oțel rezistentă la căldură poate menține proprietăți mecanice bune, cum ar fi rezistența la tracțiune și rezistența la oboseală, și nu se va înmuia sau deforma din cauza temperaturii excesive.
Antioxidare și rezistență la coroziune: În condiții de temperatură ridicată, țevile obișnuite de oțel sunt ușor corodate de substanțe precum oxigenul, clorul și sulful din aer, ducând la oxidarea sau coroziunea suprafeței țevii de oțel, reducând astfel durata de viață a acesteia. Atunci când proiectați țevi de oțel rezistente la căldură, sunt de obicei selectate componente din aliaj, cum ar fi cromul și nichelul. Aceste elemente pot reacționa cu oxigenul din aer la temperaturi ridicate pentru a forma o peliculă protectoare, rezistând astfel eficient la apariția reacțiilor de oxidare. Țeava de oțel rezistentă la căldură are, de asemenea, o rezistență bună la o varietate de medii corozive acide și alcaline, prelungindu-și durata de viață în medii dure de lucru.
În funcție de diferite componente din aliaj și medii de lucru, țeava de oțel rezistentă la căldură poate fi împărțită în mai multe categorii. Țevile obișnuite de oțel rezistent la căldură includ țevile de oțel austenitice rezistente la căldură, țevile de oțel feritic rezistente la căldură, țevile de oțel martensitic rezistente la căldură etc., fiecare dintre acestea având caracteristici și domenii aplicabile diferite.
Conductă de oțel austenitică rezistentă la căldură: Oțelul austenitic are o bună rezistență la temperatură ridicată, rezistență la oxidare și rezistență la coroziune și este adesea folosit în locuri care trebuie să reziste la temperaturi ridicate și medii corozive pentru o lungă perioadă de timp. Acest tip de țeavă de oțel rezistentă la căldură este utilizat de obicei pentru țevile de abur din centralele termice, țevile de temperatură înaltă din uzinele petrochimice etc.
Țeavă de oțel feritică rezistentă la căldură: Acest tip de țeavă de oțel se bazează în principal pe ferită, potrivită pentru medii cu temperatură medie și joasă, are o rezistență bună la coroziune și avantaje de cost și este adesea folosit în unele aplicații de temperatură medie și joasă, cum ar fi cazane industriale, schimbătoare de căldură etc.
Conductă de oțel martensitic rezistent la căldură: Oțelul martensitic se caracterizează prin rezistență și duritate ridicate și poate menține proprietăți mecanice bune în medii cu temperaturi ridicate. Prin urmare, este adesea folosit în diferite condiții de lucru, cum ar fi vasele sub presiune la temperatură ridicată și motoarele aerospațiale.
Țeava de oțel rezistentă la căldură poate fi, de asemenea, subdivizată în funcție de conținutul și compoziția elementelor sale de aliaj. Diferitele componente din aliaj fac ca fiecare țeavă de oțel rezistentă la căldură să aibă diferite game de rezistență la temperatură și caracteristici de performanță. În aplicațiile practice, este esențial să alegeți tipul potrivit de țeavă de oțel rezistentă la căldură.
Capacitatea țevii de oțel rezistente la căldură de a funcționa stabil pentru o lungă perioadă de timp în condiții de temperatură ridicată depinde de compoziția sa unică a materialului și de designul structural. În mediul cu temperaturi ridicate, țeava de oțel rezistentă la căldură își menține performanța stabilă prin următoarele principii:
Rezistență la temperatură ridicată: rezistența la temperatură ridicată a țevii de oțel este baza capacității sale de a lucra în mediu cu temperaturi ridicate. Țeava de oțel rezistentă la căldură asigură că țeava de oțel nu se înmoaie și nu se deformează semnificativ la temperatură ridicată prin raportul precis al elementelor din aliaj. Acest lucru îi permite să reziste la sarcini de temperatură ridicată pe termen lung și să asigure funcționarea în siguranță a echipamentului.
Expansiune termică și stabilitate termică: La temperaturi ridicate, materialele metalice vor suferi dilatare termică. Țeava de oțel rezistentă la căldură reduce impactul acestei expansiuni asupra structurii țevii de oțel prin design precis din aliaj. Țeava de oțel rezistentă la căldură poate menține, de asemenea, stabilitatea într-un mediu cu fluctuații mari de temperatură pentru a preveni ruperea sau deformarea cauzate de diferențele excesive de temperatură.
Performanță antioxidare: pe suprafața țevii de oțel rezistente la căldură se va forma o peliculă densă de oxid pentru a proteja țeava de eroziunea de oxigen și alte gaze nocive. Acest strat de film de oxid poate preveni eficient coroziunea țevii de oțel din cauza oxidării și poate asigura utilizarea pe termen lung a țevii într-un mediu cu temperatură ridicată.
Procesul de fabricație a țevilor de oțel rezistente la căldură este relativ complicat și necesită, de obicei, proceduri stricte de procesare și tratament termic. Materiile prime vor fi aliate conform cerințelor de proiectare și vor fi adăugate elemente specifice pentru a-și îmbunătăți rezistența la temperatură ridicată și la coroziune. Prin procesul de rulare a țevilor de oțel de precizie, țagla de oțel este prelucrată în țevi. Țeava din oțel rezistentă la căldură trebuie, de asemenea, să fie supusă unor procese de tratament termic, cum ar fi recoacerea la temperatură înaltă, pentru a-și asigura stabilitatea în medii cu temperaturi ridicate.
Pentru a îmbunătăți durata de viață și siguranța țevilor de oțel rezistente la căldură, producătorii vor efectua și teste nedistructive pe țevi de oțel, cum ar fi teste cu ultrasunete, teste cu raze X etc., pentru a se asigura că nu există defecte în interior, îmbunătățind astfel siguranța acesteia.
