آیا ورق استیل توانایی فعالیت در دماهای پایین را دارد ؟

02135089 شماره تماس
کاربرد ورق استیل در دماهای پایین

ورق استیل از جمله آلیاژهایی است که دارای رنج دمایی بالایی است. دماهای پایین و بالا هیچ مشکلی برای ورق استیل بوجود نمی آورد. ولی باید در نوع گرید و شرایط موازی دقت لازم را داشت.

گروه فلز
گروه فلز

قیمت ورق استیل؛ فروش انواع ورق استیل صنعتی و ورق استنلس استیل در آلیاژ و ضخامت های مختلف. با حرفه ای ها خرید کنید تلفن: 35089-021

 

فهرست موضوعات


 

مقدمه کاربرد ورق استیل در دماهای پایین

منظور از دمای پایین یا کرایوژنیک دماهای زیر منفی 50 درجه (و مطابق بعضی مراجع زیر منفی 30 درجه) می باشد. یکی از کاربردهای آلیاژها در دماهای پایین، نگهداری گازهای مایع شده در نزدیک نقطه جوش و فشار نزدیک به اتمسفر می باشد. چون جهت نگهداری مایع آنها در دمای محیط، به علت ضریب انبساط مایع به گاز در حدود 700، نیاز به مخازنی با تحمل فشار بالا و بنابراین جدار بسیار ضخیم می باشد. جهت انتخاب آلیاژ های مناسب (مانند انواع ورق استیل) برای کار در دماهای پایین به جدول زیر مراجعه کنید:

نام ماده کرایوژنیک ضریب انبساط مایع به گاز دما منفی (درجه سانتی گراد) آلیاژ توصیه شده
آمونیاک جوشان   33- کربن استیل
نیتروژن 710 196- ورق استیل آستنیتی
نئون   246- ورق استیل آستنیتی

 

همانطور که دیده می شود ورق استیل آستنیتی، آلیاژهای آلومینیوم و فولاد های نیکل دار (و در مواردی تعدادی از آلیاژهای تیتانیم) تنها گروه های مناسب جهت کاربرد در شرایط حاد کرایوژنیک می باشند. از لحاظ کارایی ورق استیل برای کلیه محدوده های دمایی قابل استفاده بوده، ولی به علت قیمت بالا کاربرد آنها در همه موارد اقتصادی نیست. کاربرد آلیاژهای آلومینیوم نیز به علت مشکلات تهیه مقاطع ضخیم و عملیات ساخت آنها با محدودیت همراه می باشد. در این میان کاربرد فولادهای نیکل دار در رنج وسیعی از دما مناسب و اقتصادی است. به طور کلی معیارهای اساسی و مهم در انتخاب یک آلیاژ برای کار در دماهای پایین اندکی با شرایط عادی متفاوت بوده و به شرح ذیل می باشد:


1-استحکام مکانیکی آن در دمای کاربرد مناسب باشد.
2-چقرمگی و مقاومت به ضربه آن در دمای کاربرد مناسب باشد.
3-دمای انتقال از شکست چکش خوار به ترد آن هر چه ممکن است پایین تر باشد.
4-شیب منحنی دمای انتقال تا حد امکان کم باشد. یعنی آلیاژ به طور ناگهانی ترد نگردد.
5-در مورد ذخیره و کاربرد مایعات کرایوژنیک نکات ویژه ای را باید در نظر گرفت.

تغییر خواص مکانیکی ورق استیل

با کاهش دما خواص مکانیکی آلیاژ ها مانند سختی، تنش تسلیم، تنش کششی و مدول الاستیک (جز در موارد استثنایی مانند مس جهت دو خاصیت اخیر) افزایش چقرمگی و مقاومت به ضربه کاهش می یابد.


دمای انتقال نقش بسیار مهمی در انتخاب آلیاژها در دمای پایین دارد. دمای انتقال یا محدوده دمای انتقال از شکست چکشخوار به ترد، دمایی می باشد که پایین تر از آن آلیاژ ترد شده و چقرمگی خود را به میزان زیادی از دست می دهد. منحنی دمای انتقال هر آلیاژ از آزمایش ضربه در دماهای مختلف به دست می آید. معمولاً آلیاژهای با شبکه بی سی سی مانند کربن استیل، ورق استیل فریتی و ورق استیل مارتنزیتی در دماهای نسبتا پایین به شدت ترد و شکننده می شوند. چون دمای انتقال آنها نزدیک به دمای محیط بوده و شیب منحنی آنها در محدوده انتقال زیاد می باشد. در صورت استفاده از این آلیاژها در دماهای پایین، احتمال شکست ناگهانی بدون علائمی نظیر تغییر طول و کمانش محسوس وجود دارد. برعکس آن برای ورق استیل آستنیتی (با شبکه fcc) علاوه بر داشتن چقرمگی متوسط بالاتر، دارای شیب افت بسیار ملایم تری نیز می باشند. بنابراین خواص چقرمگی آن ها در دماهای پایین قابلیت اطمینان بیشتری داشته و در این دما به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.


