Wybór gatunku kołnierza tytanowego dla mediów chemicznych

Wybór gatunku kołnierza tytanowego do mediów chemicznych

Kołnierz tytanowy w zakładzie chemicznym rzadko ulega awarii pośrodku powierzchni. Ulega awarii we wężkiej szczelinie między uszczelką a kołnierzem, gdzie ciecz pozostaje nieruchoma, tlen jest zużywany, a chlorki się koncentrują. Tytan lepiej niż jakikolwiek gatunek stali nierdzewnej jest odporny na płynące medium, ale gatunek musi pasować do chemii, a połączenie musi być wykonane tak, aby szczelina pozostała czysta. Te kołnierze to Gr1, Gr2, Gr5 i Gr7, ANSI B16.5 i GB/T 9112, DN 15 do 600, w wykonaniach spawanych szyjnie, nakładanych, zaślepionych i niestandardowych sześciokątnych lub płaskich kształtach obrabianych zgodnie z rysunkiem.

Co decyduje medium

Pierwsze pytanie brzmi, czy kwas utlenia, czy redukuje. Tytan opiera się na cienkiej warstwie tlenku, a media utleniające, takie jak kwas azotowy lub mokry chlor, odbudowują tę warstwę szybciej, niż ją atakują. Kwasy redukujące, takie jak kwas solny lub rozcieńczony kwas siarkowy, usuwają warstwę, a dodatek palladu w Gr7 lub molibdenu i niklu w Gr12 utrzymuje pasywność powierzchni. Pomylenie tego jest najczęstszym i najdroższym błędem w doborze kołnierzy do zastosowań chemicznych.

Przewodnik po mediach i gatunkach

Tabela jest punktem wyjścia, a nie wykresem korozyjności. Stężenie, temperatura, napowietrzenie i obecność fluorków lub wolnego chloru przesuwają granicę, a tam, gdzie zadanie znajduje się blisko granicy, uczciwą odpowiedzią jest test próbki, a nie zgadywanie gatunku.

Wykończenie powierzchni i wybór uszczelki

Uszczelka wykonuje dwa zadania i tylko jedno z nich to uszczelnianie. Decyduje również o tym, jak ciasna jest szczelina i ile chlorków może się tam skoncentrować. Uszczelka spiralna z wypełnieniem grafitowym lub PTFE jest ogólnym rozwiązaniem do zastosowań chemicznych; koperta PTFE nadaje się do zastosowań o wysokiej czystości i niższym ciśnieniu; płyta z włókien prasowanych jest przeznaczona do linii wodnych i pomocniczych, gdzie tytan jest wybierany zamiast strony procesu.

Dlaczego szczelina decyduje o żywotności

Tytan nie jest atakowany przez neutralne chlorki w temperaturze otoczenia, dlatego przetrwa wodę morską, podczas gdy 316L nie. Wewnątrz szczeliny uszczelki chemia jest inna: ciecz jest stojąca, tlen jest zużywany, pH spada, a chlorki się koncentrują. Powyżej około 70 do 80 C taka kombinacja może rozpocząć korozję szczelinową nawet w Gr2. Praktyczne zabezpieczenia to gładkie wykończenie powierzchni, uszczelka, która nie pozostawia szerokiej martwej przestrzeni, uszczelki pełne lub ograniczone do agresywnych zastosowań, oraz Gr7 tam, gdzie temperatury nie można utrzymać na niskim poziomie.

Śruby i sprzężenie galwaniczne

Tytan znajduje się wysoko w szeregu galwanicznym, więc jest katodą, a otaczająca go stal staje się anodą. Stalowe śruby przechodzące przez kołnierz tytanowy będą korodować szybciej niż te same śruby przechodzące przez kołnierz stalowy, a podkładki i stal konstrukcyjna cierpią w ten sam sposób. Izolujące tuleje i podkładki, pomalowana lub powlekana powierzchnia śruby lub śruby tytanowe ze związkiem zapobiegającym zacieraniu działają; nie działa mieszanie materiałów i nadzieja. Śruby tytanowe mocno się zacierają na gwintach tytanowych, więc smar nie jest opcjonalny.

