ท่อเหล็กสำหรับปุ๋ยเคมี
การวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ของท่อเหล็กสำหรับการใช้ปุ๋ยเคมี
องค์ประกอบของวัสดุและกระบวนการผลิต
ท่อเหล็กไร้รอยต่อสำหรับการใช้ปุ๋ยเคมีส่วนใหญ่ทำจากเหล็กโครงสร้างคาร์บอนคุณภาพสูง (เช่น, เกรด 10, 20, 16มน) และเหล็กกล้า (เช่น, 12CrMo, 15CrMo, 12Cr2mo), ออกแบบมาเพื่อทนต่อแรงกดดันสูง (10-30 MPa) และสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนด้วยอุณหภูมิการทำงานตั้งแต่ -40 ° C ถึง 400 ° C, ต่อมาตรฐานเช่น GB/T 6479-2013, มาตรฐาน ASTM A335, และและ 10216-2. เกรดเหล็กคาร์บอน (C ≤0.20%, Mn ≤1.70%) ให้ความแข็งแรงที่คุ้มค่า (ความแข็งแรงของผลผลิต 235-355 MPa), ในขณะที่เหล็กกล้า, ด้วยโครเมียม (0.7-2.6%) และโมลิบดีนัม (0.25-1.0%), เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและความแข็งแรงของการคืบ. การผลิตเกี่ยวข้องกับบิลเล็ตแข็งที่ร้อนแรงหรือวาดด้วยความเย็น, สร้างความมั่นใจว่าท่อที่ไร้รอยต่อด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางด้านนอก (ของ) จาก 10 มม. ถึง 530 มม, ความหนาของผนัง (วท) จาก 1.5 มม. ถึง 50 มม, และความยาวถึง 12 ม. การหมุนร้อนที่ 900-1200 ° C เป็นโครงสร้างเฟอร์ไรต์เพิร์ลที่สม่ำเสมอ, ในขณะที่การปรับแต่งขนาดเกรน, การปรับปรุงพื้นผิวเสร็จสิ้นและความทนทานต่อมิติ (± 1% ของ, ± 12.5% wt). ท่อเหล่านี้ใช้ในการผลิตปุ๋ยเพื่อถ่ายทอดแอมโมเนีย, ยูเรีย, เมทานอล, และกรดเช่นซัลฟูริกและฟอสฟอริก, ต้องการความต้านทานที่เหนือกว่าต่อก๊าซและของเหลวที่กัดกร่อน.
ความต้านทานการกัดกร่อนและความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม
พืชปุ๋ยเคมีผลิตสารก้าวร้าว, เช่นกรดซัลฟิวริก (h₂so₄) ในระหว่างการผลิตแอมโมเนียมซัลเฟตและกรดฟอสฟอริก (h₃po₄) สำหรับแอมโมเนียมฟอสเฟต, นำไปสู่อัตราการกัดกร่อนของ 0.5-2 มม./ปีในท่อเหล็กคาร์บอนที่ไม่มีการป้องกัน. เหล็กอัลลอยด์, กับ CR และ MO, สร้างเลเยอร์cr₂o₃ป้องกัน, ลดการกัดกร่อน <0.1 mm/ปีในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด (พี. 2-4, 100 ppm cl⁻). เกรดสแตนเลสเช่น 316L (16-18% Cr, 10-14% ใน, 2-3% โม) หรือดูเพล็กซ์ S31803 (22% Cr, 5-6% ใน) ใช้มากขึ้นเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อคลอไรด์และกรดไฮโดรคลอริก, บรรลุอัตราการกัดกร่อน <0.05 มม./ปี, ASTM A312 และ A789. การเคลือบภายใน, เช่นอีพ็อกซี่ฟิวชั่นที่ยึดติด (เอฟบีอี, 200-400 ไมโครเมตร, awwa c213), และการเคลือบภายนอก (เช่น, polyolefin สามชั้น) ลดการกัดกร่อนเพิ่มเติม, ยืดอายุการใช้งานไปสู่ 30-40 ปี. การป้องกันแบบแคโทด (-850 MV vs. ด้วย/cus₄) และสารยับยั้งการกัดกร่อน (เช่น, ฟอสเฟต) มีความสำคัญในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูงหรือมีความอุดมสมบูรณ์. ระบบเครื่องปฏิกรณ์ท่อ, โดยใช้ 316 สแตนเลส (เช่น, 6” ของ, สช 80), จัดการอุณหภูมิสูง (600-650องศาเซลเซียส) ปฏิกิริยากับกรด superphosphoric และแอมโมเนีย, การสร้าง polyphosphates ที่มีการปรับขนาดน้อยที่สุด.
