Новости отгрузок. Разборные пластинчатые аппараты для Башнефти
Отправлены Заказчику (ПАО АНК «Башнефть») разборные пластинчатые теплообменники типоразмера HT104 на 71 пластину (площадь теплообмена: 31.7 м²) и 99 пластин (площадь теплообмена: 44.6 м²).
Теплообменники выполнены разборными для обеспечения возможности очистки поверхностей теплообмена от загрязнений, которые в процессе эксплуатации осаждаются на пластинах теплообменника, что ведёт к значительному снижению интенсивности теплопередачи, росту гидравлических сопротивлений и преждевременному выходу из строя теплообменного оборудования.
Материал пластин теплообменнников
Расчётная температура в данном технологическом процессе требуется 80 С, поэтому в качестве материала пластин применяется нержавеющая сталь AISI 316L, которая практически идентична стали AISI 304L, но ввиду улучшения за счёт добавления 2.5% молибдена сталь этой марки особенно устойчива к коррозии, высоким температурам и агрессивным средам.
Таблица химических свойств стали AISI316L
Максимальные рекомендуемые температуры эксплуатации
Температура образования окалины:
Непрерывное воздействие 925°C
Прерывистые воздействия 870°C
Физические свойства (AISI 316L)
Физические свойства |
Условные обозначения |
Единица измерения |
Температура |
Значение |
Плотность |
d |
- |
4°C |
8.0 |
Температура плавления |
°C |
1440 |
||
Удельная теплоемкость |
c |
J/kg.K |
20°C |
500 |
Тепловое расширение |
k |
W/m.K |
20°C |
15 |
Средний коэффициент теплового расширения |
α |
10-6.K-1 |
20-100°C |
16.0 |
Электрическое удельное сопротивление |
ρ |
Ωmm2/m |
20°C |
0.75 |
Магнитная проницаемость |
μ |
в 0.80 kA/m |
20°C |
1.005 |
Модуль упругости |
E |
MPa x 103 |
20°C |
200 |
Сопротивление коррозии
Общая Коррозия
Стали марок AISI 316, 316L являются наиболее стойкими из всех нержавеющих сталей 300-ой серии к атмосферным и другим умеренным типам коррозии. Все среды, в которых рекомендуется применять стали 300-ой серии, не представляют опасности для молибденсодержащих сортов. Одно известное исключение — азотная кислота, которая служит для них сильным окислителем.
AISI 316 является значительно более стойкими к серной кислоте, чем любые другие хром-никельсодержащие марки. При температурах около 50 °C AISI 316 стойка к этой кислоте в концентрации до 5 процентов. В температурах до 40°C и выше 60°C эта марка имеет превосходное сопротивление более высоким концентрациям. В местах конденсации сернистых газов она является намного более стойкой, чем другие типы. Однако следует тщательно следить за безопасной концентрацией.
Содержание молибдена в стали AISI 316 обеспечивает сопротивление окислению в большинстве применяемых окружающих средах. Как показывают лабораторные исследования, сплав обеспечивает превосходное сопротивление кипению 20%-ой фосфорной кислоты. Он также широко используется в горячих органических и жирных кислотах, поэтому часто применяется в изготовлении и обработке некоторых продуктов и фармацевтических изделий.
AISI 316 и AISI 316L могут одинаково хорошо применяться в средах, где существует риск возникновения межкристаллитной коррозии. Использование низкоуглеродистой AISI 316Lпредпочтительно в деталях, при изготовлении которых применяется сварка.
Степень защиты металла в кислотных средах
Температура, °C |
20 |
80 |
||||||||||
Концентрация, % к массе |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
Серная кислота |
0 |
1 |
2 |
2 |
1 |
0 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
Азотная кислота |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
Фосфорная кислота |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
Муравьиная кислота |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 — высокая степень защиты — Скорость коррозии менее чем 100 мкм/год
1 — частичная защита — Скорость коррозии от 100 до 1000 мкм/год
2 — нет защиты — Скорость коррозии более чем 1000 мкм/год
Атмосферные воздействия
Сравнение AISI 316 с другими металлами в различных атмосферах
(Скорость коррозии рассчитана при 5-летнем воздействии).
Окружающая среда |
Скорость коррозии (мкм/год) |
||
AISI 316 |
Алюминий-3S |
Углеродистая сталь |
|
Сельская |
0.0025 |
0.025 |
5.8 |
Морская |
0.0076 |
0.432 |
34.0 |
Индустриальная Морская |
0.0051 |
0.686 |
46.2 |
Коррозионностойкость в кипящих химикалиях для AISI 316L
Кипящая среда |
Скорость коррозии (мм/год) |
20%-ая уксусная кислота |
0.003 |
45%-ая муравьиная кислота |
0.531 — 0.594 |
1%-ая соляная кислота |
0.024 — 1.615 |
10%-ая щавелевая кислота |
1.130 — 1.224 |
20%-ая фосфорная кислота |
0.015 — 0.027 |
10%-ая сульфаминовая кислота |
3.030 — 3.155 |
10%-ая серная кислота |
16.137 — 16.718 |
10%-й бисульфат натрия |
1.427 — 1.816 |
50%-ая гидроокись натрия |
1.971 — 2.169 |
Питтинговая коррозия
Сопротивление 316 сталей к питтинговой коррозии в присутствии хлорида увеличено более высоким содержанием хрома (Сr), молибдена (Мо), и азота (N). Относительная мера питтингостойкости определяется параметром, вычисляемым как PREN = Cr+3.3Mo+16N. PREN для сталей AISI 316 и AISI 316L (PREN=24.2) выше, чем для AISI 304 (PREN=19.0), что отражает лучшую питтингостойкость за счет присутствия молибдена.
