Kimyasal fabrikalarda, çelik borular çeşitli sıvıları, gazları ve kimyasalları taşıyan altyapının kritik bir bileşenidir. Bu boru hatları için uygun çelik tipinin seçimi, korozyon direnci, basınç kullanımı, mekanik mukavemet ve sıcaklık toleransı dahil olmak üzere birçok faktöre bağlıdır. Bu makale, kimyasal fabrikalarda kullanılan borular için en uygun çelik türlerini incelemek, özelliklerini ve bu zorlu ortamda kullanımlarını yönlendiren hususları açıklamaktadır.
1. Kimyasal boru hatlarının taleplerini anlamak
Kimyasal fabrikalar tipik olarak birçoğu aşındırıcı, asidik veya alkalin olan çok çeşitli maddeleri işler. Bu nedenle, üretim boruları için kullanılan çelik belirli gereksinimleri karşılamalıdır:
Korozyon direnci: Asitler, alkaliler ve tuzlar gibi kimyasallar zamanla metalleri ciddi şekilde bozabilir. Bu nedenle, çelik, bozulmayı önlemek ve yapısal bütünlüğü korumak için mükemmel korozyon direncine sahip olmalıdır.
Mekanik Güç: Kimyasal işleme genellikle yüksek basınçlar ve sıcaklıklar içerir, bu kuvvetlere başarısız olmadan dayanabilen çelik gerektirir.
Dayanıklılık ve uzun ömür: Bir kimyasal tesisteki sert çalışma koşulları, giyim ve yıpranmaya dayanabilen, bakım ve değiştirme maliyetlerini azaltan malzemeler talep eder.
2. Kimyasal fabrika boruları için çelik türleri
Birkaç çelik alaşım, her biri belirli uygulamalara uygun benzersiz özelliklere sahip kimyasal fabrikalardaki boru hatları için yaygın olarak kullanılır. Birincil türler:
2.1. Paslanmaz çelik (östenitik seriler)
Paslanmaz çelik, korozyon direnci ve çok yönlülüğü nedeniyle kimyasal fabrikalardaki borular için en yaygın kullanılan malzemedir. Birçok paslanmaz çelik türleri arasında, kimyasal boru hatları için en uygun olanı östenitik serilerde, öncelikle 304 ve 316 paslanmaz çeliktir.
304 Paslanmaz Çelik: Bu, çeşitli kimyasal endüstriler için en yaygın kullanılan paslanmaz çelik alaşımdır. Özellikle birçok kimyasal için mükemmel korozyon direnci sunar ve imal edilmesi kolaydır. Paslanmaz çelik, hem iç hem de dış mekan ortamlarında oksidasyon ve korozyona karşı dayanıklıdır. Bununla birlikte, sülfürik asit veya klor gazı gibi yüksek aşındırıcı maddeler için yeterli olmayabilir.
316 Paslanmaz Çelik: Bu, 304'e kıyasla üstün bir paslanmaz çelik formudur. Klorür korozyonuna karşı direncini arttıran molibden içerir. Hidroklorik asit, sülfürik asit ve klor gibi daha agresif kimyasallarla ilgilenen kimyasal bitkiler için oldukça uygundur, bu da onu daha aşındırıcı ortamlar için malzeme haline getirir. Çukurlaşma ve çatlak korozyonuna karşı yüksek direnci de deniz ortamları veya tuzlu su maruziyeti olan durumlar için de ideal hale getirir.
Östenitik Paslanmaz Çeliğin Özellikleri:
Yüksek korozyon direnci
Manyetik olmayan
Mükemmel mukavemet / ağırlık oranı
Aşırı sıcaklıklara dayanma yeteneği (800 ° C'ye kadar)
2.2. Dubleks paslanmaz çelik
Dubleks paslanmaz çelik, östenitik ve ferritik çeliğin faydalarını birleştiren hibrit bir malzemedir. Özellikle klorürlere ve diğer agresif kimyasallara maruz kalan ortamlarda, korozyona karşı olağanüstü bir direnç sağlayan yüksek bir krom ve molibden yüzdesi içerir.
Uygulamalar: Dubleks paslanmaz çelik, hem düşük hem de yüksek sıcaklıklara ve sülfürik asit, klor ve diğer halide çözeltileri gibi kimyasallara maruz kaldığı kimyasal bitkiler için uygundur.
Dubleks paslanmaz çeliğin özellikleri:
Östenitik çelikten daha yüksek mukavemet
Stres korozyonu çatlamasına karşı mükemmel direnç
Agresif kimyasal ortamlar için uygun maliyetli
2.3. Karbon çeliği
Karbon çeliği birçok sektörde yaygın olarak kullanılırken, korozyona karşı daha düşük direnci nedeniyle kimyasal fabrikalarda kullanımı paslanmaz çeliğe kıyasla daha sınırlıdır. Bununla birlikte, karbon çeliği daha az agresif maddeler taşıyan boru hatları veya ek koruma için kaplanmış veya kaplanmış sistemlerde uygun olabilir.
Uygulamalar: Karbon çeliği genellikle taşınan kimyasalların daha az aşındırıcı olduğu veya borunun koruyucu bir kaplama ile işlenebildiği endüstrilerde kullanılır.
