EN
Маңызды материалдар Жоғары басықтыққа ие вентиль Құрылыс
Жоғары қысымды саңлауларды жасаған кезде, әсіресе қатты ортада да сенімді жұмыс істеуі үшін материалды таңдау маңызды рөл атқарады. Құрылымдық беріктігін сақтап, коррозияға төзімді және ыстықтың шектеу температурасында да жарылмайтын дұрыс материалдар болуы керек. Әртүрлі қолданулар әртүрлі материалдық қасиеттерді талап етеді, сондықтан инженерлер соңғы шешім қабылдау алдында осы талаптарды бағалауға көп уақыт жұмсайды. Бүгінгі таңда әртүрлі салаларда жоғары қысымды саңлаулар шығаруда кездесетін бірнеше негізгі материалдарға назар салайық.
Нержавеющая стал 304/316/CF8M маркалары
Нержавайын болат түрлі тұтқырлық дәрежелерінде келеді, оның ішінде 304, 316 және CF8M түрлері коррозияға тұрақтылығы мен механикалық қасиеттерінің беріктігімен ерекшеленеді. 304 тұтқырлығы тот басудың әсеріне қарсы жақсы күреседі, сондықтан орташа коррозия қаупі бар орындарда қолдануға сәйкес келеді. Ал 316 тұтқырлығы хлорлы иондар мен пітуітінің әсеріне тұрақтырақ, сондықтан кернеу қаупі бар жағдайларда қолданылады. CF8M түрі басқа типке жатады. Бұл түр қалыпты нержавайын болаттан беріктеу болып жасалған, сондықтан инженерлер жоғары қысымды жағдайлармен жұмыс істеуге ыңғайлы. Бұл тұтқырлықтардың көпшілігі ыдырауға дейін шамамен 70 000 psi қысымға шыдайды, алайда ортаның тазалығына байланысты нақты өнімділік әртүрлі болуы мүмкін.
Хром молибденді қоспа (F11/F22/WC6)
F11, F22 және WC6 қоспаларын қоса алғандағы хром моли қоспалары экстремалды ыстық пен қысым жағдайларымен күресуге арналған негізгі материалдарға айналды. F11 түрі жоғары қысымды күштерді ұстап тұру қасиеттері мен жақсы дәнекерлеу қасиеттерінің маңызды болуында жақсы жұмыс істейді. Алайда, жағдай ыстықтау және қысымды болған сайын, инженерлер басқаларға қарағанда осындай жағдайларды жақсырақ ұстап тұратын F22-ні таңдайды. Содан кейін, кез келген өнеркәсіптік клапандарда күнделікті қатты жұмыс жасайтын орталарға төзімділік сипаттамалары жағынан артықшылығы бар WC6 бар. Барлық осы материалдар өз кезегінде үлкен беріктік көрсеткіштеріне ие, бұл әртүрлі салалардағы әртүрлі жоғары сұранысқа ие механикалық жүйелерде олардың тұрақты пайда болу себебі болып табылады.
Титан және никельдік сплавтар (Monel/Hastelloy)
Қатты химиялық ортада жұмыс істегенде титан мен никель негізіндегі қорытпалар әртүрлі металдарға қарағанда ыдырамайтындықтан міндетті болып табылады. Мысалы, моңель қорытпалары теңіз суына немесе әртүрлі қышқылдарға ұшырағанда өте жақсы жұмыс істейді. Сонымен қатар никельдің көп мөлшері арқасында тіпті ең агрессивті коррозиядан қорғайтын Хастеллой бар. Бұл материалдардың беріктігі де өте жоғары - созу кезінде 100000 psi-дан асатын күшке төтеп бере алады, сондықтан қысымның жоғары болуы маңызды рөл атқаратын жағдайлар үшін өте қолайлы. Титанның өзін де ұмытпау керек. Оның жеңіл, бірақ өте берік болуынан әсері аэроғарыш клапандарында әр унцияның маңызы бар болғанымен, сенімділіктен алаңдатпайды.