ประสิทธิภาพเชิงกลและความเหมาะสมของการใช้งาน
ท่อเหล็กไร้รอยต่อสำหรับการใช้ปุ๋ยจะต้องทนความกดดันสูง (10-30 MPa) และการปั่นจักรยานความร้อน (-40° C ถึง 400 ° C). เกรดเหล็กคาร์บอนเช่น 20 (แรงดึง 410 MPa, ผลผลิต 235 MPa) เหมาะกับต้นทุนต่ำ, ระบบแรงดันต่ำ, ในขณะที่เกรดอัลลอยด์เช่น 15crmo (แรงดึง 440 MPa, ผลผลิต 295 MPa) จัดการกับแรงกดดันและอุณหภูมิที่สูงขึ้น, สำหรับ gb/t 6479. ข้อเสนอท่อไร้รอยต่อ 20% ความจุความดันสูงกว่ารอยเนื่องจากโครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอ, สำคัญสำหรับเครื่องปฏิกรณ์, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, และท่อส่งแอมโมเนียหรือเมทานอล. เงื่อนไขการจัดส่ง, เช่นการทำให้เป็นมาตรฐาน (900-930องศาเซลเซียส) สำหรับ 20# หรือการทำให้เป็นปกติบวกกับการแบ่งเบed (670-720องศาเซลเซียส) สำหรับ 12crmo, เพิ่มความต้านทานและความทนทาน (ผลกระทบ charpy ≥27 J ที่ 20 ° C). สแตนเลสเพล็กซ์ (เช่น, S31803, ความแข็งแรงของผลผลิต 450 MPa) ให้ความแข็งแกร่งเป็นสองเท่าของออสเทนนิติก 304, เหมาะสำหรับการถ่ายโอนของเหลวที่มีความเครียดสูงในพืชปุ๋ย, ด้วยการบริโภคประจำปีของ 8,000-10,000 ตันในประเทศจีน. จบการแข่งขัน (ธรรมดา, เอียง, เกลียว) และบรรจุภัณฑ์ Seaworthy ให้แน่ใจว่ามีการติดตั้งที่หลากหลาย, ด้วยการจัดส่งภายใน 15-30 วัน. การใช้งานรวมถึงเครื่องปฏิกรณ์เคมี, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, และท่อสำหรับสื่อกัดกร่อน.
ช่วงมิติและมาตรฐาน
| แอปพลิเคชัน | จากช่วง | ช่วง WT | ช่วงความยาว | มาตรฐาน |
|---|---|---|---|---|
| เครื่องปฏิกรณ์เคมี | 10-530 มม | 1.5-50 มม | 5-12 ม | กิกะไบต์/ที 6479, มาตรฐาน ASTM A335, EN 10216-2 |
| เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน | 1/2” – 12” | สช 40, 80, 160 | ขึ้นไป 12 ม | มาตรฐาน ASTM A213, A312, จาก 17456 |
| ท่อของเหลว | 1/8” – 24” | สช 40, 80, XXS | ขึ้นไป 12 ม | มาตรฐาน ASTM A789, กิกะไบต์/ที 14976, GOST 9941 |
| อุปกรณ์ปุ๋ย | 10-426 มม | 1.5-26 มม | 5-12 ม | กิกะไบต์/ที 6479, มาตรฐาน ASTM A106, EN 10216-2 |
องค์ประกอบทางเคมีและสมบัติทางกล
| มาตรฐาน | ระดับ | ค (%) | และ (%) | มน (%) | ป (%) | ส (%) | Cr (%) | โม (%) | ความต้านแรงดึง (MPa ขั้นต่ำ) | ความแข็งแรงของผลผลิต (MPa ขั้นต่ำ) | การยืดตัว (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| กิกะไบต์/ที 6479 | 20 | 0.17-0.23 | 0.17-0.37 | 0.35-0.65 | ≤0.035 | ≤0.035 | – | – | 410 | 235 | ≥25 |
