Продукция
Новости
20.05.2015
С сегодняшнего для на производстве поставлен новый токарно-карусельный обрабатывающий центр КТМ-16/20
09.10.2014
Значительно расширен ассортимент по производству запорной арматуры из сталей и чугуна...
Фланцы жаропрочные. Фланцы в условиях повышенных рабочих температур
Повышенные температуры рабочих сред трубопроводов вынуждают использовать подготовленные элементы, дабы не снижались механические качества изделий. В противном случае может нарушиться функционирование всего участка системы. Это приведет к существенным затратам на ремонт и восстановление работы трубопровода.
К примеру, для производства фланцев используются жаропрочные стали, которые отлично противодействуют высокотемпературным влияниям. Из этого же металла изготавливаются крепежные составляющие. Благодаря такому подходу они отлично переносят влияние высоких температур, проявляют стойкость к разрушению, а также ползучести.
Особенности жаропрочной стали
Материал характеризуется важными качествами:
- продолжительная ползучесть;
- износо- и термостойкость.
Этих свойств, наряду с прочностью и прочими, достаточно, чтобы использовать жаропрочную сталь для создания фланцев, подтвержденных напряжениям и высокотемпературным воздействиям.
Металл создается по технологии, подразумевающей:
- начальную температурную обработку;
- легирование хромом с внедрением, к примеру, никеля для улучшения прочностных характеристик.
Также в материал может добавляться молибден, кобальт, медь, алюминий, титан и другие компоненты, способствующие стойкости к различным внешним воздействиям.
Что касается производства фланцев, к этим деталям предъявляются особые требования по:
- качеству проработки структуры;
- точности изготовления;
- надежности;
- жаропрочности.
Для этого могут применяться деформируемые, порошковые и литейные сплавы. Последние являются самыми распространенными. Линейные сложнолегированные сплавы с добавлением никеля способны работать при температуре до 1100 градусов. Подобная сталь часто применяется для производства составных частей систем в нефтехимических производственных условиях:
- фланцев;
- крепежей;
- частей трубопровода.
Во время проведения обработки высокими температурами достигаются необходимые жаропрочные качества. Закалка на твердый раствор и старение осуществляются с таким расчетом, чтобы получить нужную жаропрочность и размер зерна. Обработка высокими температурами наделяет высоколегированные сплавы пластическими и прочностными характеристиками.
Структура таких материалов определяется содержанием:
- никеля;
- хрома;
- аустенитизаторов (V, W, Nb, Al и прочих);
- ферритизаторов (N, В, Мп, Си и других).
Для повышения жаропрочности готовой продукции могут применяться дополнительные методы воздействия. К примеру, возможна обработка поверхности с помощью электронной пушки и лазера. Также могут применяться меры влияния:
- напыление оксидов с тугоплавкими свойствами;
- эмалирование;
- диффузионная химическая обработка поверхности изделия при высоких температурах;
- продуктами, выделяемыми при сгорании газа и топлива.
Этапы ползучести
Продолжительная деформация изделия, созданного из металла, называется ползучестью. Если рассматривать в этом отношении фланцы, то изменение состояния материала происходит под высокотемпературным воздействием и влиянием напряжений. Поэтому специалисты определяют стадии ползучести:
- Этап I. Неустойчивость. Происходит планомерное снижение скорости деформации до перманентного показателя.
- Этап II. Постоянное состояние. Скорость остается неизменной.
- Этап III. Разрушение. Рост скорости структурных изменений приводит к логическому итогу – разрушению.
Если для изготовления крепежей и фланцев выбрать не тот металл, термообработка может спровоцировать появление ползучести. Результат ее развития - разрушение изделий, а значит, целого участка трубопровода, на котором использовались некорректно подобранные элементы.
Металл, подготовленный к влиянию высоких температур
Жаропрочная сталь выгодно отличается от аналогов важными качествами: продолжительная ползучесть и износостойкость. Как отмечалось, для производства такого материала применяется особая технология, включающая в себя обработку повышенными температурами и легирование хромом с включением добавок. Благодаря этому увеличивается не только стойкость к термовоздействию, но и прочность.
Условно все жаропрочные стали, которые используются для создания фланцев, можно разделить на три группы:
- Релаксационная сталь. Если температура не превышает 500 градусов, из такого материала могут производиться болты, пружины и прочие элементы. Релаксационная сталь отличается повышенным содержанием углерода. Изделия имеют упругость, низкую ползучесть.
- Низколегированная сталь. Благодаря повышенному содержанию молибдена и хрома улучшается стойкость к износу. Из такой стали производятся изделия, функционирующие при температуре, не превышающей 450 градусов.
- Высоколегированная сталь. Изделия, произведенные из такого материала, способны функционировать при рабочих температурах до 600 градусов. Такая продукция применяется в энергетическом, нефтяном и химическом машиностроении. Изделия характеризуются высокой прочностью при длительной эксплуатации. Для этого в составе содержится повышенное содержание молибдена, никеля и хрома. Остальные примеси составляют незначительный объем. Поскольку высоколегированная сталь сохраняет свои механические качества при любых температурах (высоких и низких), из нее могут производиться хладостойкие фланцы и крепежи.
Создание деталей, например фланцев и крепежей из стали с жаропрочными характеристиками, львиная часть мирового проката. Поэтому эта группа материалов играет важную роль в промышленности.
Изготовление фланцев, стойких к повышенным температурам
Изделия производятся из сталей разных марок: 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М2Т, 15Х5М и прочих. Такие элементы могут применяться при изготовлении каучука, синтетической уксусной кислоты и прочих материалов. Рассмотрим несколько характерных примеров металлов, их свойства.
15Х5М
Указанная марка является низколегированной мартенситного класса. Ее аналог на американском рынке - A 182 Grade F5 (B5). Материал может использоваться для создания:
- фланцев;
- крепежей;
- задвижек.
Эти изделия могут использоваться на участках перемещения продуктов нефтехимической промышленности, на перерабатывающих заводах, при рабочей температуре до 600 градусов. Также из стали 15Х5М может производиться арматура и трубопроводы, температура которых не превышает 400 градусов.
Химический состав стали 15Х5М указан в таблице.
Cu |
V |
Mo |
P |
Ni |
Si |
Ti |
W |
Cr |
S |
Mn |
C |
до 0.2 |
до 0.05 |
0.45-0.6 |
до 0.03 |
до 0.6 |
до 0.5 |
до 0.03 |
до 0.3 |
4.5-6 |
до 0.025 |
до 0.5 |
до 0.15 |
10Х11Н23Т3МР
Материал представляет собой высоколегированную сталь. Ее механические характеристики (при комнатной температуре) указаны в таблице. Химсостав соответствует ГОСТу 5632-72.
σв(МПа) |
sT (МПа) |
δ5 (%) |
ψ % |
KCU (кДж / м2) |
900 |
600 |
8 |
10 |
300 |
13ХФА
Изделия используются в:
- промышленных трубопроводах, перемещающих нефтепродукты и саму нефть;
- системах нефтегазопроводов.
Возможно изготовление изделий с учетом индивидуальных требований. Для этого могут подбираться особые жаропрочные стали и параметры.
Необходима консультация? Мы поможем Вам!
Оставьте заявку, и мы обязательно свяжемся с Вами