Cách lựa chọn vật liệu van trong điều kiện nhiệt độ cao

Trong hệ thống dẫn chất lỏng,Van nhiệt độ caoVan là một bộ phận điều khiển không thể thiếu, chủ yếu có các chức năng điều chỉnh, chuyển hướng, chống chảy ngược, ngắt và đóng cắt. Van được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp và dân dụng. Van chịu nhiệt độ cao là một loại van thường được sử dụng. Các đặc tính cụ thể của nó như sau: khả năng tôi luyện tốt, có thể tôi sâu; khả năng hàn tốt; khả năng hấp thụ va đập tốt, khó bị hư hỏng do tác động mạnh; độ giòn khi tôi luyện ít hơn, v.v. Có khá nhiều loại van chịu nhiệt độ cao. Phổ biến hơn cả là van chịu nhiệt độ cao.Van bướmnhiệt độ caoVan bibộ lọc chịu nhiệt độ cao và chịu nhiệt độ caoVan cổng.

 

Các loại van chịu nhiệt độ cao là gì?

Các loại van chịu nhiệt độ cao bao gồm van cổng chịu nhiệt độ cao, van đóng ngắt chịu nhiệt độ cao, van một chiều chịu nhiệt độ cao, van bi chịu nhiệt độ cao, van bướm chịu nhiệt độ cao, van kim chịu nhiệt độ cao, van tiết lưu chịu nhiệt độ cao và van giảm áp chịu nhiệt độ cao. Trong số đó, các loại van được sử dụng phổ biến hơn cả là van cổng, van cầu, van một chiều, van bi và van bướm.

 

Điều kiện hoạt động của van chịu nhiệt độ cao là gì?

Các điều kiện làm việc ở nhiệt độ cao chủ yếu bao gồm nhiệt độ dưới mức cao, nhiệt độ cao I, nhiệt độ cao II, nhiệt độ cao III, nhiệt độ cao IV và nhiệt độ cao V, sẽ được giới thiệu riêng bên dưới.

Ngành công nghiệp

Nhiệt độ dưới mức cao

Nhiệt độ dưới mức cao có nghĩa là nhiệt độ làm việc của van nằm trong khoảng 325 ~ 425 ℃. Nếu môi chất là nước và hơi nước, chủ yếu sử dụng WCB, WCC, A105, WC6 và WC9. Nếu môi chất là dầu chứa lưu huỳnh, chủ yếu sử dụng C5, CF8, CF3, CF8M, CF3M, v.v., có khả năng chống ăn mòn sunfua. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị giảm áp suất và áp suất khí quyển cũng như các thiết bị luyện cốc chậm trong nhà máy lọc dầu. Lúc này, các van làm bằng CF8, CF8M, CF3 và CF3M không được sử dụng để chống ăn mòn dung dịch axit, mà được sử dụng cho các sản phẩm dầu mỏ chứa lưu huỳnh và đường ống dẫn dầu khí. Trong điều kiện này, nhiệt độ làm việc tối đa của CF8, CF8M, CF3 và CF3M là 450 °C. 

Nhiệt độ cao Ⅰ

Khi nhiệt độ làm việc của van là 425 ~ 550 ℃, nó thuộc loại van chịu nhiệt độ cao cấp I (gọi tắt là cấp PI). Vật liệu chính của van cấp PI là “thép chịu nhiệt chất lượng cao cấp I, cacbon trung bình, crom, niken, đất hiếm, titan” với dạng cơ bản là CF8 theo tiêu chuẩn ASTMA351. Vì cấp PI là một tên gọi đặc biệt, nên khái niệm thép không gỉ chịu nhiệt độ cao (P) cũng được bao gồm ở đây. Do đó, nếu môi chất làm việc là nước hoặc hơi nước, mặc dù có thể sử dụng thép chịu nhiệt độ cao WC6 (t≤540 ℃) hoặc WC9 (t≤570 ℃), hoặc thép chịu nhiệt độ cao C5 (ZG1Cr5Mo) cho các sản phẩm dầu chứa lưu huỳnh, nhưng chúng không được gọi là van cấp PI ở đây. 