Karbon çeliğinin özellikleri:
Yüksek gerilme mukavemeti ve tokluk
Nispeten düşük maliyet
Korozyon direnci için ek kaplamalar veya astarlar gerektirir
Korozif olmayan veya hafif aşındırıcı uygulamalarla sınırlı
2.4. Alaşım çelik
Aşırı sıcaklıkların ve basınçların dahil olduğu ortamlarda, alaşım çelikler, termal genleşme ve korozyona karşı mukavemet ve dirençleri için kullanılabilir. Krom-molibden (CR-MO) çelik, boru hatlarında kullanılan yaygın bir alaşımdır, yüksek sıcaklıklarda mükemmel performans ve oksidasyon ve korozyona direnmektedir.
Uygulamalar: Alaşımlı çelik borular tipik olarak yüksek basınçlı sistemlerde veya maddeleri yüksek sıcaklıklarda taşırken kullanılır. Genellikle rafinerilerde ve enerji santrallerinde görülürler ve hem sıvı hem de gaz taşımacılığı için kullanılabilir.
Alaşım çeliğinin özellikleri:
Yüksek sıcaklık ve basınç toleransı
Düzgün alaşımlı olduğunda iyi korozyon direnci
Mükemmel güç
2.5. Nikel alaşımlı çelik
Inconel veya Hastelloy gibi nikel alaşımları son derece aşındırıcı ortamlarda kullanılır. Bu alaşımlar, güçlü asitler (örn., Hidroklorik veya sülfürik asit) ve yüksek sıcaklık uygulamaları gibi sert kimyasallara dayanma yetenekleri ile bilinir.
Uygulamalar: Asitler, klorürler veya halojenler gibi yüksek reaktif veya aşındırıcı kimyasalları işleyen kimyasal bitkiler, boru hattı sistemlerinin bütünlüğünü korumak için genellikle nikel alaşımlarına güvenir.
Nikel alaşımlı çeliğin özellikleri:
Aşırı ortamlarda korozyona karşı olağanüstü direnç
Yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemet ve stabilite
Pahalı ama en agresif kimyasal uygulamalar için gerekli
3. Kimyasal fabrika boru hatları için çelik seçerken dikkate alınması gereken faktörler
Bir kimyasal fabrika boru hattı için çelik türünü seçerken, çeliğin operasyonel ihtiyaçları karşılamasını sağlamak için çeşitli faktörlerin dikkate alınması gerekir:
Taşınan kimyasal türü: Her kimyasalın kendi korozyon profili vardır. Örneğin, sülfürik asit veya hidroklorik asit gibi asitler, çukurlaşmaya ve stres korozyonu çatlamasına karşı olağanüstü dirençli malzemeler gerektirir.
Sıcaklık ve basınç koşulları: Yüksek sıcaklıklar termal strese dayanabilen çelikler gerektirirken, yüksek basınçlar deformasyona güçlü ve dirençli malzemeler gerektirir.
Mekanik Özellikler: Boruların basınç veya darbe değişiklikleri gibi mekanik gerilmelere katlanması gereken uygulamalarda mukavemet, süneklik ve tokluk kritiktir.
Maliyet ve kullanılabilirlik: Alaşım çelikleri ve paslanmaz çelikler mükemmel korozyon direnci sunarken, daha yüksek bir fiyata gelirler. Karbon çeliği ve kaplamalı çelikler, kritik olmayan uygulamalar için daha uygun fiyatlı alternatifler sunabilir.
4. Korozyon direnci ve koruma stratejileri
316 paslanmaz çelik veya dubleks paslanmaz çelik gibi bazı çelikler korozyona karşı oldukça dirençli olsa da, boruları daha da korumak için ek stratejiler gerekebilir:
Kaplamalar ve astarlar: Epoksi veya plastik astarlar gibi koruyucu kaplamaların uygulanması, özellikle aşındırıcı ortamlarda çelik boruların uzun ömürlülüğünü iyileştirmeye yardımcı olabilir.
Katodik Koruma: Bu teknik, korozyona neden olan reaksiyonlara karşı koymak için boru hattına küçük bir elektrik yükünün uygulanmasını içerir.
Düzenli bakım: Boru hattı sisteminin düzenli olarak incelenmesi ve bakımı, sorunların erken tespit edilmesine ve önemli hasarı önlemeye yardımcı olabilir.
Çözüm
Bir kimyasal fabrikada boru hatları için doğru çelik türünü seçmek, tesisin operasyonlarının genel güvenliğini, verimliliğini ve uzun ömürlülüğünü etkileyen kritik bir karardır. 304 ve 316 gibi östenitik paslanmaz çelikler genellikle mükemmel korozyon dirençleri için go-to malzemelerdirken, dubleks paslanmaz çelikler stres korozyonuna daha fazla güç ve direnç sunar. Daha agresif uygulamalar için, daha yüksek bir maliyetle olsa da, nikel alaşımları ve alaşım çelikler gereklidir.
Doğru seçim, taşınan kimyasalların kapsamlı bir şekilde anlaşılmasına, çevre koşullarına, mekanik streslere ve maliyet hususlarına bağlıdır. Doğru malzemeye yatırım yapmak sadece tesisin güvenliğini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda bakım maliyetlerini de azaltır ve boru hattı sistemlerinin ömrünü uzatır. .