Aplicarea largă a țevii de oțel rezistente la căldură este o manifestare importantă a definiției sale. Datorită performanței sale, țeava de oțel rezistentă la căldură a devenit un material de bază indispensabil în multe domenii industriale. Sunt utilizate pe scară largă în:
Generare de energie termică: țeava de oțel rezistentă la căldură este utilizată în echipamente de înaltă temperatură, cum ar fi cazane, țevi de abur, schimbătoare de căldură etc., pentru a ajuta centralele să funcționeze eficient în condiții de temperatură ridicată și presiune înaltă.
Petrochimice: gazele și lichidele la temperatură ridicată sunt adesea implicate în reacțiile chimice și de rafinare a petrolului. Țevile din oțel rezistente la căldură pot fi folosite pentru a transporta fluide la temperatură înaltă, reactoare și dispozitive catalitice.
Aerospațial: Țevile din oțel rezistente la căldură joacă un rol important în motoarele aerospațiale, asigurând stabilitatea și siguranța motoarelor la diferite temperaturi.
Energie nucleară: Componentele cheie, cum ar fi sistemele de răcire și țevile reactoarelor din centralele nucleare, folosesc țevi de oțel rezistente la căldură pentru a asigura funcționarea lor stabilă pe termen lung în medii cu temperaturi ridicate și radiații.
Ca material industrial de înaltă performanță, procesul de producție a țevilor de oțel rezistente la căldură este foarte complicat, implicând mai multe legături, inclusiv raportul de aliaj, topirea, turnarea, tratamentul termic și controlul calității. Controlul precis al fiecărei legături determină performanța finală a țevii de oțel rezistente la căldură, cum ar fi rezistența la temperaturi ridicate, rezistența la oxidare și rezistența mecanică. Prin urmare, fabricarea țevilor de oțel rezistente la căldură nu necesită doar asistență tehnică de vârf, ci depinde și de controlul strict al fiecărei etape de producție.
Un pas în fabricarea țevilor de oțel rezistente la căldură este proiectarea și topirea raportului de aliaj. Raportul de aliaj al țevii de oțel rezistente la căldură afectează direct caracteristicile sale importante, cum ar fi performanța la temperaturi ridicate, rezistența la coroziune și rezistența mecanică. Elementele de aliaj obișnuite includ crom (Cr), nichel (Ni), molibden (Mo), titan (Ti), etc. Diferitele componente de aliaj vor da țevilor de oțel proprietăți diferite, iar producătorii trebuie să ajusteze proporția elementelor de aliaj în funcție de cerințele specifice de utilizare.
Raportul elementelor din aliaj trebuie de obicei controlat fin în funcție de diferitele medii de aplicare. Producătorii trebuie să utilizeze tehnologii moderne de topire, cum ar fi cuptoare cu arc electric, cuptoare cu inducție etc., pentru a asigura uniformitatea și stabilitatea compoziției aliajului.
După finalizarea raportului de aliaj și topire, țeava de oțel rezistentă la căldură va intra în etapa de formare. Scopul acestei etape este de a forma o țeavă de oțel de dimensiunea și forma necesară prin laminare, extrudare și alte procese. Procesul de formare a țevii de oțel rezistente la căldură este, în general, împărțit în următoarele etape:
Turnare: Turnați metalul topit în matriță și formați o țagla de oțel după răcire. Pentru a asigura calitatea țaglei de oțel, factori precum temperatura și viteza de răcire trebuie controlați în timpul procesului de turnare pentru a preveni defecte precum incluziunile și porii.
Laminare la cald: țagla de oțel este laminată la temperatură ridicată, astfel încât să devină treptat o țeavă sub controlul temperaturii. În timpul acestui proces, țagla de oțel va fi laminată în specificațiile necesare pentru țeavă. Temperatura și presiunea trebuie controlate strict în timpul procesului de laminare la cald pentru a se asigura că pereții interiori și exteriori ai țevii de oțel sunt uniformi și suprafața este netedă.
Răcire și îndreptare: După laminarea la cald, țeava de oțel trebuie să fie răcită la temperatura camerei și îndreptată pentru a asigura dreptateitatea și dimensiunea țevii.
Dimensionare: Pentru a asigura acuratețea diametrului exterior al țevii de oțel, este de obicei necesar să-l reglați printr-o mașină de dimensionare pentru a vă asigura că țeava de oțel atinge diametrul exterior și grosimea peretelui cerute de proiect.
Tratamentul termic este unul dintre pașii cheie în producția de țevi de oțel rezistente la căldură, care afectează direct performanța țevii de oțel, în special rezistența la temperaturi ridicate și rezistența mecanică. Procesul de tratare termică a țevii de oțel rezistente la căldură include de obicei recoacere, normalizare, călire și revenire.
Recoacerea: recoacerea este de a elimina stresul intern din țeava de oțel și de a îmbunătăți duritatea acesteia prin încălzirea țevii de oțel la o anumită temperatură și răcirea lent. Recoacerea ajută țeava de oțel să obțină o rezistență mai bună la oxidare și rezistență la coroziune.
Normalizare: Normalizarea este procesul de încălzire a țevii de oțel la o temperatură peste punctul critic și apoi de răcire în aer. Normalizarea poate uniformiza structura țevii de oțel și poate îmbunătăți performanța sa cuprinzătoare, în special rezistența și stabilitatea la temperaturi ridicate.