| กิกะไบต์/ที 6479 | 16มน | 0.12-0.20 | 0.20-0.60 | 1.20-1.60 | ≤0.030 | ≤0.030 | – | – | 490 | 325 | ≥21 |
| กิกะไบต์/ที 6479 | 12CrMo | 0.08-0.15 | 0.17-0.37 | 0.40-0.70 | ≤0.035 | ≤0.035 | 0.40-0.70 | 0.40-0.55 | 410 | 205 | ≥22 |
| มาตรฐาน ASTM A335 | หน้า 11 | 0.05-0.15 | 0.50-1.00 | 0.30-0.60 | ≤0.025 | ≤0.025 | 1.00-1.50 | 0.44-0.65 | 415 | 205 | ≥30 |
| มาตรฐาน ASTM A312 | TP316L | ≤0.035 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.03 | 16.0-18.0 | 2.0-3.0 | 485 | 170 | ≥35 |
| มาตรฐาน ASTM A789 | S31803 | ≤0.03 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.03 | ≤0.02 | 21.0-23.0 | 2.5-3.5 | 620 | 450 | ≥25 |
การวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์เพิ่มเติมของท่อเหล็กสำหรับการใช้ปุ๋ยเคมี
การออกแบบโครงสร้างจุลภาคและประสิทธิภาพของโลหะผสม
ท่อเหล็กไร้รอยต่อสำหรับการใช้ปุ๋ยเคมีได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมด้วยการควบคุมโครงสร้างจุลภาคที่แม่นยำเพื่อให้ทนต่อสภาวะการกัดกร่อนและแรงดันสูง. เกรดเหล็กโครงสร้างคาร์บอนเช่น 20 (ค 0.17-0.23%, มน 0.35-0.65%) และ 16mn (ค 0.12-0.20%, มน 1.20-1.60%) สร้างเมทริกซ์เฟอร์ไรต์เพิร์ลไลท์, เสนอจุดแข็งแรงดึงของ 410-490 MPA และความแข็งแรงของผลผลิต 235-325 MPa, สำหรับ gb/t 6479-2013. เหล็กอัลลอยด์เช่น 12crmo (0.40-0.70% Cr, 0.40-0.55% โม) และ 15crmo (0.80-1.10% Cr, 0.40-0.55% โม) รวมโครเมียมและโมลิบดีนัมเพื่อสร้างคาร์ไบด์ (cr₇c₃, Mouitc), เพิ่มความต้านทานการคืบที่ 400-550 ° C และความต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด (พี. 2-4). การผลิตที่ไร้รอยต่อผ่านการโรลร้อน (900-1200องศาเซลเซียส) หรือปรับขนาดเกรนของเม็ด 10-20 ไมโครเมตร, เพิ่มความทนทาน (ผลกระทบ charpy ≥27 J ที่ 20 ° C). การวาดความเย็นเพิ่มความหนาแน่นของความคลาดเคลื่อน, ปรับปรุงความแข็ง, ในขณะที่ทำให้เป็นมาตรฐาน (900-930องศาเซลเซียส) หรืออารมณ์ (670-720องศาเซลเซียส) ลดความเครียดที่เหลือ, ASTM A335 และ EN 10216-2. สแตนเลสเพล็กซ์เช่น UNS S31803 (21-23% Cr, 2.5-3.5% โม) เสนอโครงสร้าง Austenite-Ferrite คู่, ความแข็งแรงของผลผลิตเป็นสองเท่า (450 MPa) สำหรับแอมโมเนียแรงดันสูงหรือท่อยูเรีย. ท่อเหล่านี้, ด้วย ODS จาก 10-530 MM และ WTS จาก 1.5-50 มม, เป็นสิ่งสำคัญสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ปุ๋ยและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน.