Дуплекс және Супер Дуплекс сталдар (F51/F53)
F51 болатын қос еселік және оның құрылысы мықтырақ болатын F53 сияқты супер қос еселік түрлері беріктік пен коррозияға тұрақтылықтың екі жағын қамтамасыз ететін қасиеттерге ие. Мысалы, F51-ді алатын болсақ, ол ферритті және аустенитті құрылымдардың тиімді пайыздық қатынасын қамтиды, соның арқасында оның механикалық беріктік қасиеттері жоғары болады. Ал F53 және басқа супер қос еселік түрлері қиын жағдайларға төтеп бере алатындай етіп әрбір өндірушілерге арнап жобаланған. Біз мұнда қалыпайы материалдар тез құлдыра алатын орталар туралы айтып жатырмыз, әсіресе мұнай өндіретін ұңғыларда немесе тұзды суға ұшырайтын теңіз платформаларында. Бұл қорытпалардың беріктік шегі 80 000 psi-дан асатынын цифрлар да растайды, сондықтан инженерлер кернеуге төтеп беретін, бірақ сынбайтын қысым клапандарын жасау үшін осындай қорытпаларды таңдайды.
Нәтижені табу, жоғары басықтыққа ие вентильдердің қызметкерлігі мен нәтижелігі үшін қажетті материалдарды таңдау маңызды. Бұл материалдарды түсіну және пайдалану, ең талапты шарттарда да системалардың ұзақ өмірі мен достықпен қамтамасыз етеді.
Вентиль қызметін т界еңейтін материалдық қасиеттер
Басықтық қарым-қатынасы және шегіншілік
Қандай да бір клапанның қысымға тұрақтылығы оның жұмыс істеуінде маңызды рөл атқарады, әсіресе 1000 psi асатын жағдайларда материалдардың шыдамдылығын сақтау қажет болатын жоғары қысым жағдайларында. Материалдардың тартқыш беріктігін олардың фунт-квадрат дюйм (psi) арқылы өлшенетін қасиеті әсіресе қысым күшіне ұшыраған кезде олардың пішіні мен қызметін сақтау мүмкіндігін анықтайды. Хром молибден болаты мен дуплекс болаты сияқты материалдардың механикалық қасиеттері берікірек болғандықтан қысымға тұрақтылығы жоғары, сондықтан қиын жағдайларда жақсы жұмыс істейді. Осындай қатты материалдардан жасалған клапандар жоғары қысымда жұмыс істейтін жүйелерде аз ғана істен шығатыны туралы тәжірибе мен сынақ нәтижелері куәландырады.
Қорыту қарым-қатынасы механизмдері
Материалдардың коррозияға тұрақтылығы клапандардың ұзақ уақыт қызмет етуі мен дұрыс жұмыс істеуі үшін өте маңызды. Металдар пассивті қабаттар түзіп немесе өздерінің тотығу қорғаныш қабаттарын жасаса, қатты ортада болған кезде олардың тез ыдырауын шынымен тоқтатады. Сол себепті коррозия проблема болып табылатын орындарда нержавеющая болат пен никельдің қорытпалары жақсы жұмыс істейді. Зерттеулер клапандарды дайындау үшін осындай арнайы материалдарды пайдалану кәдімгі материалдармен салыстырғанда қызмет ету мерзімін жарты есе ұзартуы мүмкін екенін көрсетті. Материалдарды таңдайтын инженерлер үшін осындай қорғаныш әдістерінің қалай жұмыс істейтінін білу ортаның қандай түріне кездесетін металлға сәйкес келтіруді білдіреді. Бұл клапандардың жылдар бойы сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.
Күшті температуралық шарттарда терміксіз стабильдік
Экстремалды температура өзгерістерімен айналысатын өнеркәсіптерде материалдар 1000 градус Фаренгейттің жоғарысында ұзақ уақыт тұрақтылық көрсетуі өте маңызды. Никель негізіндегі қорытпалар мен екіқабатты болат ерекше тұрақтылық көрсетеді, өйткені олар температураның күрт өзгеруіне бірнеше рет ұшырағаннан кейін де өз қаттылығы мен пішінін сақтайды. Қалыпты материалдар жылу ұлғаюы мен қысылуы нәтижесінде уақыт өте күшейіп, жиі сынады, сондықтан өндірушілер қатаң жағдайлар үшін осы арнайы материалдарға көбірек көңіл бөлуде. Инженерлер әртүрлі материалдар температураның шектеулеріне қалай әрекет ететінін түсінген сайын, олар жұмыстың нақты мақсатына сәйкес материал таңдай алады және техникалық қызмет көрсету жоспарын жақсартуға болады. Бұл білім жоғары температурада жұмыс істейтін пештерде, реакторларда және басқа да жабдықтарда күтпеген ақаулардың алдын алып, өндірісті әрдайым тұрақты жүргізуге көмектеседі.
