Miks on erosioonikindlus kõrgsurve{0}}klappide puhul oluline?
Maakera klapid on ehitatud gaasipedaaliks. Drossel tähendab suurt vedeliku kiirust üle pesa ja ketta ning kui lisate segule rõhulangust, vilgutamist, kavitatsiooni või kaasahaaratud liiva, kuluvad tihenduspinnad kiiresti. Klapp, mis hakkab pärast mõnekuulist hooldust pesast mööda lekkima, on harva konstruktsiooniviga - see on peaaegu alati materjali-valiku probleem.
Kolm asja mõjutavad enamikke olulisi otsuseid:
Kõvadus on vastupidav hõõrdumisele, kuid mitte korrosioonile.Kõvakattega iste, mis ei vasta meediumikeemiale, puruneb tavaliselt - tavaliselt aukude või galvaanilise rünnaku tõttu.
Erosioon koondub sinna, kus vool töötab kõige rohkem- istmerõngas, ketta esikülg ja vars, kus see läbib tihendi.
Temperatuur muudab kõike.Karbiidid ja nitriidid kaotavad kasutustemperatuuri tõustes oma eelised ning mõnel sulamil, nagu roostevaba dupleksteras, on tahtlikult kitsas ohutu temperatuuriaken.
Kui hankite projekti jaoks ventiile, on andmelehel olev materjali spetsifikatsioon olulisem kui kerel olev kaubamärgi nimi. Tehke trimmi metallurgia õigesti ja ventiil kestab projekti kauem. Kui teete vea, vahetate istmed välja järgmisel pöördel.
Sobitage materjal osaga
Kõrgrõhu{0}}klapp ei ole üks komponent, - see on kolm erinevat tehnilist probleemi ühes korpuses. Iga osa kulub erinevalt, seega võib iga osa vajada erinevat materjali.
Iste ja istmerõngas
Iste võtab drosselvoolust halvima osa. Auruteeninduses tekkis nähtus nntraadi tõmbamine- peened lineaarsed erosioonisooned, mis on tihenduspinna sisse lõigatud suure-kiirusega auruga -, õõnestab istet. Läga töötlemisel teevad tahked osakesed sama asja mehaaniliselt. Standardne vastus on kõvakattega istmerõngas: Stellite auru ja mõõduka suspensiooni jaoks, niklisulam äärmusliku rõhulanguse või temperatuuri jaoks ning aeg-ajalt keraamiline või karbiidkate, kui tahkeid aineid on palju.
Plaat
Ketas teeb sama tihendustööd ka teiselt poolt ja see mõjutab ka otsevoolu, kui klapp on osaliselt avatud. Enamik ostjaid määrab ketta esiküljele sama kõvakatte kui istmele, nii et need kaks külge kuluvad sarnase kiirusega. Väga kõrge diferentsiaalrõhu korral on tahke nikli -sulamist ketas (Inconel 625) töökindlam kui kõvakattega roostevaba ketas, kuna see välistab kattekihi lõhenemise tsüklilise löögi korral.
Vars
Vars on libisev osa. See kulub tihendus- ja juhtpukside vastu, seega on pinna kõvadus olulisem kui puiste kõvadus. Nitreerimine on ökonoomne vaikeseade. Kuuma või söövitava töö korral on vars töödeldud Inconel 625-st või hoopis titaanist.
Istme ja ketta materjalid üksikasjalikult
Koobalt{0}}põhine kõvakate: satelliit
Stellite on koobalt{0}}kroom-volframisulamite koondnimetus. Kõige tavalisem hinne,Stellite 6(UNS R30006) on keraklappide tihenduspindade tööstusstandard. Tüüpilised kõvadusega jooksudHRC 36-45valatud materjalile, kõvakattega ladestused ulatuvad kuni umbes HRC 48-ni. Sulam säilitab kõrgel temperatuuril hästi oma kõvaduse - pikaajaline-kasutamine ületab umbes800 kraadi (1470 kraadi F), mistõttu ilmub see kõikjal aurusüsteemides ja tahkeid osakesi kandvates lägatorudes.
