СТАТЕЙКИ.ORG.UA
электронный каталог статей

Виды и состав сталей для изготовления фланцев и прочих элементов трубопроводов

комментариев: 0 / добавить комментарий

Цель трубопроводного транспорта - надежно перемещать разные газы и жидкости в разных условиях. Данным целям удачно подходят металлы, чаще всего - сплавы железа.

Железный век продолжается. Приблизительно 9/10 используемых человечеством металлов и сплавов – это сплавы на основе железа. Железа выплавляется во всем мире приблизительно в 50 раз больше, чем алюминия, не говоря уже об иных химических элементах группы металлов.

Различные тройники, заглушки, фланцы, прокладки, переходы и иные детали трубопроводного транспорта изготавливаются не из чистых металлов, а из сплавов металлов с неметаллами и металлами.

С точки зрения физики и химии, металлы - это кристаллические структуры, в которых преобладает металлический тип химической связи, атомы легко отдают свои валентные электроны, превращаясь в положительные ионы. Происходит обобществление валентных электронов в объеме всего кристалла. Следствие этого - высокое координационное число и большая компактность кристаллических структур металлов.
Металлы в большинстве случаев, по сравнению с ковалентными кристаллами, имеют более низкие температуры плавления, испарения, модуль упругости. Металлические кристаллы более пластичны и менее тверды, чем ковалентные кристаллы.

Виды сплавов для изготовления фланцев

В сплавах, которые применяются для изготовления фланцев, химические элементы могут по-разному взаимодействовать друг с другом, образуя различные по составу, типу связи и строению фазовые состояния кристаллической решетки. Принято отличать 2 главных типа атомно-кристаллической структуры: твердые растворы (ТР) и промежуточные фазы (ПФ).

Твердые растворы

Твёрдые растворы - кристаллические вещества, в которых сохраняется симметрия 1-го (главного) элемента-растворителя.

Когда радиусы атомов смеси различаются не больше 15% (это так называемый размерный фактор), получаются твердые растворы замещения (или ТРЗ). Атомы растворенного в-ва располагаются в кристалле растворяющего вещества статистически и создают локальные деформации 3D решетки растворителя. Получение ТР приводит к увеличению прочности и уменьшению пластичности.
Альфа-железо дает неограниченную растворительную способность с хромом Cr, а высокотемпературная гамма-фаза - с никелем Ni.
Многие ТРЗ интересно ведут себя при изменении температуры: они способны находиться в упорядоченном состоянии (т.н. "сверхструктура"), когда при особых температурах вместо статистического распределения разносортных атомов в узлах решетки атомы одного и прочего металла размещаются в точно определенном порядке. Замечательно то, что при этом многие характеристики меняются скачком, например, при упорядочении возрастает прочность и твердость, снижается пластичность, что и приемлют фланцы, изготовленные из соответствующего сплава.

Твердые растворы внедрения (ТРВ) возникают при сплавлении переходных металлов с неметаллами небольшого радиуса атомов - N, C, B, H. Кстати, сталью называется сплав железа с углеродом, где содержание углерода составляет от 0, 01 % до 2, 0 %. Твердые растворы внедрения всегда имеют ограниченную растворимость. Искажения кристаллической решетки больше, чем в случае ТР замещения, поэтому характеристики изменяются более резко (повышается твердость и прочность, снижается вязкость и пластичность).
Примером твердых растворов внедрения, позволяющих изготавливать фланцы и прочие элементы трубопроводов, являются ТР углерода в гамма-железе с гране-центрированной кубической симметрией (до 2, 14% по массе углерода), альфа-железо с объёмно-центрированной кубической симметрией почти не растворяет углерод (до 0, 02% по массе).

Интересно, что в сплаве трех элементов возможно раствоорение путем и ТРВ, и ТРЗ: в сплаве Fe-Mn-C получается ТР, где Mn растворяется с помощью замещения, а углерод - при помощи внедрения.

ТР замещения и внедрения составляют основу большинства индустриальных конструкционных сплавов и сплавов для производство фланцев стальных, переходов, фланцевых заглушек и иных деталей трубопроводов.

В промежуточных фазах (ПФ) образуется абсолютно новый тип кристаллической решетки, качественно отличающися от решеток элементов, его образующих. Классификация ПФ разнородна и сложна, структура зависит от условного размера атомов, их валентности и атомного номера. ПФ внедрения - самые тугоплавкие и твердые промежуточные фазы. Карбид железа Fe3C (цементит) и Cr23C6 и Cr7O3 карбиды хрома - это важнейшие промежуточные фазы в достаточно тугоплавких и твердых конструкционных сталях (стальные фланцы жаропрочные).

В железных сплавах, содержащих больше 20% Cr, используемых как коррозионно-стойкие (например, нержавеющие фланцы), очень медленное охлаждение из области ТР приводит к резкому увеличению твердости и хрупкости сплавов. Сталь, содержащая 18% хрома и 8...9% никеля (фланцы стальные 12Х18Н10Т), – это знаменитая «нержавейка», из которой часто производят нержавеющие фланцы, стойкие к химически агрессивным воздействиям среды.

Характеристики сталей разнородны, следовательно, существуют фланцы жаропрочные, выдерживающие высокие значения температуры и агрессивное воздействие горячих газов, фланцы, предназначенные для долгого нахождения в морской воде, фланцы высокопрочные, условно мягкие фланцевые прокладки, фланцы из стали марки 09Г2С для криогенных температурных условий...

автор: Оксана
комментариев: 0 | просмотров: 113 | 03/11/2009
Читайте также:
Современные тенденции изготовления сплавов
При создании сплавов металлов технологи сегодня нередко прибегают к ра ...
Шаровые краны для пара
Особенности конструкции и области применения шаровых кранов для пара. ...
Необходимость переработки металлолома
В металлургии, как отрасли промышленного производства, перерабатываютс ...
Комментарии:
Администрация каталога не несет ответственности за информацию, размещенную посетителями сайта. Сообщения, оставленные на сайте, являются исключительно личным мнением их авторов, и могут не совпадать с мнением администрации каталога.
комментариев нет

ты можешь быть первым
* - поля, помеченные звездочкой, обязательны к заполнению.
Ваше имя*: (max 64 символа)
E-mail: (max 64 символа)
Комментарий*:
без HTML (min 20, max 1000 символов)


Ссылки на статью «Виды и состав сталей для изготовления фланцев и прочих элементов трубопроводов»:
URL
http://www.stateyki.org.ua/articles/vidy-i-sostav-stalei-dlya-izgotovleniya-flantsev-i-prochih-elementov-truboprovodov/
Ссылка
<a href="http://www.stateyki.org.ua/articles/vidy-i-sostav-stalei-dlya-izgotovleniya-flantsev-i-prochih-elementov-truboprovodov/">Виды и состав сталей для изготовления фланцев и прочих элементов трубопроводов</a>
BBCode
[url=http://www.stateyki.org.ua/articles/vidy-i-sostav-stalei-dlya-izgotovleniya-flantsev-i-prochih-elementov-truboprovodov/]Виды и состав сталей для изготовления фланцев и прочих элементов трубопроводов[/url]


Інтернет реклама УБМ
Наши партнеры
Покер онлайн
Биржи
etxt.ru
 

 

Інтернет реклама УБМ


Інтернет реклама УБМ