Как показано в таблице ниже, лучшую стойкость к питтинговой коррозии обеспечивает более высокое содержание молибдена в сплаве.
CCCT (Критическая Температура Щелевой Коррозии) и CPT (Критическая Температура Питтинговой Коррозии) скоррелированы с PREN.
Хотя эти сплавы использовались в морской воде (19 000 ppm хлоридов), они не рекомендуются для такого использования. Для применения в морской воде разработан сплав с 6.2% Мо и 0.22% N. Однако применение этих марок в аэрозольной морской среде (фасады зданий около океана) и загрязненной городской среде (крыши, дымоходы) возможно.
Марка |
Композиция |
PREN1 |
CCCT2 |
CPT3 |
||
Cr |
Mo |
N |
||||
AISI 304 |
18.0 |
- |
0.06 |
19.0 |
<-2.5 |
- |
AISI 316 |
16.5 |
2.1 |
0.05 |
24.2 |
<-2.5 |
15 |
AISI 904L |
20.5 |
4.5 |
0.05 |
36.2 |
20 |
40 |
- 1 Pitting Resistance Equivalent — Эквивалент Сопротивления питтинговой коррозии, включая азот, PREN =Cr+3.3Mo+16N
- 2 Critical Crevice Corrosion Temperature — Критическая Температура Щелевой Коррозии, CCCT, в соответствии с ASTM G-48B (6%FeCl3 в течение 72 часов, с щелями)
- 3 Critical Pitting Temperature — Критическая Температура Питтинговой Коррозии, CPT, в соответствии с ASTM G-48A (6%FeCl3 в течение 72 часов)
Межкристаллитная коррозия
Содержание углерода в AISI 316 может вызвать сенсибилизацию от теплового режима в местах сварных швов и зонах их термического влияния. По этой причине использование низкоуглеродистой стали AISI 316L предпочтительно в деталях, при изготовлении которых применяется сварка. «Низкий углерод» увеличивает время, необходимое для осаждения «вредных» карбидов хрома, но не прекращает реакцию их осаждения на длительное время в данном диапазоне температур.
Тест на МКК (Межкристаллитную коррозию)
ASTM A 262 |
Состояние металла |
Скорость коррозии (мм/год) |
|
AISI 316 |
AISI 316 L |
||
Practice B (Метод B) |
Обычный |
0.9 |
0.7 |
Сваренный |
1.0 |
0.6 |
|
Practice E (Метод E) |
Обычный |
Без трещин на изгибе |
Без трещин |
Сваренный |
Незначительные трещины |
Без трещин |
|
Practice A (Метод A) |
Обычный |
Расслоение ступенчатое |
Расслоение ступенчатое |
Сваренный |
Глубокое растрескивание |
Расслоение ступенчатое |
Растрескивание (Крекинговая коррозия) под напряжением
Аустенитные сплавы под воздействием напряжения восприимчивы коррозионному растрескиванию (SCC) в галоидных соединениях. Хотя 316-е сплавы несколько более стойкие к SCC из-за содержания молибдена, они все равно являются весьма восприимчивыми.
Причины SCC:
- присутствие ионов галоидного соединения (вообще хлоридов);
- остаточные напряжения при растяжении;
- температуры свыше 50 °C.
Напряжения могут возникнуть из-за деформации сплава в холодном состоянии во время формования, или ротационной вытяжки, или в процессе сварки, из-за возникновения напряжения от смены тепловых циклов.
Уровни напряжения могут быть снижены путем отжига или термической обработкой после деформации в холодном состоянии.
Низкоуглеродистый материал AISI 316L — лучший выбор при эксплуатации при воздействии напряжений, которые способствуют возникновению межкристаллитной коррозии.
Сварка
- Сталь легко свариваемая
- После сварки термическая обработка не требуется
- Сварные швы должны быть механически или химически очищены от окалины, затем пассивированы
Формовка
AISI 316/316L, являясь чрезвычайно прочной, упругой и пластичной, с легкостью находит множество применений. Типичные действия включают изгиб, формирование контура, волочение, ротационную вытяжку и т.д. В процессе формовки можно использовать те же машины и, чаще всего, те же инструменты, что и для углеродистой стали, но здесь требуется на 50-100% больше силы. Это связано с высокой степенью упрочнения при формовке аустенитной стали, что в некоторых случаях является отрицательным фактором.
Материал уплотнений теплообменников
В теплообменниках были применены уплотнения NBR.
NBR (Бутадиен-нитрильный каучук) — сополимер бутадиена и акрилонитрила. Цвет — черный. NBR считается стандартным материалом сальников. Обладает высокой устойчивостью к нефтепродуктам и смазочным веществам, маслам, топливам, воде, гидравлическим жидкостям на нефтяной основе, щелочам, растворителям, рабочим жидкостям HFA, HFB и HFC. Однако NBR резина неустойчива к тормозным жидкостям на основе гликоля, эмульсиям HFD, ароматическим жидкостям (таким как бензин), сложным эфирам, плохо устойчива к озону, солнечному свету, естественным окислителям, окисленным растворителям. Рабочий диапазон температур от -50°C до +120°C. При высоких температурах ускоряется старение, за счёт чего материал становится твёрдым и хрупким.
NBR обладает высокой твёрдостью и для резиновых эластомеров относительно высокой устойчивостью к истиранию.