Călire și călire: pentru țevile de oțel rezistente la căldură care necesită rezistență ridicată, țevile de oțel sunt de obicei încălzite la temperaturi ridicate prin tratament de călire și apoi răcite rapid pentru a crește duritatea și rezistența țevilor de oțel. După călire, pentru a evita ca țevile de oțel să fie prea fragile, este de obicei necesar un tratament de revenire pentru a regla duritatea și duritatea țevilor de oțel prin încălzire la temperaturi medii și scăzute și răcire lent.
Metoda specifică de tratament termic trebuie determinată în funcție de compoziția aliajului și scopul țevii de oțel rezistente la căldură. Producătorii aleg de obicei procesele adecvate de tratament termic pe baza cerințelor produsului.
Controlul calității este o etapă crucială în procesul de fabricație a țevilor de oțel rezistente la căldură. Pentru a se asigura că fiecare țeavă de oțel rezistentă la căldură îndeplinește standardele și cerințele de utilizare, producătorii trebuie să efectueze inspecții stricte de calitate. Metodele comune de control al calității includ:
Detectarea compoziției chimice: Compoziția chimică a țevii de oțel este detectată de instrumente de analiză chimică (cum ar fi spectrometrele) pentru a se asigura că raportul de aliaj îndeplinește cerințele de proiectare. Orice abatere a elementelor din aliaj poate afecta performanța la temperaturi ridicate și rezistența la coroziune a țevii de oțel.
Testarea proprietăților mecanice: Prin teste mecanice, cum ar fi tensiunea, compresia și impactul, rezistența, duritatea și ductilitatea țevii de oțel sunt evaluate pentru a asigura stabilitatea acesteia în medii de lucru cu temperaturi ridicate.
Testare nedistructivă: Detectarea defectelor cu ultrasunete, detectarea defectelor cu raze X și alte tehnologii de testare nedistructivă sunt utilizate pentru a verifica dacă există defecte în interiorul țevii de oțel, cum ar fi pori, fisuri, incluziuni etc. Prin testarea nedistructivă, pot fi găsite probleme potențiale fără distrugerea țevii de oțel, asigurând fiabilitatea fiecărei țevi de oțel.
Detectarea dimensiunii: diametrul exterior, grosimea peretelui, lungimea etc. ale țevii de oțel sunt testate cu instrumente de măsurare precise pentru a se asigura că respectă specificațiile de proiectare.
Inspecția calității suprafeței: dacă suprafața țevii de oțel este netedă, fără zgârieturi, fără strat de oxid sau urme de coroziune este, de asemenea, o parte importantă a controlului calității. Calitatea suprafeței afectează direct durata de viață și siguranța țevii de oțel rezistente la căldură.
După toate legăturile de producție, țevile de oțel rezistente la căldură calificate vor fi în cele din urmă ambalate și transportate. În timpul procesului de ambalare, suprafața țevii de oțel va fi tratată cu tratament anti-rugină, iar împachetarea, armarea și alte operațiuni vor fi efectuate conform cerințelor de transport pentru a se asigura că țeava de oțel nu este deteriorată în timpul transportului.
Datorită proprietăților sale fizice și chimice, țeava de oțel rezistentă la căldură este utilizată pe scară largă în multe medii cu temperatură ridicată, presiune înaltă și foarte corozive. Proprietățile sale de bază includ în principal rezistența la temperaturi ridicate, rezistența la oxidare, rezistența la coroziune, stabilitatea termică și rezistența mecanică bună. Aceste proprietăți determină împreună fiabilitatea și durata de viață a țevilor de oțel rezistente la căldură în condiții dure de lucru, ceea ce este cheia diferenței sale față de țevile obișnuite de oțel.
Cea mai proeminentă caracteristică a țevii de oțel rezistente la căldură este capacitatea sa de a menține structura stabilă și performanța în medii cu temperaturi ridicate. În funcție de tipul de material, țeava de oțel rezistentă la căldură poate funcționa de obicei mult timp la temperaturi de 550°C până la 1100°C sau chiar mai mari, fără a se înmuia sau deforma.
În echipamente precum cazanele cu abur din centralele electrice, conductele de reacție la temperatură înaltă din industria petrochimică și camerele de ardere ale motoarelor de aeronave, această rezistență la temperatură ridicată este indispensabilă și poate preveni eficient defecțiunile echipamentelor din cauza deformării materialului.
Metalele reacționează ușor cu oxigenul la temperaturi ridicate pentru a produce un strat de oxid, provocând îmbătrânirea suprafeței, dezlipirea sau chiar deteriorarea structurală. Cromul, siliciul, aluminiul și alte elemente conținute în țeava de oțel rezistentă la căldură pot forma o peliculă densă și stabilă de oxid la temperaturi ridicate pentru a juca un rol protector. Acest film de oxid are următoarele caracteristici:
Densitate ridicată: poate împiedica în mod eficient oxigenul să pătrundă în continuare în conducta de oțel;
Aderență fermă: nu este ușor de desprins din cauza schimbărilor de temperatură sau a impactului fluxului de aer;
Capacitate puternică de auto-vindecare: Chiar dacă pelicula de oxid este parțial deteriorată, se poate repara singură într-un mediu cu temperatură ridicată.
Luând ca exemplu oțelul inoxidabil austenitic, conținutul său de crom este în general peste 18% și poate continua să mențină o rezistență bună la oxidare într-un mediu peste 600°C. Din acest motiv, țeava de oțel rezistentă la căldură este adesea folosită în medii cu concentrație ridicată de oxigen și temperaturi ridicate, cum ar fi dispozitivele de ardere și echipamentele de tratament termic.