Nhiệt độ cao II

Van có nhiệt độ hoạt động từ 550 đến 650 ℃, được phân loại là van nhiệt độ cao cấp II (ký hiệu là P II). Van nhiệt độ cao cấp P II chủ yếu được sử dụng trong thiết bị cracking xúc tác dầu nặng của nhà máy lọc dầu. Nó bao gồm van cổng chịu mài mòn có lớp lót chịu nhiệt độ cao được sử dụng trong vòi phun ba chiều và các bộ phận khác. Vật liệu chính của van cấp P II là “thép chịu nhiệt cường độ cao cấp II, cacbon trung bình, crom, niken, đất hiếm, titan, tantali” với hình dạng cơ bản là CF8 theo tiêu chuẩn ASTMA351. 

Nhiệt độ cao III

Van có nhiệt độ hoạt động từ 650 đến 730 ℃, được phân loại là van nhiệt độ cao cấp III (ký hiệu là PⅢ). Van nhiệt độ cao cấp PⅢ chủ yếu được sử dụng trong các tổ máy cracking xúc tác dầu nặng quy mô lớn tại các nhà máy lọc dầu. Vật liệu chính của van nhiệt độ cao cấp PⅢ là CF8M theo tiêu chuẩn ASTMA351. 

Nhiệt độ cao IV

Van có nhiệt độ hoạt động từ 730 đến 816 ℃, được xếp hạng nhiệt độ cao cấp IV (viết tắt là PIV). Giới hạn trên của nhiệt độ hoạt động của van PIV là 816 ℃, vì nhiệt độ cao nhất được quy định trong tiêu chuẩn ASMEB16134 về cấp áp suất-nhiệt độ được chọn cho thiết kế van là 816 ℃ (1500υ). Ngoài ra, sau khi nhiệt độ hoạt động vượt quá 816 °C, thép gần như bước vào vùng nhiệt độ rèn. Lúc này, kim loại nằm trong vùng biến dạng dẻo, và kim loại có độ dẻo tốt, khó chịu được áp suất làm việc cao và lực tác động mạnh mà không bị biến dạng. Vật liệu chính của van P IV là CF8M theo tiêu chuẩn ASTMA351 với hình dạng cơ bản là “thép chịu nhiệt cường độ cao cấp IV chứa cacbon trung bình, crom, niken, molypden, đất hiếm, titan, tantali”. Thép không gỉ chịu nhiệt F310 (bao gồm hàm lượng C ≥0,1050%) và tiêu chuẩn CK-20 và ASTMA182. 

Nhiệt độ cao Ⅴ

Van nhiệt độ làm việc cao hơn 816 ℃, được gọi là PⅤ. Van nhiệt độ cao PⅤ (dành cho van đóng ngắt, không phải van bướm điều chỉnh) phải áp dụng các phương pháp thiết kế đặc biệt, chẳng hạn như lớp lót cách nhiệt hoặc làm mát bằng nước hoặc khí để đảm bảo hoạt động bình thường của van. Do đó, giới hạn trên của nhiệt độ làm việc của van nhiệt độ cao cấp PⅤ không được quy định, vì nhiệt độ làm việc của van điều khiển không chỉ được xác định bởi vật liệu mà còn bởi các phương pháp thiết kế đặc biệt, và nguyên tắc cơ bản của phương pháp thiết kế là như nhau. Van nhiệt độ cao cấp PⅤ có thể lựa chọn các vật liệu hợp lý đáp ứng yêu cầu của van theo môi chất làm việc, áp suất làm việc và phương pháp thiết kế đặc biệt. Trong van nhiệt độ cao cấp PⅤ, van cánh hoặc van bướm thường được làm từ hợp kim chịu nhiệt độ cao HK-30 và HK-40 theo tiêu chuẩn ASTMA297. Chúng có khả năng chống ăn mòn nhưng không chịu được va đập và tải trọng áp suất cao.


Thời gian đăng bài: 21/06/2021