Koks plienas naudojamas dujų balionams?
Nov 25, 2023
Koks plienas naudojamas dujų balionams?
Dujų balionai naudojami suslėgtoms dujoms, tokioms kaip deguonis, anglies dioksidas ir propanas, laikyti. Jie yra būtini daugelyje pramonės šakų ir taikomųjų programų, nuo sveikatos priežiūros ir suvirinimo iki stovyklavimo ir maisto gaminimo. Tačiau dujų balionų saugumas ir patikimumas labai priklauso nuo jų medžiagų ir konstrukcijos, ypač nuo jų gamyboje naudojamo plieno. Šiame straipsnyje mes gilinsimės į plieno, kuris dažniausiai naudojamas dujų balionams, savybes ir rūšis, taip pat į standartus ir reglamentus, reglamentuojančius jų gamybą ir naudojimą.
Dujų balionų plieno savybės
Plienas yra universali ir patvari medžiaga, kuri šimtmečius buvo naudojama įvairiems tikslams. Dujų balionų atveju plienas turi keletą privalumų, tokių kaip stiprumas, kietumas ir atsparumas korozijai bei aukštam slėgiui. Tačiau ne visų rūšių plienas yra tinkamas arba saugus dujų balionams, nes turi atitikti specifinius sudėties, mikrostruktūros ir mechaninių savybių kriterijus. Štai keletas pagrindinių dujų balionų plieno savybių:
Cheminė sudėtis. Dujų balionams naudojamo plieno anglies kiekis turi būti mažas, paprastai mažesnis nei 0,20%, kad būtų išvengta trapumo ir korozijos. Jame taip pat turi būti tam tikrų legiravimo elementų, tokių kaip manganas, chromas ir nikelis, kad būtų padidintas jo stiprumas, suvirinamumas ir lankstumas. Plieno cheminė sudėtis paprastai nurodoma tarptautiniuose standartuose, pvz., ISO 9809-1, EN 1964-1 ir DOT-39.
Mikrostruktūra. Plieno mikrostruktūra reiškia jo atomų ir fazių išsidėstymą mikroskopiniame lygmenyje. Dujų balionams plienas turi būti smulkiagrūdės ir vienalytės struktūros, be matomų defektų ar intarpų, kad būtų užtikrintas vienodas stiprumas ir kietumas. Tai pasiekiama naudojant specialias apdorojimo technologijas, tokias kaip kontroliuojamas valcavimas, normalizavimas ir gesinimas bei grūdinimas.
Mechaninės savybės. Plieno mechaninės savybės reiškia jo gebėjimą atsispirti deformacijai, lūžimui ir nuovargiui veikiant įtempiams. Dujų balionuose plienas turi turėti tam tikrus tempimo stiprio, takumo, pailgėjimo ir atsparumo smūgiams diapazonus, atsižvelgiant į eksploatavimo sąlygas ir saugos veiksnius. Šios savybės dažniausiai tikrinamos ir tikrinamos įvairiais metodais, tokiais kaip tempimo bandymas, smūginis bandymas ir ultragarsinis bandymas.
Dujų balionų plieno rūšys
Yra keletas plieno rūšių, tinkamų dujų balionams, priklausomai nuo jų numatomų dujų, slėgio ir temperatūros. Štai keletas įprastų dujų balionų plieno rūšių ir jų charakteristikos:
SG255 / SG295. Šios rūšies plienas naudojamas suskystintoms naftos dujoms (SND), tokioms kaip propanas ir butanas, kurios laikomos vidutiniame slėgyje ir temperatūroje. Jie turi santykinai mažą atsparumą tempimui (apie 400 MPa) ir takumo ribą (apie 260 MPa), tačiau turi didelį pailgėjimą (apie 28 %) ir atsparumą smūgiams (apie 55 J). Paprastai jie gaminami karšto valcavimo ir kontroliuojamo valcavimo būdu.