Pe lângă temperaturi ridicate și oxigen, multe aplicații industriale se confruntă și cu medii corozive, cum ar fi acizi, alcalii și săruri. Țeava de oțel rezistentă la căldură ia în considerare acest lucru pe deplin la proiectarea compoziției sale chimice, adăugând elemente precum molibdenul, titanul și niobiul, ceea ce îi îmbunătățește considerabil capacitatea de a rezista la coroziunea chimică.
În turnurile de reacție chimică, schimbătoarele de căldură de înaltă temperatură, cuptoarele de cracare a petrolului și în alte locuri, temperaturile ridicate sunt adesea însoțite de fluxul de gaze sau lichide corozive. Țevile obișnuite de oțel sunt dificil de manevrat, în timp ce țevile de oțel rezistente la căldură pot menține o durată de viață mai lungă și siguranță.
Coeficientul de dilatare termică este un parametru fizic care măsoară gradul de modificare dimensională a materialelor metalice la schimbările de temperatură. Pentru echipamentele de înaltă temperatură, stabilitatea termică a țevilor de oțel este deosebit de critică. Țeava din oțel rezistentă la căldură este proiectată pentru a combina rezistența ridicată cu performanța adecvată de dilatare termică:
Poate menține stabilitatea dimensională în timpul încălzirii și răcirii repetate;
Evitați fisurile de oboseală termică și deformarea prin fluaj;
Asigurați-vă că piesele de conectare structurală nu sunt ușor de slăbit sau rupe în timpul fluctuațiilor de temperatură.
De exemplu, într-un sistem de cazan, dacă dilatarea termică este neuniformă, va cauza probleme precum dislocarea conductei și defectarea etanșării flanșei. Țeava de oțel rezistentă la căldură controlează cu precizie raportul elementelor din aliaj, astfel încât coeficientul său de dilatare termică să fie în concordanță cu alte părți ale echipamentului, îmbunătățind astfel stabilitatea de funcționare a întregului sistem.
Fluaj se referă la deformarea plastică lentă a materialelor la temperaturi ridicate și stres constant în timp. Țeava din oțel rezistentă la căldură trebuie să aibă proprietăți anti-fluaj pentru a rezista la temperaturi înalte și sarcini de presiune ridicată pentru o perioadă lungă de timp. De exemplu:
Într-un mediu de peste 600°C, unele echipamente, cum ar fi reîncălzitoarele și conductele de supraîncălzire, trebuie să funcționeze continuu timp de zeci de mii de ore. Dacă fluajul materialului eșuează, întregul sistem va fi paralizat;
Elementele din aliaj precum molibdenul și vanadiul pot îmbunătăți semnificativ rezistența la rupere la fluaj a țevilor de oțel și pot prelungi durata de viață a acestora.
Limita de curgere la temperaturi ridicate și rezistența la tracțiune a țevii de oțel rezistente la căldură sunt cu mult superioare oțelului carbon obișnuit sau oțelului inoxidabil. Chiar și la temperaturi ridicate, are încă o capacitate portantă bună, ceea ce reprezintă o bază importantă pentru adoptarea sa pe scară largă.
Rezistență la uzură: Unele țevi de oțel rezistente la căldură au, de asemenea, o rezistență bună la uzură și sunt potrivite pentru ocazii în care curge medii de particule solide la temperatură înaltă;
Performanță bună de sudare: oțelurile moderne rezistente la căldură sunt proiectate în cea mai mare parte cu componente bune de sudare, ceea ce este convenabil pentru prelucrare și instalare pe locul proiectului;
Stabilitate structurală puternică: nu este ușor să îngroșați boabele în medii cu temperaturi ridicate și poate menține uniformitatea și stabilitatea microstructurii.
Datorită rezistenței la temperaturi ridicate, rezistenței la coroziune, rezistenței ridicate și structurii stabile, țevile de oțel rezistente la căldură sunt utilizate pe scară largă în multe domenii industriale și sunt materiale cheie de neînlocuit în medii cu temperaturi ridicate. În special în industriile de înaltă tehnologie și cu sarcină ridicată, cum ar fi industria aerospațială, petrochimică, nucleară, producția de automobile și echipamentele electrice, țevile de oțel rezistente la căldură joacă adesea un rol esențial în asigurarea funcționării în siguranță a echipamentelor.
Aerospațial este una dintre industriile cu cele mai stricte cerințe privind performanța materialelor. În echipamentele de înaltă temperatură și de înaltă presiune, cum ar fi motoarele de avioane, duzele de rachetă și turbinele cu gaz, țevile de oțel rezistente la căldură sunt utilizate pe scară largă în sistemele de schimb de căldură, sistemele de livrare a combustibilului și componentele structurale.
Motoare cu reacție și turbine cu gaz: temperatura de funcționare a motorului poate fi de până la 1000°C sau mai mult. Materialele obișnuite se vor înmuia sau chiar se vor topi rapid la această temperatură, în timp ce țevile de oțel rezistente la căldură pot menține o structură și o rezistență stabilă pentru a asigura o eliberare eficientă a gazelor de ardere.
Sistem de transfer de căldură și sistem de propulsie: navele spațiale au cerințe ridicate pentru eficiența schimbului de căldură al sistemului de răcire. Schimbătoarele de căldură realizate din țevi de oțel rezistente la căldură nu numai că au o capacitate puternică de susținere a presiunii, dar pot rezista și la diferite schimbări de temperatură în spațiul cosmic.
Deoarece aeronavele tind să fie ușoare și de înaltă performanță, tendința de utilizare a materialelor compozite și a compozitelor din oțel rezistent la căldură este în creștere, extinzându-și în continuare limitele de aplicare în industria aerospațială.