Салалық материалдердің қолданылуы
Нефть және газ шығару системалары
Мұнай және газ өндіру жүйелерінде жоғары қысым астында жұмыс істейтін клапандар өзекті шарттарға төтеп беріп, коррозияға қарсы тұра алатын жеткілікті дәрежеде берік материалдарды қажет етеді. Дуплекс және супер дуплекс болаттар көптеген компаниялар үшін таттан қорғаныс пен құрылымдық бүтіндікті сақтау қабілетіне байланысты таңдау болып табылады, өйткені олар қатты заттарға ұшыраған кезде де тұрақты болып қала береді. Бұл болат маркалары әдеттегі материалдар бірнеше ай ішінде қажетсіз болып қалатын күрделі газды орталарда ерекше жақсы жұмыс көрсетеді. Соңғы нарықтық талдауларға сәйкес, мұнай мен газ өндіру тізбегінің әртүрлі бөліктерінде осындай кәдімгіден тыс металды қорытпаларды пайдалану күрт артты. Олардың тартымдылығы екі еселі: біріншіден, олар дәстүрлі нұсқаларға қарағанда анағұрлым ұзақ қызмет етеді, яғни жөндеу үшін аяқтаулар саны азаяды, екіншіден, ұзақ мерзімді пайдалану зауыт операторларының уақыт өткен сайын ақшаны үнемдеуіне және осы қаражатты өз операцияларының басқа салаларына аударуына мүмкіндік береді.
Химиялық өңдеу кешендері
Химиялық процестермен жұмыс істеген кезде қауіпсіздікті сақтау үшін жоғары қысымды клапандардың бүтіндігін сақтау және өндірістің жалпы тиімділігі үшін өте маңызды, яғни дұрыс материалдарды таңдау өте маңызды. Хастеллой сияқты никель негізіндегі қорытпалар басқа бар нұсқаларға қарағанда агрессивті химикаттардың коррозиясына тұрақты болып табылады. Салалық деректер өңдеу кәсіпорындарында осындай материалдардың ақаулар мен жабылулар санын біршама азайтатынын көрсетеді. Инженерлер клапандар үшін қажетті материалдарды таңдау үшін жүйелері арқылы қандай химикаттар ағып жатқанын дәл білуі тиіс. Бұл білім клапандардың жұмыс істеуін жақсартуға және ақшаны үнемдеуге және операцияларды бұзатын күтпеген тоқтатуларды азайтуға көмектеседі.
Энергия өнімдері инфраструктура
Электр энергиясын шығару үшін пайдаланылатын инфрақұрылым кейбір қиын шарттармен күресуге тура келеді. Материалдардың қатты ыстық пен қысымға төзімді болуы қажет. Сол себепті хром молибден болаты мен әртүрлі жоғары қоспалы болаттар елдегі көптеген зауыттарда қолданылатын негізгі материалдарға айналды. Басқа дауыстарға қарағанда осы материалдар кернеу астында ұзақ өмір сүреді. Қазіргі таңда өндірісте жаңа материалдық шешімдерге ауысқан компаниялар генераторларының жұмыс істеу тиімділігінде нақты нәтижелерге қол жеткізіп отыр. Дұрыс материалдарды таңдау тек жылулық жұмыстың ғана емес, сонымен қатар қауіпсіздіктің де маңызын арттырады. Мұндай қатаң жағдайларда жұмыс істеу кезінде қателесуге болмайтын жағдайларда инженерлер материалдардың қандай үлгілері жақсы нәтиже беретінін шешіп отырғанда көп уақыт жібереді.
