การจำแนกประเภทและการวิเคราะห์มาตรฐานของท่อสแตนเลสหม้อไอน้ำ

ท่อเหล็กหม้อไอน้ำสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทตามวิธีการผลิต: ท่อเหล็กไร้รอยต่อและท่อเหล็กเชื่อมไฟฟ้า และจากมุมมองของวัสดุพวกเขารวมถึงเหล็กกล้าเฟอร์ริติกและสแตนเลสออสเทนนิติก นอกจากนี้ท่อสแตนเลสหม้อไอน้ำมีการใช้งานที่แตกต่างกันเช่นท่อและท่อถ่ายเทความร้อนทำให้ประเภทของพวกเขามีความหลากหลายมากขึ้น เป็นที่น่าสังเกตว่าในทุกหมวดหมู่เหล่านี้มีเพียงท่อสแตนเลสสตีลออสเทนนิติกเท่านั้นที่ใช้โดยเฉพาะสำหรับท่อถ่ายเทความร้อน ในมาตรฐาน JIS เนื้อหา CR ของสแตนเลสจะต้องเข้าถึงมากกว่า 11%และเกรดของมันจะแสดงด้วย SUS บวกหมายเลขซีเรียลตัวเลข

 

 

ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนความร้อนและมาตรฐาน

 

ท่อถ่ายเทความร้อนหรือที่รู้จักกันในชื่อท่อแลกเปลี่ยนความร้อนมีฟังก์ชั่นหลักของการถ่ายโอนความร้อนจากการเผาไหม้ของหม้อไอน้ำไปยังน้ำที่ไหลภายในท่อแลกเปลี่ยนความร้อน ท่อได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการขนส่งน้ำและไอน้ำและไม่ได้มีส่วนร่วมในกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อน ท่อเหล็กทั้งสองประเภทนี้เป็นไปตามมาตรฐานที่แตกต่างกันในญี่ปุ่น: มาตรฐานสำหรับการถ่ายเทความร้อนคือ JIS G3463 เช่น "ท่อสแตนเลสสำหรับหม้อไอน้ำและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน"ในขณะที่มาตรฐานสำหรับท่อดังต่อไปนี้ JIS G3459 คือ" ท่อสแตนเลสสำหรับท่อ "แม้ว่าทั้งสองมาตรฐานจะรวมถึงสแตนเลสสตีลทั่วไป SUS304 (18C-8NI ออสเทนนิติกสแตนเลสสตีล) ทั้งสองเป็นหมวดหมู่มาตรฐานที่แตกต่างกัน

 

ฟังก์ชั่นและมาตรฐานท่อ

 

ท่อใช้ในการขนส่งน้ำและไอน้ำและเป็นไปตามมาตรฐาน JIS G3459 แม้ว่าจะมีการทับซ้อนกับมาตรฐานท่อถ่ายเทความร้อน แต่ก็อยู่ในการใช้งานที่แตกต่างกัน แม้ว่าจะมีการทับซ้อนกันในบางแง่มุมเช่นการเลือกวัสดุการออกแบบและการผลิตของพวกเขาจำเป็นต้องได้รับการพิจารณาแยกต่างหากตามสภาพการทำงานที่แตกต่างกันเพื่อให้แน่ใจว่าความน่าเชื่อถือและความปลอดภัย

 

เหตุผลว่าทำไมสแตนเลสสตีลเฟอร์ริติกจึงไม่สามารถใช้ได้

 

ลักษณะและข้อบกพร่องของสแตนเลสเฟอร์ริติก

สแตนเลสส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสแตนเลสเฟอร์ริติกและสแตนเลสออสเทนนิติก Ferritic Stainless Steel มีโครงลูกบาศก์ที่เน้นร่างกายเป็นศูนย์กลางในขณะที่สแตนเลสออสเทนนิติกเป็นลูกบาศก์ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลางซึ่งมีลักษณะโดยการเติม CR และ Ni และ MN มากขึ้น ที่อุณหภูมิห้องเหล็กที่มี C จะสร้างโครงสร้างเฟอร์ไรต์ แต่เพื่อให้ได้ออสเทนไนต์อย่างน้อย 10% Cr และ Ni จะต้องรวมอยู่ในเหล็ก

 

ลักษณะของเหล็กเฟอร์ริติกรวมถึงการแพร่กระจายของอะตอมอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิสูง (ประมาณ 10 เท่าของเหล็กออสเทนนิติก) การนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมและการขยายตัวทางความร้อนต่ำ อย่างไรก็ตามมันยังมีข้อเสียบางอย่างเช่นการตกตะกอนการตกตะกอนความเหนียวไม่เพียงพอและความแข็งแรงต่ำ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งความแข็งแรงของการคืบอุณหภูมิสูง) ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง Creep หมายถึงการเสียรูปและการแตกหักของโลหะภายใต้ภาระเนื่องจากอุณหภูมิสูงเมื่อเวลาผ่านไปซึ่งมักจะเริ่มปรากฏขึ้นเมื่อเหล็กเกิน 400 องศา

 

ความต้องการสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง

 

ท่อสแตนเลสจำเป็นต้องทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงด้วยอุณหภูมิไอน้ำสูงสุดประมาณ 600 องศาและแรงดันประมาณ 25mpa ดังนั้นความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งความแข็งแรงของการคืบสูงมาก น่าเสียดายที่สแตนเลสเฟอร์ริติกที่มีมากกว่า 11% CR ไม่ทำงานเช่นเดียวกับสแตนเลสออสเทนนิติกในเรื่องนี้ นอกจากนี้การแพร่กระจายอะตอมอย่างรวดเร็วของสแตนเลสเฟอร์ริติกภายใต้สภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงอาจนำไปสู่การก่อตัวของเฟสσ (50FE-50CR) ซึ่งช่วยลดความแข็งแรงของเหล็กและเพิ่มความเปราะ

 

อย่างไรก็ตามองค์ประกอบ Ni, N และ Mn ที่อุดมไปด้วยสแตนเลสออสเทนนิติกสามารถยับยั้งการก่อตัวของเฟสσได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากท่อถ่ายเทความร้อนหม้อไอน้ำจำเป็นต้องมีความเสถียรของโครงสร้างอุณหภูมิสูงและความแข็งแรงอุณหภูมิสูงสแตนเลสเฟอร์ริติกจึงไม่เหมาะสำหรับสถานการณ์การใช้งานนี้