نیکل در میان تمام عناصر آلیاژی دارای بیشترین اثر در بهبود خواص چقرمگی فولادها در دمای پایین می باشد. اثر نیکل علاوه بر روی منحنی انتقال فولاد ها علاوه بر پایین بردن دمای انتقال، شیب منحنی آن را بسیار ملایم تر نموده و درنتیجه کاربرد فولاد را در دمای پایین قابل اطمینان تر می نماید. تا جایی که فولادی با 13 درصد نیکل تقریبا فاقد دمای انتقال بوده و با کاهش دما چقرمگی آن تقریباً ثابت می ماند. در دماهای زیر حدود منفی 40 درجه کاربرد کربن استیل مجاز نبوده و بایستی بر حسب کاهش دما از فولادهای حاوی درصد های مختلف نیکل استفاده نمود. در شرایط حادتر منفی 190 درجه ورق استیل کاربرد دارد.

 

ورق استیل


مانند تمام فعالیت های دیگر انجام کار سرد بر روی ورق استیل آستنیتی، مقاومت به ضربه آنها را کاهش می دهد. ولی به طور کلی بر خلاف فعالیت های با شبکه بی سی سی (ورق استیل فریتی و ورق استیل مارتنزیتی) این کاهش خیلی شدید و محسوس نمی باشد. بنابراین آلیاژهای کارسرد شده آستنیتی به دلیل بالاتر بودن استحکام آنها، در دماهای کرایوژنیک کاربرد زیادی دارند.


خواص مکانیکی تعدادی از ورق استیل آستنیتی در دماهای پایین در جدول زیر آورده شده است.

انرژی شکست N.m ازدیاد طول % استحکام کششی MPa استحکام تسلیم MPa دما

نوع آلیاژ

47 50 827 289 0 ورق استیل 302
- 57 930 296 40-
37 57 1130 400 78-
13 42 1447 427 168-
- 40 1550 427 196-
- 38 1723 427 253-
51 60 792 261 0 ورق استیل 304
- 55 930 276 40-
36 48 1137 310 78-
29 42 1433 379 168-
- 38 1550 393 196-
- 27 1726 475 253-
- 58 675 193 0 ورق استیل 304L
- 55 792 207 40-
- 50 951 241 78-
22 44 1206 276 168-
- 42 1323 310 196-
26 41 1516 344 253-
48 68 620 276 0 ورق استیل 316
- 67 723 310 40-
36 65 827 393 78-
26 51 1102 503 168-
- 19 1240 551 196-
- 55 1585 641 253-
44 58 689 276 0 ورق استیل 321
- 55 827 310 40-
35 53 951 345 78-
30 47 1275 400 168-
- 22 1454 413 196-
- 34 1709 469 253-
40 60 689 276 0 ورق استیل 347
- 58 792 310 40-
32 52 937 345 78-
26 45 1240 344 168-
- 19 1344 358 196-
- - 1585 448 253-

 

ذخیره و کاربرد مایعات کرایوژنیک با ورق استیل

 

ورق استیل


شاید تصور شود که کار با مایعات کرایوژنیک به دلیل دمای پایین، کم خطر می باشد. اما این تصور غلط بوده و باید در ذخیره و کاربرد آنها نکات ویژه و مهمی را در نظر گرفت:


1-مخازن نگهداری مایعات کرایوژنیک عموماً باید دو یا چند جداره باشند. چون نفوذ گرمای محیط نرخ تبخیر آنها را بالا می برد. بین جدارها باید خلا بوده و یا با عایق های مناسب پوشش گردد.


2-در کنار مخازن یا لوله های انتقال مایعات کرایوژنیکی بدون عایق یا دارای عایق نامناسب، که زیر دمای اکسیژن مایع هستند، اکسیژن هوا تبدیل به مایع گردیده و خطر آتش سوزی در اطراف آنها بسیار بالا می باشد.


3-همانطور که گفته شد مایعات کرایوژنیک در موقع تبدیل به گاز فشارهای بالایی تولید می نماید. بنابراین برای جلوگیری از خطر ترکیدگی، مخازن آنها باید به یک یا چند شیر اطمینان مناسب مجهز گردیده و به تناوب از عدم یخ زدگی آنها اطمینان حاصل گردد.


4-تماس مایعات کرایوژنیک با مواد نرم مانند لاستیک، پلاستیک و . . . آنها را کاملاً ترد می نماید. لوله های پلاستیکی فاضلاب ها نیز ممکن است در مقابل آن دوام نیاورد. بنابراین بهترین راه دفع مایعات کرایوژنیک اضافی تبخیر آنها در فضای مناسب می باشد.

 

ورق استیل


5-گازهای حاصل از مایعات کرایوژنیک هر کدام به نوعی ممکن است خطرناک باشند. تعدادی مانند هیدروژن و متان آتش گیر بوده و تعداد دیگری مانند فلوئور و سولفید هیدروژن سمی هستند. بر اثر نشت گازهای خنثی مانند نیتروژن نیز خطر کاهش اکسیژن محیط و ایجاد خفقان وجود دارد که گاهی بدون علائم مشخصی منجر به مرگ می گردد. بنابراین نصب سنسور درصد اکسیژن در محل توصیه می گردد.


6-تجهیزات در تماس با اکسیژن به هیچ عنوان به روغن، گریس و مواد آلی مشابه آلوده نگردد.


7-انتقال و کار با مایعات کرایوژنیک بدون لوازم ایمنی، مانند عینک و دستکش بسیار خطرناک می باشد. زیرا تماس آنها با پوست اصطلاحاً سوختگی انجماد تولید نموده و ممکن است چشم را کاملاً نابینا نماید.


امتیاز شما به این مطلب چقدر است؟


ارسال نظر درباره این موضوع

Loading...
تماس بگیرید