Industria petrochimică este unul dintre cele mai utilizate domenii pentru țevile din oțel rezistente la căldură. Procesul său de producție implică de obicei temperaturi ridicate, presiune ridicată și medii corozive. În special în dispozitivele cheie, cum ar fi cracarea, distilarea, hidrogenarea și desulfurarea, țevile de oțel rezistente la căldură joacă un rol vital.
Tubul cuptorului de cracare a petrolului: temperatura procesului de cracare a petrolului poate atinge peste 800°C, iar atmosfera conține o cantitate mare de gaze corozive, cum ar fi hidrogenul sulfurat și clorura. În timp ce mențin rezistența structurală, țevile de oțel rezistente la căldură au proprietăți anti-oxidare și anticoroziune și pot funcționa stabil pentru o lungă perioadă de timp.
Schimbător de căldură la temperatură înaltă și conducte pentru reactoare: sistemele de conducte utilizate pentru transferul de căldură și transportul fluidelor necesită ca materialele să aibă o eficiență ridicată a transferului de căldură și trebuie să aibă rezistență la coroziune pe termen lung și rezistență la oboseală termică. Oțelul rezistent la căldură îndeplinește doar această cerință.
Transportul substanțelor chimice foarte corozive: pentru transportul la temperatură înaltă a amoniacului, acidului sulfuric etc., sunt necesare, de asemenea, țevi de oțel rezistente la căldură cu componente din aliaj proiectate corespunzător, pentru a se asigura că conducta nu se corodează și nu se perforează.
Țevile din oțel rezistente la căldură nu numai că îmbunătățesc eficiența și siguranța sistemelor de producție petrochimică, dar extind și semnificativ ciclul de întreținere al echipamentelor și reduc costurile de operare.
Industria energiei nucleare are cerințe mai stricte privind materialele: temperatură ridicată, presiune ridicată, radiații și coroziune coexistă, ceea ce reprezintă o provocare complexă pentru performanța țevilor de oțel rezistente la căldură. În sistemele de bucle primare și secundare ale centralelor nucleare, țevile de oțel rezistente la căldură sunt utilizate în principal în:
Schimbătoare de căldură pentru reactoare nucleare: lichidul de răcire și căldura de reacție sunt transmise la temperaturi ridicate și presiune înaltă, necesitând țevile de oțel să aibă o rezistență puternică la fluaj și rezistență la deteriorarea radiațiilor;
Generatoare de abur și conducte de circulație principală: țevile din oțel rezistente la căldură trebuie să reziste decenii de funcționare în medii cu temperatură ridicată peste 700°C și orice fisuri minuscule sau oboseală pot provoca consecințe catastrofale;
Dispozitive de procesare a combustibilului uzat: care implică medii radioactive foarte corozive, cerințe ridicate pentru rezistența la coroziune și densitatea materialelor și designul compoziției aliajului de oțel rezistent la căldură poate rezista eficient la o varietate de coroziuni induse de radiații.
Ca răspuns la nevoile tehnice din ce în ce mai mari ale industriei energiei nucleare, sunt dezvoltate și aplicate din ce în ce mai multe țevi speciale din oțel aliat rezistent la căldură de calitate nucleară, cum ar fi Incoloy 800H, Alloy 625 și alte tipuri de oțel rezistent la căldură de performanță ultra-înaltă.
Pe măsură ce industria auto se transformă către conservarea energiei și reducerea emisiilor, temperatura de funcționare a motorului continuă să crească pentru a îmbunătăți eficiența termică, ceea ce impune și cerințe mai mari asupra rezistenței la căldură a materialului. Aplicațiile tipice ale țevilor de oțel rezistente la căldură în producția de automobile includ:
Sistem de evacuare: Temperatura galeriilor de evacuare, carcaselor turbocompresorului și a altor piese poate ajunge la peste 800°C. Utilizarea țevilor din oțel inoxidabil rezistent la căldură (cum ar fi SUS310S, 1Cr18Ni9Ti) poate preveni fisurile cauzate de oboseala termică;
Răcitor EGR (recircularea gazelor de eșapament): Componentele utilizate pentru controlul emisiilor de eșapament sunt expuse la temperaturi ridicate și gaze foarte corozive pentru o lungă perioadă de timp. Utilizarea țevilor de oțel rezistente la căldură poate îmbunătăți semnificativ durabilitatea și siguranța;
Tuburi de schimb de căldură pentru sistemul de răcire intern al motorului și sistemul de lubrifiere: materialul trebuie să aibă o bună conductivitate termică și rezistență mecanică la temperaturi ridicate.
În plus, greutatea ușoară și stabilitatea termică a materialelor din oțel rezistente la căldură sunt, de asemenea, din ce în ce mai utilizate în dispozitivele de răcire ale sistemelor electronice de control al vehiculelor cu energie nouă.
Țevile din oțel rezistente la căldură joacă, de asemenea, un rol important în sistemele de generare a energiei tradiționale și regenerabile, în special în centralele pe cărbune și centralele cu ciclu combinat pe gaz natural, unde mediul de utilizare este adesea într-o stare de temperatură ridicată și presiune înaltă.
Conducte de supraîncălzire și reîncălzire la temperatură înaltă: temperatura acestor piese poate ajunge la peste 650°C și presiunea poate ajunge la peste 20MPa, deci sunt necesare materiale pentru țevi din oțel de înaltă rezistență, cu viteză scăzută de fluaj;
Sistemul de conducte și colectoare de perete răcit cu apă al cazanului: Expunerea pe termen lung la mediul de eroziune a flăcării la temperatură ridicată și a cenușii din interiorul cuptorului, oțelul rezistent la căldură poate preveni eficient defectarea peretelui conductei din cauza oxidării și coroziunii;
Rețeaua de transmisie a aburului: Transmisia eficientă a aburului de înaltă presiune în centrala electrică necesită ca materialul să nu se deformeze sau să se rupă la temperaturi ridicate pentru a asigura funcționarea continuă a centralei și siguranța personalului.
