Кіріспе: Болат трубаларының химиялық негізін анықтау
Alloylı болат трубалар менің көміртегі болаты трубалар арасындағы айырым негізінен олардың химиялық құрамында жатады. Көміртегі болаты трубалар негізінен темір мен көміртегіден тұрады, ал көміртегі мөлшері белгілі бір маркасы мен қолданылу аймағына байланысты 0,05%–ден 1,35%–ке дейін өзгереді. Ал alloyлы болат трубаларында механикалық қасиеттерді жақсарту, коррозияға төзімділікті арттыру және экстремалды жағдайларда жоғары өнімділік көрсету үшін хром, молибден, никель, ванадий және марганец сияқты басқа элементтер маңызды мөлшерде қосымша енгізіледі. Осы химиялық құрамдағы негізгі айырым — бұл екі труба тобының өте әртүрлі сипаттамаларын, жұмыс істеу сипаттамаларын және қолданылу аймақтарын анықтайтын негізгі себеп.
Көміртегі болаты трубасының құрамы: Негізгі темір–көміртегі сплавы
Köміртегі құрамына қарай көміртегілі болат түтіктері жіктеледі, бұл негізгі легірлеуші элемент. Көміртегі мөлшері 0,05%–0,25% құрайтын төмен көміртегілі болаттар жақсы дәрежеде дәнекерлену мен пішімделу қасиеттеріне ие болғандықтан, жалпы құрылыс және түтік қолданыстарында кеңінен қолданылады. Көміртегі мөлшері 0,25%–0,60% аралығындағы орта көміртегілі болаттар жоғары беріктік пен тозуға төзімділік қасиеттерін ұсынады, бірақ созылғыштығы төмендейді. Көміртегі мөлшері 0,60%-дан асатын жоғары көміртегілі болаттар ең жоғары қаттылық пен беріктікті қамтамасыз етеді, бірақ дәнекерлеу мен пішімдеу қиындығы артады. Көміртегіден басқа, көміртегілі болат түтіктерінің химиялық құрамына марганец (әдетте 0,30%–1,60%) — дезоксидтеу және беріктікті арттыру үшін, кремний (0,15%–0,40%) — дезоксидтеу үшін, сондай-ақ фосфор мен күкірт сияқты қоспалар кіреді; олардың әрқайсысының мөлшері әдетте 0,035% аспауы талап етіледі. Хром, никель, молибден және ванадий сияқты элементтердің мөлшері көміртегілі болат түтіктерінде әдетте өте төмен немесе мүлдем болмайды. Жиі қолданылатын стандарттарға құрамында көміртегі мен марганец шектері тұрақты болатын және қалдық элементтерді бақылайтын, сондықтан сенімді дәнекерлеу мен қысымды тасымалдау қабілетін қамтамасыз ететін ASTM A53 және A106 бойынша үздіксіз көміртегілі болат түтіктері жатады.
Qosymsha elementterdi strategialyq qosylysy - ozyndagy kassietterdi jaksyltyw ushin
Qosymsha elementterdi qosylg'an temir-betondy qubyrlar belgili kassietterdi qolgan ushin maqsattly qosylady. Eng mańyzdy qosymsha elementterge xrom, molibden, nikel, vanadiy, kremniy jane volfram kiredu, olardyń әrқaysysy unikalды kassietterdi beredi. Xrom (tıńda 0,5% den 9,0%-ge shekem) qattyrudy, korroziyağa tuıraqtlyqty, oksidten qorǵanysy jane juqarı temperaturada beriletin kussetti mánisli jaksyltyradi. Molibden (0,25% den 3,0%-ge shekem) juqarı temperaturada beriletin kussetti, krepkendikke tuıraqtlyqty jane qattyrudy jaksyltyradi, sonday-aq suwtendirgen embrittlementke jane juqarı temperaturada korroziyağa tuıraqtlyqty jaksyltyradi. Nikel (1,0% den 9,0%-ge shekem) beriletin kussetti, soǵysqa tuıraqtlyqty jane korroziyağa tuıraqtlyqty jaksyltyradi, aqyrlyqta tomendegi temperaturalarda. Vanadiy (0,10% den 0,50%-ge shekem) tane ólshemiń kishireytiriwshi retinde isleydi, beriletin kussetti jane juqarı temperaturada beriletin kussetti jaksyltyradi.