Stelliit on vastupidav osakeste erosioonile, lõhestumisele ja kõrgel temperatuuril{0}}pehmenemisele. Aurutehastes ja läga kaevandamisel on see vaikimisi kõvakate mingil põhjusel: see töötab ja tarneahel on küps.
Kuhu see sobib:Kõrgsurve keraventiilide istmed ja plaadid{0}}auruteenistuses; klapi trimm tahkete ainete{1}}koormatud keskkonnas.
Nikli{0}}põhised sulamid: Inconel 625 ja Hastelloy C-276
Inconel 625(UNS N06625) sisaldab molübdeeni ja nioobiumi, mis annavad sellele vastupidavuse kavitatsioonile ja kõrgel temperatuuril{1}}oksüdatsioonile. Koormust-kandvate konstruktsioonirakenduste puhul piirab ASME kood selle 650 kraadini. Mitte-kandva-oksüdatsioonikindluse korral peab see vastu umbes980 kraadi (1796 kraadi F). See on levinud valik kõrge -rõhulanguse-kõrge-temperatuuri jaoks maakera ventiilide vahemikus - nii tahke viimistluse kui ka varre materjalina.
Hastelloy C-276(UNS N10276) on see, mille määrate, kui kloriidi rünnak ja erosioon kuluvad kokku -, tavaliselt agressiivset keskkonda käsitlevates keemilistes reaktorites. Selle molübdeeni- ja volframisisaldus annab sellele tugeva vastupidavuse kloriidi- ja pingekorrosioonipragunemisele (SCC) ning see talub erosioonikulumist kõrgsurvekemikaalide kontuurides. C-276 säilitab konstruktsioonitugevuse kuni umbes540 kraadi (1000 kraadi F)survet{0}}sisaldava teenuse jaoks, oksüdatsioonitakistus suureneb.
Kuhu need sobivad:Kõrge-rõhk, kõrge{1}temperatuuriline aur ja tööprotsess (625); kloriidi-rikas keemiateenus (C-276).
Roostevaba teras: 316L ja Duplex 2205
316L(UNS S31603) on üldotstarbeline-korpuse, kapoti ja kaunistuse materjal kõrgrõhu{2}}kereklappide jaoks. Selle molübdeenisisaldus parandab 304-klassi terase suhtes vastupidavust kloriidide tekitamise vastu, seega kasutatakse seda kõrge rõhu all merevees, happelises ja aluselises keskkonnas. Kuid see pole immuunne - 316L võib soojas, seisvas või tugevalt klooritud merevees süvendeid ja pragusid korrodeeruda. Kui kandja on agressiivne, liikuge üles dupleksrežiimile.
Valatud ventiilikorpuste puhul on samaväärne valuklassCF8M(ASTM A351), mis on 316 valatud versioon. Sepistatud komponentide puhul on klassF316L(ASTM A182).
Dupleks 2205(UNS S32205) ühendab austeniitse ja ferriitse struktuuri. Ferriidifaas annab suurema tugevuse ja parema SCC-kindluse kui austeniit 316L ning kahefaasiline struktuur peab hästi vastu vedeliku erosioonile. See on kõrgsurveõli- ja gaasitorustike ning klapikorpuste{5}}standard. Sepistatud hinne onF51(ASTM A182).
Üks asi, mida jälgida: dupleksklassid on tavaliselt piiratud umbes300 kraadi475 kraadise rabedusvahemiku tõttu. Dupleks ei ole kõrge-temperatuuri lahendus.
Kuhu need sobivad:Merevee, happe/leelise ning õli{0}}ja-gaasi ventiilikorpused, kapotid ja trimmid.