Montaż bez przeciążania kołnierza

Naprężenie wstępne jest ustawiane od uszczelki, a nie od klucza. Wymagana siła śrub to naprężenie docisku uszczelki pomnożone przez powierzchnię uszczelki, plus obciążenie robocze, a moment obrotowy podąża za zwykłą zależnością T równa się K razy F razy d, z K około 0,20 dla smarowanych gwintów. Śruba M20 przy 60 kN wymaga zatem około 240 Nm, stosowana w układzie gwiazdy w trzech przejściach. Tytan ma niższy moduł sprężystości niż stal, około 110 GPa w porównaniu do 207, więc ta sama siła śrubowa powoduje większe rozciągnięcie śruby, a zespół jest bardziej wrażliwy na rozluźnienie i cykle termiczne.

Kształty sześciokątne, płaskie i niestandardowe

Nie każde połączenie jest standardowym spawem szyjnym. Kołnierze sześciokątne są używane tam, gdzie potrzebna jest płaska powierzchnia klucza na korpusie zaworu, wzierniku lub przyłączu instrumentu, a kołnierze płaskie lub prostokątne pojawiają się na króćcach urządzeń, zbiornikach i kanałach. Są one obrabiane z płyty lub z pierścienia kutego, sprawdzane zgodnie z rysunkiem, a nie z tabeli standardowej, a trasa płyty jest zazwyczaj ograniczona do niższych klas i cieńszych sekcji, ponieważ przepływ ziarna w kierunku grubości jest słabszy niż w przypadku piasty kutej. Tam, gdzie połączenie jest narażone na cykle lub wysokie klasy, kształt kuty jest bezpieczniejszym rozwiązaniem, nawet jeśli jego obróbka jest droższa.

Rzeczywistość temperatury i ciśnienia

Opublikowany zakres roboczy dla tych kołnierzy wynosi od minus 60 do 250 C. Tytan zachowuje użyteczną wytrzymałość do około 300 C w Gr2 i około 400 C w Gr5, a powyżej tego pełzanie staje się przypadkiem projektowym, a nie granicą plastyczności. Klasa ciśnienia zależy od uszczelki i śrub w takim samym stopniu, jak od samego kołnierza, więc połączenie klasy 150 z uszczelką spiralną nie jest tą samą strukturą, co to samo odlewanie z uszczelką z włókna, a ocena zespołu jest niższa z tych dwóch.

Inspekcja i dokumentacja

Każda partia jest sprawdzana przez PMI, aby Gr2 nie został zastąpiony Gr7, a powierzchnie są sprawdzane przez PT po obróbce, ponieważ zakładka lub ślad narzędzia na powierzchni uszczelniającej jest ścieżką wycieku. UT jest stosowany na grubszych sekcjach i na piastach kutych. Raport wymiarowy obejmuje wykończenie powierzchni, prostopadłość, rozstaw otworów na śruby i grubość, a certyfikat 3.1 zgodnie z EN 10204 wiąże kołnierz z jego numerem partii. W przypadku zakładu chemicznego te dokumenty są zazwyczaj powodem akceptacji kołnierza przy dostawie.

Zamawianie kołnierza do zastosowań chemicznych

Wyślij listę linii, a nie pojedynczy rozmiar: standard i rozmiar, klasa lub PN, typ powierzchni, gatunek, typ uszczelki, materiał śrub oraz medium z jego stężeniem i temperaturą. Dodaj wykończenie, test i pakiet dokumentów. Tam, gdzie medium jest kwasem redukującym, zaznacz to na etapie zapytania, ponieważ podanie Gr2 dla linii kwasu solnego to tani kołnierz i kosztowne zatrzymanie pracy.

Zdjęcia produktów