Fiind o componentă de bază indispensabilă a echipamentelor industriale de înaltă temperatură, țeava de oțel rezistentă la căldură este utilizată pe scară largă în cazane, schimbătoare de căldură, turbine cu gaz, unități de reacție petrochimică și alte echipamente și este supusă provocărilor multiple de diferite temperaturi ridicate, presiuni ridicate și medii corozive. În aceste condiții complexe de lucru, țeava de oțel rezistentă la căldură nu numai că joacă un rol de sprijin structural, ci îndeplinește și funcțiile cheie de conducere a energiei termice, transport mediu și pierderi de rezistență la temperaturi ridicate. Stabilitatea și fiabilitatea sa afectează direct eficiența de funcționare și performanța de siguranță a echipamentului.
Cazanele sunt echipamente tipice de înaltă temperatură și de înaltă presiune, în special în centralele electrice, uzinele metalurgice și sistemele termice. Temperatura de funcționare a cazanelor poate ajunge la 600°C sau chiar mai mare. Într-un astfel de mediu, țeava de oțel rezistentă la căldură este o componentă de bază a structurii cazanului și este utilizată în principal în următoarele aspecte:
Tuburi de perete răcite cu apă și tuburi de supraîncălzire: Tuburile de perete răcite cu apă sunt amplasate în jurul cuptorului cazanului, asumând funcții de răcire și suport, prevenind în același timp supraîncălzirea cuptorului. Tuburile de supraîncălzire sunt folosite pentru a crește temperatura aburului pentru a depăși temperatura de saturație și pentru a îmbunătăți eficiența termică a aburului. Ambele trebuie să reziste mult timp la impactul flăcărilor directe și al aburului de înaltă presiune. Rezistența la temperatură ridicată și rezistența la oxidare a țevii de oțel rezistente la căldură o fac materialul preferat.
Conducta de reîncălzire: utilizată pentru a crește temperatura aburului expandat, îmbunătățind astfel și mai mult eficiența termică. Condițiile de lucru ale reîncălzitorului sunt mai stricte, necesitând țevii de oțel să aibă o rezistență bună la fluaj și dilatare termică scăzută la temperaturi ridicate pentru a menține o funcționare stabilă pe termen lung.
Conducta de recuperare a căldurii reziduale în sistem de economisire a energiei: Unele sisteme de cazane sunt echipate cu cazane de căldură reziduală sau echipamente de economisire pentru a recupera energia termică evacuată și a reduce consumul de energie. Aceste conducte sunt, de asemenea, amplasate în medii cu temperaturi ridicate și au aceleași cerințe stricte privind rezistența la căldură.
Odată ce cazanul prezintă fisurare, deformare sau coroziune a țevii de oțel rezistente la căldură, eficiența termică va fi redusă cel puțin, iar scurgerile de abur de înaltă presiune sau chiar accidente de explozie vor fi cauzate în cel mai rău caz. Prin urmare, selectarea țevilor de oțel rezistente la căldură cu conținut ridicat de aliaj și performanță stabilă este cheia pentru a asigura funcționarea în siguranță a cazanului.
Ca echipament cheie pentru conversia energiei în producția industrială, schimbătoarele de căldură sunt utilizate pe scară largă în sistemele chimice, metalurgice, centrale și aerospațiale. Funcția sa principală este de a transfera căldura de la fluidul de temperatură înaltă la fluidul de temperatură joasă prin țevi de oțel, obținând astfel încălzirea sau răcirea. În schimbătoarele de căldură de înaltă temperatură, rolul țevii de oțel rezistente la căldură este deosebit de critic:
Miezul de conducție a căldurii: tubul de schimb de căldură este un canal direct pentru transferul de căldură, iar conductivitatea termică și stabilitatea termică determină eficiența generală a echipamentului. Țeava de oțel rezistentă la căldură are o conductivitate termică bună și poate menține stabilitatea formei la temperaturi ridicate pentru a asigura o eficiență stabilă a schimbului de căldură.
Rezistă la ciclurile de stres termic: Schimbătoarele de căldură sunt adesea pornite și oprite în mod repetat în operațiuni alternante la cald și la rece, iar țevile de oțel trebuie să reziste la tensiuni termice și concentrații de tensiuni în continuă schimbare. Ductilitatea la temperaturi înalte și rezistența la oboseală termică a oțelului rezistent la căldură poate preveni eficient fisurile.
Capacități puternice de coroziune și anti-calcare: Fluidele în condiții de temperatură ridicată conțin adesea substanțe chimice corozive și impurități sub formă de particule. Designul din aliaj al țevilor de oțel rezistente la căldură (cum ar fi crom, nichel și molibden) poate îmbunătăți considerabil rezistența la coroziune și poate prelungi durata de viață a acesteia, reducând în același timp frecvența de detartrare și întreținere.
Oțelurile rezistente la căldură utilizate în mod obișnuit, cum ar fi TP347H și Incoloy 800H, sunt utilizate în mod special în sistemele de schimb de căldură la temperatură înaltă, în special în cuptoarele de cracare petrochimice, regeneratoarele de gaze arse și dispozitivele de schimb de căldură din reactorul nuclear.
Turbinele cu gaz și turbinele cu abur sunt principalele unități de putere în sistemele energetice moderne, iar temperaturile lor interne de funcționare sunt de obicei peste 900°C. Țeava de oțel rezistentă la căldură nu este doar „scheletul” canalului de gaz într-un astfel de echipament, ci și o parte importantă a sistemului de susținere și răcire.