SG325 / SG365. Šios rūšies plienas naudojamas suslėgtoms gamtinėms dujoms (SGD) ir suslėgtoms vandenilio dujoms (CHG), kurios laikomos aukštame slėgyje ir temperatūroje. Jie turi didesnį atsparumą tempimui (apie 540 MPa) ir takumo ribą (apie 365 MPa), bet mažesnį pailgėjimą (apie 22 %) ir atsparumą smūgiams (apie 35 J). Paprastai jie gaminami karšto valcavimo, grūdinimo ir grūdinimo būdu.
HP295/HP325. Šios rūšies plienas taip pat naudojamas SND ir kitoms dujoms, tačiau jų slėgis ir temperatūra yra aukštesni. Jų sudėtis ir mikrostruktūra panaši į SG255/SG295, bet didesnis tempiamasis stipris (apie 590 MPa) ir takumo riba (apie 440 MPa), mažesnis pailgėjimas (apie 20 %) ir atsparumas smūgiams (apie 33 J). Paprastai jie gaminami karšto valcavimo ir kontroliuojamo valcavimo būdu.
Tikslios šių plieno rūšių specifikacijos ir leistinos nuokrypos gali skirtis atsižvelgiant į nacionalinius ar tarptautinius standartus ir gamintojų praktiką. Tačiau jie turi atitikti minimalius cheminės sudėties, mikrostruktūros ir mechaninių savybių reikalavimus, kuriuos nustato atitinkamos institucijos.
Dujų balionų standartai ir taisyklės
Dujų balionams taikomi įvairūs standartai ir reglamentai, užtikrinantys jų saugumą, kokybę ir suderinamumą su naudotojų poreikiais bei aplinka. Kai kurie iš svarbiausių dujų balionų standartų ir taisyklių yra šie:
ISO 11119-2. Šis standartas nustato reikalavimus ir bandymo metodus, taikomus pakartotinai neužpildomiems dujų balionams, pagamintiems iš metalinių medžiagų, tokių kaip plienas, aliuminis ir titanas. Ji apima įvairių dujų, tokių kaip vandenilis, deguonis, azotas ir anglies dioksidas, balionų projektavimą, konstravimą, bandymus, ženklinimą ir žymėjimą. Jis taip pat nustato didžiausią leistiną cilindrų svorį ir tūrį įvairioms reikmėms.
LT 1964-1. Ši Europos norma nurodo reikalavimus ir bandymo metodus pakartotinai užpildomiems dujų balionams iš besiūlių plieno, kurių vandens talpa iki 150 litrų. Ji apima įvairių dujų, tokių kaip SND, SGD ir deguonis, balionų projektavimą, gamybą, bandymus, tikrinimą ir priežiūrą. Jame taip pat apibrėžiami balionų ženklai, etiketės ir dokumentai.
TAŠKAS-39. Šis JAV Transporto departamento (DOT) reglamentas nustato reikalavimus ir bandymo metodus, taikomus specifikacijų balionams, pagamintiems iš besiūlių plieno, kurių vandens talpa iki 75 litrų. Ji apima įvairių dujų, pvz., propano, helio ir acetileno, balionų projektavimą, gamybą, bandymą, tikrinimą ir patvirtinimą. Jis taip pat reglamentuoja balionų ženklinimą, ženklinimą ir apskaitos tvarkymą.
Kiti dujų balionų standartai ir taisyklės gali būti taikomi konkrečioms šalims, regionams, pritaikymams ar pramonės šakoms. Jie gali apimti tokias problemas kaip suderinamumas, transportavimas, sandėliavimas, užpildymas, ištuštinimas ir balionų šalinimas. Šių standartų ir taisyklių laikymasis yra būtinas dujų balionų ir jų naudotojų saugai ir teisėtumui.
Išvada
Plienas yra gyvybiškai svarbi dujų balionų medžiaga, nes suteikia tvirtumo, tvirtumo ir atsparumo aukštam slėgiui bei korozijai. Dujų balionų plieno savybės ir klasės priklauso nuo konkrečių dujų, slėgio ir temperatūros, taip pat nuo standartų ir taisyklių, reglamentuojančių jų gamybą ir naudojimą. Siekiant užtikrinti dujų balionų saugumą ir patikimumą, svarbu pasirinkti tinkamą plieną ir laikytis atitinkamų standartų bei reglamentų.