ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Условия работы и выбор материалов для деталей сосудов и трубопроводов из "Оборудование цехов синтеза высокого давления в азотной промышленности" Аппарат высокого давления представляет собой внутреннюю насадку (катализаторная коробка и теплообменник в колонне синтеза осадительное устройство в сепараторе стакан с фильтрующим материалом или адсорбентом в фильтре и т. д.), помещенную в оболочку — сосуд высокого давления (см. главы 5, 7, 8). [c.237] Общие требования, предъявляемые к сосудам высокого давления,— безопасность и бесперебойность их работы. Это обеспечивается механической прочностью и непроницаемостью узлов и деталей сосуда, их устойчивостью к действию высоких температур и среды, а также конструктивной надежностью сосуда и возможностью контроля за процессом в нем. [c.238] Материал аппаратуры синтезов высокого давления находится под действием давления, высоких температур и различных агрессивных сред. Если не удается подобрать материал, стойкий ко всем этим видам разрушающих воздействий, применяют защитные покрытия стенок сосуда, а также локализуют зону высоких температур в теплоизолированных внутренних насадках аппарата, сделанных из более стойкого материала (см. главы 5 и 8). [c.238] Основные детали сосудов высокого давления изготовляют из стали, выплавляемой в электрических или мартеновских печах. Применяют как углеродистые стали, так и стали, легированные различными присадками. [c.238] Легирующие элементы влияют почти на все свойства стали, они образуют твердые растворы и карбиды, препятствуют росту зерна, увеличивают прокаливаемость при термообработке, влияют на пределы прочности и ползучести стали, на ее стойкость к коррозии. Свойства стали определяются в основном ее составом и режимом термообработки. [c.238] При высоких температурах показатели прочности, твердости, пластичности и вязкости сталей в большей или меньшей степени снижаются. Одновременно наблюдается явление ползучести, причем с повышением температуры ползучесть резко возрастает (стр. 13]). Следствием этого является релаксация напряжений подвергнутые затяжке резьбовые детали разгружаются, и нарушается плотность прокладочных соединений. Из-за возникновения ползучести и снижения прочности углеродистые стали используют при температурах не выше 350—380° С. [c.238] К легирующим присадкам, повышающим сопротивление стали ползучести, относятся молибден, вольфрам, ванадий, отчасти хром. Наиболее эффективен молибден, поэтому почти все низколегированные жаропрочные перлитные стали содержат от 0,25 до 0,7% и болеа молибдена (иногда в сочетании с ванадием). Применение таких сталей допустимо при температурах до 550— 560° С (стр. 131), при более высоких температурах используют высоколегированные стали аустенитного класса. [c.238] Длительное воздействие высоких температур также может привести к структурным изменениям металла, причем наиболее опасна графитйзация, наблюдаемая при температурах выше 480 — 500° С. К графитизации склонны стали, при выплавке которых в качестве раскислителя используют алюминий. Этому явлению способствует также присутствие кремния. Чтобы устранить графитизацию, в сталь добавляют карбидообразующие присадки (V, У, Мо, Сг, а также Т1). Большое значение имеет режим термообработки стали. [c.239] Разрушающее действие водорода при высоком давлении обнаруживается уже в области температур выше 200 С. Стали с малым содержанием углерода обладают повышенной стойкостью к действию водорода (см. табл. на стр. 132), однако применение малоуглеродистых и обезуглероженных сталей ограничено из-за низких показателей прочности и теплостойкости. [c.239] Эффективный способ предотвращения водородной коррозии сталей — добавление в них Сг, Мо, V, Ш, Т1, способных образовывать карбиды (простые и смешанные), более стойкие, чем карбид железа. При этом основной легирующей присадкой являются менее дефицитный хром (образующий смешанный карбид железа и хрома), а также молибден. Титан и ванадий, образующие простые карбиды, используют в сочетании с хромом и молибденом (стр. 132). [c.239] Высоколегированные хромоникелевые стали применяют для условий, в которых низко- и среднелегированные стали не проявляют достаточной тепло- и водородостойкости. [c.239] В табл. 2 представлены данные о влиянии важнейших легирующих элементов на свойства стали [6]. [c.239] В производстве метанола карбонильной коррозии в наибольшей степени подвергается аппаратура из углеродистых сталей. Однако и низколегированные перлитные стали также недостаточно стойки к этому виду коррозии (стр. 215). Поэтому стальные детали сосудов, работающие в опасной температурной зоне, а также внутреннюю поверхность соответствующих участков труб футеруют высоколегированной сталью Х18Н10Т или медью. [c.239] На основании результатов исследований и обобщения долголетнего отечественного и зарубежного опыта составлены нормативные материалы [7 ] по применению сталей для сосудов высокого давления и их деталей в зависимости от условий работы (давление, температура, среда) и способа изготовления сосуда. [c.239] В условиях водородсодержащей среды при температуре стенки до 200° С ( холодные сосуды) для изготовления корпусов и крышек сосуда применяют как углеродистые, так и низколегированные стали. Корпуса и крышки горячих сосудов, работающие в тех же условиях, но при температуре стенки до 300 и 400° С, изготовляют из среднелегированных сталей. Крепежные шпильки выполняют также из среднелегированных сталей (табл. 3). [c.240] Трубопроводы высокого давления выполняют из бесшовных, холоднокатаных, горячекатаных и холоднотянутых труб. Фланцы и фасонные части трубопроводов изготовляют из стальных поковок. Трубы и поковки подвергают термообработке, режим которой обеспечивает требуемые механические свойства стали. [c.241] Марки сталей, применяемых для деталей трубопроводов в зависимости от условий их работы, приведены в табл. 4. [c.241] Механические свойства сталей, перечисленных в табл. 3 и 4, даны в Приложениях 5—6. [c.241] Местное нагревание днища в узле вывода горячего газа в колоннах, работающих с высоким съемом аммиака или в колоннах с выносным котлом (см. например, рис. 5-22), нетрудно предотвратить конструктивными мерами. [c.242] Вернуться к основной статье