กลไกการกัดกร่อนและกลยุทธ์การป้องกัน
การผลิตปุ๋ยเคมีทำให้ท่อเป็นสื่อก้าวร้าว, รวมถึงกรดซัลฟิวริก (h₂so₄), กรดฟอสฟอริก (h₃po₄), และแอมโมเนีย (NH₃), ด้วยอัตราการกัดกร่อนในการเข้าถึงเหล็กกล้าคาร์บอน 1-3 มม./ปีใน 10% H₂SO₄ที่ 50 ° C. เหล็กอัลลอยด์เช่น 12crmo ลดลงไป <0.15 mm/ปีเนื่องจากcr₂o₃ passivation, ในขณะที่เหล็กกล้าไร้สนิมชอบ TP316L (2-3% โม) บรรลุ <0.05 MM/ปีในสภาพแวดล้อมที่อุดมไปด้วยคลอไรด์ (500 ppm cl⁻), ต่อ ASTM G48. การกัดกร่อนที่เกิดจากจุลินทรีย์ (ไมโครโฟน) จากแบคทีเรียลดซัลเฟต (SRB) ในการประมวลผลฟอสเฟตผลิตH₂s, เร่งความเร็ว. วัสดุบุผิวภายใน, เช่นอีพ็อกซี่ฟิวชั่นที่ยึดติด (เอฟบีอี, 200-400 ไมโครเมตร, awwa c213), หรือโพลีเอทิลีนสามชั้น (3แอลพีอี) การเคลือบช่วยลดอัตราการกัดกร่อนให้เป็น <0.03 มม./ปี. การป้องกันแบบแคโทด (-850 MV vs. ด้วย/cus₄) และสารยับยั้ง (เช่น, โซเดียมโพลีฟอสเฟต) ทำให้สภาพกรดเป็นกรด, ยืดอายุการใช้งานไปสู่ 40+ ปี. รอยเชื่อม, มีแนวโน้มที่จะแพ้ในเกรดสแตนเลส, ต้องการการหลอมหลังการเชื่อมต่อเพื่อฟื้นฟูความต้านทานการกัดกร่อน. กลยุทธ์ในอนาคต ได้แก่ การเคลือบกราฟีนและการตรวจสอบการกัดกร่อนที่ขับเคลื่อนด้วย AI เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบำรุงรักษาในพืชปุ๋ยที่จัดการเมทานอล, ยูเรีย, หรือกรด.
ความสมบูรณ์ทางกลและการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ
ท่อเหล็กที่ไร้รอยต่อสำหรับการใช้ปุ๋ยจะต้องทนความดันสูง (10-30 MPa) และการปั่นจักรยานความร้อน (-40° C ถึง 400 ° C) ในเครื่องปฏิกรณ์, ท่อส่งน้ำ, และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน. เกรดอัลลอยด์เช่น ASTM A335 P11 (แรงดึง 415 MPa) เหมาะกับระบบแรงดันปานกลาง, ในขณะที่ดูเพล็กซ์ S31803 (620 MPa) จัดการการสังเคราะห์แอมโมเนียแรงดันสูง, ต่อ ASTM A789. ข้อเสนอท่อไร้รอยต่อ 20-25% ความแข็งแรงของการระเบิดสูงกว่าการเชื่อมเนื่องจากโครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอ, สำคัญสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ท่อประมวลผลกรดซูเปอร์ฟอสฟอริก (80-85% p₂o₅) ที่ 600-650 ° C. เงื่อนไขการจัดส่ง, เช่นการทำให้เป็นมาตรฐานและการแบ่งเบาอารมณ์, เพิ่มชีวิตคืบคลาน (เช่น, 100,000 ชั่วโมงที่ 550 ° C สำหรับ 15crmo). จบการแข่งขัน (ธรรมดา, เอียง, เกลียว) และบรรจุภัณฑ์ Seaworthy (รวมหรือเป็นกลุ่ม) สร้างความมั่นใจในความยืดหยุ่นในการติดตั้ง, ด้วยการจัดส่งภายใน 15-30 วัน. ความท้าทายรวมถึงความเหนื่อยล้าจากความร้อนในการดำเนินงานแบบวงกลม, บรรเทาโดยผนังหนา (SCH 80-XXS) และกำมะถันต่ำ (≤0.035%) เพื่อป้องกันการแตกร้าว. ความก้าวหน้าในอนาคตเกี่ยวข้องกับการเชื่อมอัตโนมัติเพื่อความสมบูรณ์ร่วมกัน, เซ็นเซอร์ความดันแบบเรียลไทม์, และโลหะผสมที่มีน้ำหนักเบาเพื่อลดต้นทุนในขณะที่ยังคงความแข็งแรงสำหรับระบบการผลิตปุ๋ย.