Қалыптастырылған материалдарға қатысты өзгеңекшілік
Ұзақ қолданбалылық үшін наноструктуралық合金
Наноқұрылымды қорытпалар қазіргі материалтану үшін өте маңызды болып табылады, өйткені олар жоғары қысымды клапандардың ешқашан болмаған дейін ұзақ жұмыс істеуіне және жақсырақ өнімділік көрсетуге көмектеседі. Ғалымдар бұл материалдарды нано деңгейде өзгерткенде, олар таңқаларлық нәтижелер алады. Қорытпалар жалпы алғанда мықтырақ және беріктеу болып келеді, сондықтан олар әдеттегі материалдар толық ыдырайтын әртүрлі стрессті жағдайларға төтеп бере алады. Әртүрлі өндіріс салаларында жоғары қысымды жабдықпен жұмыс істейтін компаниялар үшін осындай ерекше қорытпалардың қауіпсіз жүйелер жасаудың көптеген зерттеулері бар. Болашаққа қарай, уақыт өте өнеркәсіптердің қажеттіліктері өзгерген сайын, қазір наноқұрылымды қорытпаларды пайдалана бастаған компаниялар кейін қиын жағдайларға тап болғанда өз позицияларын жақсартуы мүмкін.
Керамикалық композиттік қабаттар
Керамикалық композиттік қаптамалар қаттылық пен тозуға тұрақтылықты нақты арттыруы себепті жоғары қысымды клапандар өндірушілері арасында бірте-бірте танымал болып келеді. Бұл қаптамалардың құндылығы клапанның өзіне қорғаныш барьерін құруында, құрылғының қызмет ету мерзімін қысқартатын зиян келтіретін үйкеліс күштерінен қорғау. Әрі қарай, өрістік сынақтар керамикалық қаптама жағылған клапандардың өте қолайсыз жағдайларға ұшыраған кезде тозудың айтарлықтай аз екенін көрсетті, кейде зақымдануды екі есеге дейін азайтады. Қиын жағдайларда жұмыс істейтін өнеркәсіптік кәсіпорындар үшін бұл жөндеулер мен ауыстырулардың азаюын, сол арқылы уақыт пен ақшаны үнемдеуге мүмкіндік береді. Осындай күрделі қаптамаларды енгізу кеңейіп келе жатқан сайын, өнеркәсіпте жоғары қысымды жүйелер бойынша ұзақ мерзімді шығындарды қысқарту мен өнімділікті сақтау жолдарын іздеу тенденциясы байқалады.
Жиі қойылатын сұрақтар
Жоғары басықтықпен шолу салынғысында қандай материалдар қолданылады?
Қолданылатын материалдар арасында 304, 316, CF8M санаттарындагы стainless steel, F11, F22, WC6 санаттарындагы chrome moly alloys, Monel және Hastelloy санаттарындагы titanium және nickel негізіндегі сплавтар, F51 және F53 санаттарындагы duplex және super duplex сталдар келеді.
Қорындылыққа дейінгі қаршылау қандай маңыздылығы бар вентильдерде?
Қорындылыққа дейінгі қаршылау вентильдердің жұмыс уақытын кеңейтуге және зор емес немесе қорындылыққа дейінгі ортағыда жұмыс істеген түрлерін сақтау үшін маңызды. Нержаулы темір және никкельге негізделген аloyлар сондай-ақ қорындылыққа дейінгі қаршылау қасиеттеріне себеп болып табылады.
Жоғары басықтықтық вентильдер үшін шегінің мезгілі қандай маңызды?
Шегінің мезгілі - материалдардың жоғары стрессерде структуралық толықтығын сақтауға қатысты, бұл жоғары басықтықтық вентильдердің қауіпсіздігі мен функциясы үшін маңызды.
Қандай отрастар жоғары басықтықтық вентильдер үшін жаңа материалдарды пайдаланады?
Нефть және газ шығару, химиялық өңдеу және электр энергиясы өнімдері салалары үлкен басындағы кран қолданбаларында ұзақтық және қызмет ететіндікті қамтамасыз ету үшін кеңінен қолданылатын көп түрлі материалдарды қолданады.