Varrematerjalid üksikasjalikult
Nitreeritud 38CrMoAlA
38CrMoAlA on Hiina nitridteras (GB/T 3077,Legeeritud konstruktsiooniterased) kasutatakse laialdaselt klapivarraste jaoks. Pärast nitridimist ulatub pindHV 900-1100, mis annab kõva, kulumiskindla-ümbrise tugevale südamikule. Nitriidikiht hakkab pehmenema üleval umbes540 kraadi (1004 kraadi F), nii et auru ja üldiste protsesside puhul kuni selle temperatuurini on see kulusäästlik{0}}standard.
Titaanklassid söövitamiseks
Titaan teenib oma koha merevee ja kloriidide teenustes tänu oma stabiilsele, -paranevale oksiidkile -, see puudutab korrosioonikindlust, mitte kõvadust. Klapitehnikas on olulised kaks klassi:
Titaan klass 2(UNS R50400): kaubanduslikult puhas titaan, mereveetorustiku, ventiili korpuse ja viimistluse tööhobune. See on pehme (ligikaudu HV 145-180), kuid äärmiselt korrosioonikindel, tüüpilise hoolduslagi umbes315 kraadi (600 kraadi F).
Titanium Grade 5 / Ti-6Al-4V(UNS R56400): standardne struktuurne titaanisulam, mis on ligikaudu kaks korda tugevam kui 2. klassi tugevus, kasuliku kõvadusega (umbes HV 320-360, samaväärne HRC 30-36-ga). Kasutatakse varte, ketaste ja kinnitusdetailide jaoks, kus on vaja nii tugevust kui ka korrosioonikindlust. Tüüpiline teeninduslagi ümberringi400 kraadi (750 kraadi F).
Mõlemad klassid on standarditud standardites ASTM B265 (plaat ja leht), ASTM B348 (baar) ja ASTM B381 (sepised). Kõrgsurve -merevee trimmimisel eelistatakse klassi 5 sageli 2. klassile selle tugevuse eelise tõttu.
Pinnatöötlused ja katted
Boroniseerimine (boreerimine)
Boroniseerimine hajutab boori terasdetailide pinnale, moodustades tavaliselt väga kõva boriidikihi -HV 1200-1800. Seda rakendatakse tihenduspindadele, mis näevad liiva{1}}koormatud keskkonda, kus lisakõvadus ületab nitriidi. Üks asi, mida plaanida: protsessi rakendatakse valmis detailile, seega ei ole pärast töötlemist uuesti-töötlemine võimalik. Käsitle boroonitud pindu valmismõõtmetena.
Ränikarbiidist (SiC) katted
SiC katted ulatuvad umbes2000 HV või rohkemja talub hästi{0}}kõrgsurvevedeliku erosiooni. Konks on rabedus: kattekiht tuleb sobitada metallsubstraadiga, mis kannab konstruktsioonikoormust, vastasel juhul puruneb see löögi või termilise tsükli mõjul. Keraamilised katted on pigem spetsialiseerunud, töö{3}}spetsiifiline lahendus kui kataloogi valik.