Abterssteel เป็นผู้ผลิตท่อและซัพพลายเออร์ของจีน. ผลิตภัณฑ์หลักของเราได้แก่ ท่อเหล็กบอยเลอร์, ท่อเหล็กป้องกันการกัดกร่อน, ท่อหุ้มฉนวน, เพื่อชื่อไม่กี่. ผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงทั้งหมดของเรานำเสนอในราคาที่แข่งขันได้. ห่วงโซ่เต็มรูปแบบของการผลิตท่อเหล็กทนต่อการขัดถู, ท่อเหล็กสซอว์, ฯลฯ. สามารถทำได้ที่จีน, แม้แต่ในเมืองเดียว. ต้นทุนการผลิตที่ลดลงช่วยประหยัดต้นทุนการจัดซื้อของคุณ. ข้อมูลรายละเอียดของแต่ละผลิตภัณฑ์จะแสดงอยู่ในหน้าผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง.
ASTM A333 กรัม 10 ท่อเหล็กโลหะผสมสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมทั้งแบบไม่มีรอยต่อและแบบเชื่อมลักษณะขนาดภายนอก: 19.05มม. – ความหนาของผนัง 114.3 มม: 2.0มม. – 14 มม. การรักษาพื้นผิว: จุ่มน้ำมัน, วานิช, ทู่, ฟอสเฟต, การยิงระเบิด. แอปพลิเคชัน: ท่อเหล็กไร้ตะเข็บและเชื่อมสำหรับบริการที่อุณหภูมิต่ำ.
ท่อเหล็กโลหะผสม ASTM A335 มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงและแรงดันสูงในอุตสาหกรรมต่างๆ. คุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่า, ผสมผสานกับกระบวนการผลิตและการทดสอบที่เข้มงวด, ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตรงตามข้อกำหนดที่ต้องการของแอปพลิเคชันเหล่านี้. ทำความเข้าใจกับข้อกำหนด, เกรด, และการใช้งานท่อ ASTM A335 ช่วยให้วิศวกรและนักออกแบบเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับโครงการของตน, รับประกันความปลอดภัยและประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย.
ข้อกำหนด ASTM A519 ครอบคลุมท่อเครื่องจักรกลเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมหลายเกรด, มีให้เลือกทั้งแบบร้อนเสร็จหรือเย็น. เหล็กที่ใช้ในท่อนี้สามารถหล่อเป็นแท่งหรือแบบหล่อเกลียวก็ได้. เมื่อเหล็กเกรดต่างกันมาหล่อเกลียวตามลำดับ, ต้องระบุวัสดุการเปลี่ยนผ่าน.
ท่อ ASTM A213 T11 (ท่อ ASME SA213 T11) ประกอบด้วยวัสดุ Chrome Moly Alloy และใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานที่อุณหภูมิสูง, โดยเฉพาะในหม้อไอน้ำและซุปเปอร์ฮีตเตอร์. เมื่อพิจารณาจากการใช้งานที่สำคัญ, โดยทั่วไปท่อประเภทนี้จะมีราคาสูงกว่าท่อคาร์บอนมาตรฐานอย่างมาก. เกรดทั่วไปในมาตรฐาน ASTM A213 เกรดทั่วไป ได้แก่ T9, T11, T12, T21, T22, T91, เช่นเดียวกับเกรดสเตนเลส เช่น TP304/L หรือ TP316/L. ขอบเขตมาตรฐาน ASTM A213 ตามข้อกำหนดของ ASTM, ข้อกำหนดเฉพาะนี้เกี่ยวข้องกับท่อเหล็กเฟอร์ริติกและออสเทนนิติกไร้ตะเข็บสำหรับใช้ในหม้อไอน้ำ, เครื่องทำความร้อนยิ่งยวด, และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน. เกรดเฉพาะที่ครอบคลุมโดยข้อกำหนดนี้ได้แก่ T5, ทีพี304, และอื่น ๆ ที่ระบุไว้ในตาราง 1 และ 2. ขนาดท่อมีตั้งแต่เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของ 1/8 นิ้วถึงเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของ 5 นิ้ว, โดยมีความหนาตั้งแต่ 0.015 ถึง 0.500 นิ้ว (0.4 มม. ถึง 12.7 มม). หากต้องการขนาดอื่นๆ, สามารถระบุเป็นส่วนหนึ่งของคำสั่งซื้อได้, พร้อมด้วยความหนาขั้นต่ำและค่าเฉลี่ย.
โดยการตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมี, คุณสมบัติทางกล, กระบวนการผลิต, และแอปพลิเคชัน, การวิเคราะห์นี้ให้ภาพรวมที่ครอบคลุมของท่อเหล็ก ASTM A369, เน้นย้ำถึงความสำคัญในการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพสูง.