Camera de ardere și conducta duzei: Camera de ardere este zona cu cea mai ridicată temperatură. Țeava de oțel trebuie să fie rezistentă la eroziunea gazelor la temperaturi înalte și să mențină precizia geometrică pentru a asigura un flux stabil de gaz. Oțelul aliat la temperatură înaltă (cum ar fi seria Hastelloy și Inconel) poate avea în continuare proprietăți mecanice bune și rezistență la oxidare la diferite temperaturi ridicate.
Conducta sistemului de răcire: Turbina cu gaz este echipată cu un sistem intern complex de răcire, care reglează căldura prin curgerea aerului rece prin conducta de oțel. Țeava de oțel rezistentă la căldură nu numai că trebuie să transfere rapid căldura, dar trebuie să reziste și la oboseala termică cauzată de alternarea caldă și rece.
Sistemul de recuperare a căldurii cu abur în ax: Sistemul de turbină cu abur dintr-o centrală mare cu ciclu combinat trebuie să reîncălzească și să recicleze aburul condensat la temperatură înaltă și la presiune înaltă. Țeava de oțel rezistentă la căldură acționează ca un canal pentru aburul la temperatură înaltă și este deosebit de important să reziste la fluaj și coroziune prin oxidare.
Datorită condițiilor dure de funcționare ale echipamentului, chiar și un mic defect de performanță a materialului poate provoca un accident grav. Prin urmare, turbinele cu gaz au cerințe precise pentru rezistența, tenacitatea, coeficientul de dilatare termică etc. al țevilor de oțel rezistente la căldură și adesea trebuie să treacă prin procese de control al calității la standarde înalte, cum ar fi detectarea defectelor cu raze X și testarea cu ultrasunete.
Rolul conductei de oțel rezistente la căldură în echipamentele de înaltă temperatură poate fi rezumat după cum urmează:
Transportarea mediilor de înaltă temperatură și presiune înaltă pentru a asigura circulația sigură și stabilă a fluidelor;
Rezistența la oboseală termică și daune prin fluaj pentru a asigura funcționarea stabilă pe termen lung a echipamentului;
Anti-coroziune și anti-oxidare pentru a prelungi durata de viață a echipamentului;
Optimizarea eficienței conducerii energiei termice și îmbunătățirea raportului general de eficiență energetică a sistemului;
Reducerea greutății structurale pentru a se adapta la tendința de echipamente moderne ușoare.
Odată cu căutarea continuă a industriei energetice de înaltă eficiență, siguranță și protecție a mediului, noile sisteme de temperatură înaltă, cum ar fi unitățile ultra-supercritice, echipamentele de energie cu hidrogen și reactoarele de fuziune nucleară au propus cerințe mai ridicate privind performanța materialului. În viitor, țevile de oțel rezistente la căldură de vârf vor continua să se dezvolte în direcția superalierii, materialelor compozite și monitorizării inteligente, devenind o parte importantă a competitivității de bază a echipamentelor industriale.
Ca material de înaltă performanță, țeava de oțel rezistentă la căldură a înlocuit țevile obișnuite de oțel în multe aplicații industriale, în special în medii cu temperaturi ridicate, presiune ridicată și corozive. În comparație cu țevile obișnuite de oțel, țeava de oțel rezistentă la căldură nu numai că arată diferențe semnificative de rezistență, viață și siguranță, dar arată și valoarea sa unică în beneficiile economice și protecția mediului în timpul utilizării pe termen lung.
Țevile obișnuite de oțel sunt utilizate în general în medii cu temperatură normală sau cu temperatură scăzută, iar rezistența lor scade brusc în condiții de temperatură ridicată. Țeava din oțel rezistentă la căldură este proiectată cu elemente speciale din aliaj pentru a se asigura că poate menține în continuare proprietăți mecanice bune la temperaturi ridicate.
Țevi de oțel obișnuite: Țevile obișnuite de oțel, cum ar fi oțelul carbon sau oțelul slab aliat, vor prezenta o înmuiere evidentă în medii cu temperatură înaltă care depășește 300 ° C, iar rezistența la tracțiune, limita de curgere și ductilitatea la rupere vor scădea rapid. Expunerea pe termen lung la temperaturi ridicate poate provoca cu ușurință dilatarea termică, deformarea sau fisurarea țevilor de oțel.
țeavă de oțel rezistentă la căldură: țeava de oțel rezistentă la căldură este proiectată cu o rezistență mai mare la temperaturi ridicate. De exemplu, materialele din oțel rezistente la căldură care conțin elemente precum crom, molibden, vanadiu și nichel își pot menține stabilitatea structurală la 600°C sau chiar mai mult. Limita de curgere la temperaturi ridicate și rezistența la fluaj a țevii de oțel rezistente la căldură îi permit să reziste la o presiune de lucru mai mare și o utilizare mai lungă la temperaturi înalte, prelungindu-și durata de viață.
Durata de viață a țevilor obișnuite de oțel este adesea limitată de performanța la oboseală și rezistența la coroziune a materialului. Sub acțiunea combinată a temperaturii ridicate, a presiunii ridicate și a mediilor corozive, țevile obișnuite de oțel sunt predispuse la îmbătrânire, fragilizare sau oxidare, provocând defecțiuni ale echipamentului.
Țeavă de oțel obișnuită: rezistența la oboseală a oțelului carbon obișnuit sau a oțelului slab aliat este relativ scăzută și este ușor afectată de ciclurile termice în condiții de lucru pe termen lung la temperaturi înalte, ducând la fluaj, fisurare prin oboseală și alte probleme. Ele sunt deosebit de predispuse la coroziune prin oxidare în medii cu gaze acide sau care conțin sulf, scurtându-le durata de viață.