Materjalide võrdlustabel
| Materjal | UNS / standard | Tüüpiline kõvadus | Max pidev temp | Tüüpilised rakendused |
|---|---|---|---|---|
| Stellite 6 (koobaltipõhi) | UNS R30006 | HRC 36-45 (kõvakattega kuni ~48) | ~800 kraadi (1470 kraadi F) | Istme ja ketta kõvakate; aur, suspensioon, tahkete ainete{0}}laetud kandja |
| Inconel 625 | UNS N06625 | HRC ~22-30 (lõõmutatud latt); hoiused raskemad | ~980 kraadi (oksüdatsioon); ~650 kraadi (ASME struktuurne) | Suur rõhulangus, kavitatsioon, kõrgel temperatuuril{0}}oksüdatsioon; varred ja trimmi |
| Hastelloy C-276 | UNS N10276 | HRC ~24-30 (lõõmutatud) | ~540 kraadi (konstruktsiooniline); oksüdatsiooni jaoks kõrgem | Kloriidi{0}}rikas keemiateenus, erosioon kulumine |
| 316L / CF8M (valatud) | UNS S31603 / ASTM A276, A351 (CF8M), A182 (F316L) | HRC ~18-22 (HV ~150-220) | -196 kuni ~450 kraadi (rõhuteenus) | Kered, kapotid, sisustus; merevesi (piirangutega), happeline ja aluseline keskkond |
| Dupleks 2205 / F51 | UNS S32205 / ASTM A182 (F51), A276 | HRC ~25-31 (HV ~290-330) | -50 kuni ~300 kraadi (vältige 475 kraadi haprust) | SCC vastupidavus; kõrgsurve-õli- ja gaasitorud ning klapi korpused |
| Boroonitud pind (terasel) | Protsess töö spetsifikatsiooni järgi | HV 1200-1800 | Boriidikiht stabiilne kuni ~800 kraadini | Pindade tihendamine liiva{0}}koormatud kandjasse |
| Nitreeritud 38CrMoAlA | GB/T 3077 | HV 900-1100 (pind) | ~540 kraadi (1004 kraadi F) | Klapi varred |
| Titaan klass 2 | UNS R50400 / ASTM B265, B348, B381 | HV ~145-180 | ~315 kraadi (600 kraadi F) | Merevee ja kloriidi teenus; kehad, trimmid |
| Ti-6Al-4V (5. klass) | UNS R56400 / ASTM B265, B348, B381 | HV ~320-360 (HRC ~30-36) | ~400 kraadi (750 kraadi F) | Kõrge -tugevusega söövitav toime; varred, kettad, kinnitusvahendid |
| SiC keraamiline kate | Katmine töö spetsifikatsiooni järgi | ~2000 HV või rohkem | Kattest-sõltub | Raske vedeliku või tahkete ainete erosioon; tuleb siduda metallsubstraadiga |
Märkus. Kõik arvud on tüüpilised tööstusharu väärtused, mis on koostatud tootja andmelehtedelt ja standarditest. Enne spetsifikatsiooni kinnitamist kinnitage alati kehtivate standardite ja veski testimise sertifikaat.
Materjalikulu vs omamise kogukulu
Üks levinumaid küsimusi, mida hankemeeskondadelt saame, on: "Kas meil on tõesti Stellite'i vaja või 316L vajab?" Aus vastus on: see sõltub teenusest, kuid vale viis seda raamistada on ainult materjalikulude võrdlemine.
Mõelge pesarõngale auru drosselventiilis, mis töötab 150 psi ja 350 kraadi juures. Tavaline 316-liitrine iste võib vastu pidada 6-12 kuud, enne kui traadi{10}}erosioon põhjustab märgatava lekke. Samas teenuses olev Stellite 6 kõvakattega iste töötab tavaliselt 3-5 aastat, enne kui see vajab ümbertöötamist. Materjalikulude erinevus on märkimisväärne – Stellite-kõvakate võib maksta 5–10 korda rohkem kui tavaline 316-liitrine iste –, kuid töötava tehase klapivahetuse seisakukulud jäävad materjalikulude erinevusest väiksemaks.
Sama loogika kehtib 316L-lt dupleks-2205-le üleminekul kloriiditeenuses või nitreeritud terasvarredelt Inconel 625-le kuumteenistuses. Täiendus tasub ennast ära juba esimesel korral, kui väldid ootamatut seiskamist. VaataOmaniku kogukulu (TCO)- esialgne kulu pluss hoolduskulu pluss seisakukulu ventiili eeldatava kasutusea jooksul - mitte ainult pakkumise rea-artikli hind.
Klapitehas
Enne klapi valimist valige õige materjal
Saatke oma kandja tingimused, rõhuklass ja temperatuur aadressilesale@gneetube.comvõi WhatsApp+86 15824687445. GNEE klapi insenerimeeskond kinnitab, et pesa, ketta ja varre materjalid vastavad kehtivatele standarditele jasaata sulle hinnapakkuminekirjalikult märgitud hinnete ja standarditega.
KKK
Q1. Kas F321 on titaanisulam?