ASTM A335 стандарты бойынша кеңінен қолданылатын жоғары температурадағы легирленген болат түтіктерінің жиі кездесетін маркалары: P5 (5% Cr, 0.5% Mo), P9 (9% Cr, 1% Mo), P11 (1.25% Cr, 0.5% Mo), P22 (2.25% Cr, 1% Mo) және P91 (9% Cr, 1% Mo, V мен Nb қоспаларымен). Бұл түтіктердегі жалпы легирлеуші элементтердің мөлшері құрамның 1%-дан асады және 10%-дан асады. Бұл құрамдар жоғары температурадағы беріктік, тотығуға төзімділік пен ползучестьке төзімділік қасиеттерін қамтамасыз ету үшін әзірленген, ал бұл қасиеттер көміртекті болат түтіктерінде болмайды. Арнайы қолданыстар үшін P91 сияқты маркалар көміртекті болаттарға қарағанда жоғары температурадағы қасиеттерін айтарлықтай жақсартады.
Көміртектің эквивалентті мөлшері мен дәнекерлеуге қабілеттіліктегі айырмашылықтар
Көміртегі эквиваленті (CE) мәні — көміртекті және қорытпалы болат құбырлардың дәнекерлену қабілетін салыстыру үшін маңызды есептеу. Көміртекті болат құбырлар үшін CE мәні негізінен көміртектің мөлшеріне байланысты анықталады, оның типтік мәндері 0,45% төмен болады, сондықтан дәстүрлі әдістермен өте жақсы дәнекерленеді. Қорытпалы болат құбырлар үшін CE мәні хром, молибден, ванадий және басқа қорытпа элементтерінің әсерін ескеруі керек. CE-ны есептеудің стандартты формуласы: CE = C + (Mn/6) + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15. Қорытпа элементтерінің болуына байланысты қорытпалы болаттардың CE мәндері көміртекті болаттарға қарағанда жалпы алғанда жоғары болады, жиі 0,55-тен асады. Бұл жоғары CE мәні қорытпалы болат құбырлардың дәнекерлеу кезінде сутегімен шақырылған суық трещиналарға ұшырау қаупінің жоғары екенін көрсетеді, сондықтан алдын ала қыздыру, аралық температураны және дәнекерлеуден кейінгі жылумен өңдеуді қатаңырақ бақылау қажет.
Қорытпа элементтерінің өнімділік сипаттамаларына әсері
Қоспалы элементтердің болуы және олардың концентрациясы болат түтіктердің өнімділік сипаттамаларын негізінен өзгертеді. Көміртегі мөлшері негізінен беріктік пен қаттылыққа әсер етеді: көміртегі мөлшері артқан сайын беріктік артады, бірақ дәнекерлену қабілеті мен пластикалық қасиеті төмендейді. Хром қосылуы коррозияға төзімділікті және тотығуға төзімділікті жақсартады, сондықтан қоспалы болат түтіктер жоғары температурада және коррозиялық ортада қолдануға жарамды. Молибден жоғары температурадағы беріктікті және ползучтыққа төзімділікті қамтамасыз етеді, бұл электр энергиясын өндіру мен мұнай өңдеу қондырғылары үшін маңызды. Никель төмен температурадағы соққыға төзімділікті жақсартады, сондықтан қоспалы болат түтіктер көміртегі болатының сүйірленетін ортада сенімді жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Бұл қоспалы элементтердің қосылуы қоспалы болат түтіктердің көміртегі болат түтіктерінің қиратылатын температура мен қысымда да жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.
Қолданылатын салалар: Қызмет көрсету талаптарына сәйкес құрамды таңдау
Қорытпалы және көміртегілі болат трубалардың құрамдық айырымдары олардың сәйкес қолданыс аймақтарын анықтайды. Көміртегілі болат трубалар — орташа беріктік пен құны төмен болуы маңызды болған жалпы мақсаттағы қолданыстар үшін стандартты таңдау. Олар су мен өңделмеген су тасымалдауында, табиғи газды таратуда, құрылымдық ұстағыш жүйелерде, төмен және орта қысымды бу желілерінде және жалпы дайындау процестерінде басымдыққа ие.
Қиын шарттарда қолданылатын қоспалы болаттық трубалар механикалық қасиеттері жоғарылатылған талаптарды қанағаттандыру үшін белгіленеді. Олар электр энергиясын өндіруде (бу құбырлары, артық қыздырғыштар, қайта қыздырғыштар), мұнай өңдеу және петрохимиялық өндірістегі технологиялық құбырларда, коррозияға төзімділік қажет болатын химиялық өндірісте, теңіз және су асты құрылыстарында, сондай-ақ сутегімен индуцирленген трещиналарға төзімділік қажет болатын «сірке» ортасында жоғары қысым мен жоғары температурада жұмыс істеуге арналған. Қосымша қолданылу салаларына ядролық электр станцияларының бірінші контурлы су құбырлары, әуе-ғарыш және қорғаныс саласындағы компоненттер, сонымен қатар көміртекті болаттың жеткіліксіз болатын басқа да маңызды жұмыс шарттары жатады.