Țeava de oțel rezistentă la căldură: țeava de oțel rezistentă la căldură și-a îmbunătățit mult rezistența la oboseală și rezistența la oxidare prin tratamentul de aliere, în special în medii cu temperatură ridicată, acide, alcaline și corozive, rezistența la oxidare este mult mai bună decât țevile obișnuite de oțel. Țeava de oțel rezistentă la căldură poate rezista eficient la coroziunea intergranulară, fluajul și îmbătrânirea oxidativă în cicluri termice continue, expunerea la temperaturi ridicate și coroziunea chimică, prelungindu-și în mod semnificativ durata de viață. Țeava de oțel rezistentă la căldură de înaltă performanță poate menține funcționarea stabilă timp de zeci de ani în unele dispozitive cu temperatură ridicată, reducând foarte mult frecvența întreținerii și înlocuirii.
Siguranța țevilor de oțel rezistente la căldură este deosebit de importantă, în special în mediile de lucru care implică temperaturi ridicate și medii de înaltă presiune. Datorită rezistenței sale scăzute, țevile obișnuite de oțel pot suferi o degradare a performanței în timpul utilizării pe termen lung, sau chiar să spargă sau să se scurgă, provocând deteriorarea echipamentului, întreruperea producției sau accidente de siguranță.
Țevi de oțel obișnuite: Datorită rezistenței sale slabe la temperaturi ridicate, țevile obișnuite de oțel sunt predispuse la deformare, fisurare sau spargere în medii cu temperaturi ridicate și presiune înaltă. Siguranța sa în mediile corozive, cum ar fi acizii puternici și alcaline, este relativ slabă. Dacă nu este întreținut corespunzător, este foarte probabil să provoace accidente majore, cum ar fi scurgeri de substanțe chimice sau incendii.
Țeavă de oțel rezistentă la căldură: designul elementului de aliaj al țevii de oțel rezistente la căldură nu numai că îi îmbunătățește rezistența la temperatură înaltă, dar îi oferă și o rezistență mai mare la oxidare și rezistență la coroziune, astfel încât să poată continua să mențină o performanță bună în medii cu temperatură înaltă. În special în conductele de abur la temperatură înaltă, unitățile de cracare a petrolului și turbinele cu gaz, stabilitatea la temperatură ridicată a țevilor de oțel rezistente la căldură este direct legată de siguranța întregului sistem. Avantajele țevii de oțel rezistente la căldură, cum ar fi rezistența la temperaturi ridicate, rezistența la fluaj și rezistența la coroziune reduc foarte mult riscurile de siguranță cauzate de ruperea și scurgerea conductei.
Deși investiția inițială a țevii de oțel rezistente la căldură este mai mare decât cea a țevii de oțel obișnuite, pe termen lung, durabilitatea și durata de viață lungă a acesteia pot aduce beneficii economice mai mari, în special în medii industriale cu temperatură ridicată și presiune înaltă.
Țevi de oțel obișnuite: Deoarece țevile de oțel obișnuite sunt predispuse la defecțiuni din cauza temperaturii ridicate, coroziunii sau daunelor cauzate de oboseală, necesită întreținere, reparare sau înlocuire frecventă. Acest lucru nu numai că crește timpul de oprire a producției din fabrică, dar crește și consumul de forță de muncă și resurse materiale, rezultând costuri de operare mai mari pe termen lung.
Țeavă de oțel rezistentă la căldură: stabilitatea și durabilitatea pe termen lung a țevilor de oțel rezistente la căldură înseamnă că acestea sunt mai puțin predispuse la defecțiuni sau deteriorări. Prin urmare, ciclul de întreținere al țevii de oțel rezistente la căldură este mult mai lung decât cel al țevii de oțel obișnuite, ceea ce reduce frecvența întreținerii timpului de nefuncționare și înlocuirea echipamentului și reduce costul total de operare. În unele echipamente cheie, utilizarea țevilor de oțel rezistente la căldură poate prelungi durata de viață generală a echipamentului și poate îmbunătăți eficiența de funcționare a întregii linii de producție.
Odată cu îmbunătățirea cerințelor de protecție a mediului, protecția mediului a țevilor de oțel rezistente la căldură a devenit, de asemenea, un avantaj major. În medii cu temperatură ridicată și presiune înaltă, dacă țevile obișnuite de oțel sunt fisurate sau corodate și curg, poate provoca scurgeri de gaze și lichide nocive, poate polua mediul și poate reprezenta o amenințare pentru siguranța personalului.
Țeavă de oțel obișnuită: Odată ce au loc scurgeri sau coroziune, aceasta poate provoca scurgerea de substanțe toxice, care nu numai că poluează mediul înconjurător, dar poate provoca și dezastre ecologice sau probleme de sănătate publică.
Țeavă de oțel rezistentă la căldură: Datorită rezistenței sale la coroziune și rezistență la oxidare, țeava de oțel rezistentă la căldură poate reduce eficient riscul de scurgere a substanțelor nocive. În special în industriile cu grad ridicat de poluare, cum ar fi petrochimicul, energia nucleară și incinerarea deșeurilor, țevile din oțel rezistente la căldură pot controla mai bine emisiile de poluanți și pot respecta reglementările de mediu din ce în ce mai stricte.
TELEFON: +86-13382893387
TEL: +86-510-85308522
FAX: +86-510-85308166
WHATSAPP: +86-15161506024
EMAIL: [email protected]
ADDRESS: Nr. 8, Jingfa 6th Road, Shuofang Industrial Concentration Zone, New District, Wuxi City
MOBIL
Drepturi de autor © Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd. Toate drepturile rezervate.