Nr F321 on ASTM A182 tähis sepistatud 321 roostevaba terase jaoks (UNS S32100). See on austeniitsest roostevaba teras, mis on stabiliseeritud väikeste koguste titaaniga, et takistada teradevahelise korrosiooni, kuid mitteväärismetalliks on teras, mitte titaan. Kui vajate titaani, määrake ASTM B265, B348 või B381 jaoks titaani klass 2 (UNS R50400) või klass 5 / Ti-6Al-4V (UNS R56400).
Q2. Mis on kõige levinum erosioonikindel-materjal kõrgsurveklapi{2}}pesade jaoks?
Koobalt{0}}põhine Stellite 6 kõvakate on kõige levinum auru- ja tahkete ainete{2}}kandja jaoks. Väga suure rõhulanguse või temperatuuri korral kasutage Inconel 625. Äärmusliku tahke aine erosiooni korral on keraamilised või karbiidkatted, nagu ränikarbiid (SiC), tööspetsiifiline valik.
Q3. Millal ei piisa merevee teenindamiseks 316L-st?
316L võib soojas, seisvas või tugevalt klooritud merevees-korrodeeruda. Kui ventiil näeb pikaajalist -kastmist, kitsaid pragusid või kõrgendatud temperatuuriga merevett, määrake selle asemel dupleks 2205 (PREN ~34-36) või titaani klass 2. Kõige agressiivsemate kloriidikeskkondade jaoks on Hastelloy C-276 uuendusteeks.
Q4. Miks ventiili varred tavaliselt kõvasulamist töötlemise asemel nitriditakse?
Vars kulub vastu tihendus- ja juhtpukse, seega on pinna kõvadus olulisem kui puiste kõvadus. Nitreerimine 38CrMoAlA annab madala hinnaga HV 900-1100 pinnakatte, säilitades samal ajal sitke, plastilise südamiku, mis talub pöördemomenti ilma klõpsamiseta. Kuuma hoolduse jaoks üle ~540 kraadi või söövitava kandja jaoks on selle asemel ette nähtud Inconel 625 või titaanvarred, kuna nitriidikiht kaotab kõrgel temperatuuril kõvaduse.
K5. Millised standardid reguleerivad klapimaterjale?
Peamised standardid on: ASTM A182 (sepistatud komponendid), ASTM A276 (roostevabast terasest vardad), ASTM A351 (austeniitterasest valandid survet sisaldavate osade jaoks), ASME B16.34 (rõhu{5}}temperatuuri nimiväärtused ja ventiili mõõtmed), pluss materjali-spetsiifilised BT/GBT standardid, nagu (nt ASTMtanium B3/GB81) 3077 (Hiina legeeritud konstruktsiooniterased, 38CrMoAlA nitridterase allikas).
K6. Kuidas kontrollida, kas klapipesa kõvakate vastab spetsifikatsioonidele?
Küsige tarnijalt kõvakatte protseduuri kvalifikatsiooni kirjet (PQR) ja sadestusaruannet, milles on kirjas keevitusprotsess (PTA, TIG või pihustus-ja-sulav), täitematerjali klass ja keevitusõmbluse kõvaduse järgse-uuringu tulemused. Veski katsesertifikaat või kõvakatte aruanne peaks sisaldama mõõdetud pinna kõvadust (tavaliselt HRC stellite, HV nitreeritud või boroonitud pindade puhul) ja jälgitavuse tagamiseks soojusarvu. Kui tarnija ei saa neid dokumente esitada, on kõvakatte spetsifikatsioon kontrollimata.
K7. Kas ma saan kasutada keraventiili kaasahaaratud tahkete ainetega läga töötlemiseks?
Jah, kuid viimistlusmaterjali valik on kriitiline. Mõõduka tahkete ainete laadimise korral on standardlahendus Stellite 6 nii istme kui ka ketta pinnale. Tugeva tahke aine erosiooni - suure liivasisalduse ja suure kiirusega - korral kaaluge ränikarbiidist (SiC) katteid või tahke volframkarbiidist viimistlust. Pidage meeles, et keraventiilid on drosselseadmed ja isegi kõvakattega vähendab abrasiivne puder istme eluiga võrreldes puhta hooldusega. Väga suure kuivainesisaldusega rakendustes võib parem valik olla pigistatud klapp või keraamilise{7}}voodriga kuulventiil.
Q8. Mis on dupleksi 2205 temperatuuripiirang ja miks?
Duplex 2205 on tavaliselt pideva teenindamise jaoks piiratud umbes 300 kraadiga. Põhjuseks on 475-kraadine rabestumine - nähtus, kus roostevaba dupleksterase ferriidifaas muutub rabedaks, kui see puutub pikema aja jooksul kokku temperatuurivahemikus 300{7}}500 kraadi. Pikaajaline{12}}kokkupuude selles vahemikus põhjustab löögitugevuse järsu languse. Kui teie töötemperatuur ületab 300 kraadi, valige mõni muu materjal: 316 liitrit mõõduka töö jaoks, Inconel 625 kõrgel temperatuuril või kõrgrõhul töötamiseks.
K9. Kui kaua Stellite'i kõvakate kestab võrreldes tavalise roostevaba terasega?
See sõltub suuresti teenindustingimustest, kuid üldine rusikareegel: auruga drosselteenuse puhul töötab Stellite 6 kõvakattega iste 3-5 korda kauem kui tavaline 316-liitrine iste, enne kui see vajab ümbertöötamist. Kaasavõetud tahke ainega läga töötlemisel võib suhe olla veelgi suurem. Stellite'i kõvakatte esialgne materjalikulu on märkimisväärselt kõrgem -, sageli 5-10 korda tavalise roostevabast terasest istme maksumusest, kuid vähenenud hooldussagedus ja välditud seisakud õigustavad peaaegu alati uuendamist pideva tööga rakenduste puhul.
K10. Kas ma vajan oma klapimaterjalide NACE MR0175 / ISO 15156 vastavust?
Kui teie teenus sisaldab märga H₂S (hapugaas), siis jah. NACE MR0175 / ISO 15156 määrab kõvaduspiirangud, kuumtöötlemise nõuded{3} ja materjalipiirangud hapuõli- ja gaasiteenuste ventiilidele. Enamikul standardsetel klapisulamitel - 316L, duplex 2205, Inconel 625, Hastelloy C-276 - on standardi järgi vastuvõetavad klassid, kuid peate oma ostutellimusel märkima "NACE MR0175 vastavus" ja kontrollima, et veski sertifikaat kinnitaks vastavust. Kõvakattega pinnad peavad vastama ka standardis sätestatud kõvaduse piiridele.
Viited
ASTM A182/A182M,Standardspetsifikatsioon sepistatud või valtsitud sulamist ja roostevabast terasest torude äärikute, sepistatud liitmike ning ventiilide ja osade jaoks kõrgel temperatuuril{0}}.
ASTM A276/A276M,Roostevabast terasest vardade ja kujundite standardspetsifikatsioon.
ASME B16.34,Klapid - Äärikuga, keermestatud ja keevitusotsaga.
ASTM B381,Titaani ja titaanisulamite sepistamise standardspetsifikatsioon.
ASTM A351/A351M,Standardsed spetsifikatsioonid austeniitvaludele, survet{0}}sisaldavatele osadele.
GB/T 3077,Legeeritud konstruktsiooniterased(Hiina riiklik standard; 38CrMoAlA nitridterase allikas). Ainult standardviide.
NACE MR0175 / ISO 15156,Materjalid kasutamiseks H2S{1}}nafta- ja gaasitootmises sisaldavates keskkondades.
AZoM, "Roostevaba teras - klass 321 (UNS S32100)."
Steco Metals, "Stellite 6 kasutamise eelised klapipesade ja tihendusrõngaste jaoks".
HTS Coatings, "Stellite Coatings plussid ja miinused".