Hyrje dhe Kushtet e Operimit
Pllakat e çelikut të kaldajave, të njohura gjithashtu si pllaka çeliku të enëve nën presion, janë produkte të specializuara të çelikut të petëzuara në nxehtësi të krijuara posaçërisht për ndërtimin e kaldajave, enëve nën presion dhe shkëmbyesve të nxehtësisë. Ndryshe nga çeliku strukturor i projektuar për të mbajtur ngarkesa statike në ndërtesa, pllakat e çelikut të bojlerit duhet të durojnë dy kushte ekstreme njëkohësisht: presion të brendshëm masiv dhe luhatje të shpejta të temperaturës . Këto pllaka zakonisht funksionojnë në temperatura mesatare (nën 350°C) nën presion të lartë, ndërsa janë gjithashtu subjekt i ngarkesave të ndikimit, streseve të lodhjes dhe korrozionit nga uji dhe gazrat. Mjedisi i kërkuar i shërbimit kërkon pllaka me forcë, qëndrueshmëri, saldim dhe rezistencë të jashtëzakonshme ndaj zvarritjes dhe lodhjes. Rrjedhimisht, pllakat e çelikut të bojlerit prodhohen nën kontrolle të rrepta të cilësisë me papastërti minimale - veçanërisht squfur dhe fosfor - për të siguruar pastërti të lartë dhe performancë të besueshme në kushte ekstreme.
Klasifikimi sipas llojit të materialit dhe shërbimit të temperaturës
Pllakat e çelikut të bojlerit klasifikohen në dy kategori kryesore bazuar në përbërjen e tyre të materialit dhe gamën e temperaturës së funksionimit: pllaka çeliku të karbonit dhe pllaka çeliku të aliazhuar. Pllakat e bojlerit të çelikut të karbonit përdoren zakonisht për shërbime me temperaturë të moderuar dhe më tej ndahen në klasa të përgjithshme çeliku me karbon (siç janë 20 g dhe 22 Mng) dhe klasa karbon-mangan të dizajnuara për temperatura të larta. Specifikimi i njohur gjerësisht ASTM A516/ASME SA516 mbulon pllaka çeliku të karbonit për shërbimin me temperaturë mesatare dhe më të ulët, të disponueshme në shkallë të shumta fortësie duke përfshirë klasën 60, klasën 65 dhe klasën 70. Pllakat e kaldajave prej çeliku të aliazhit janë formuluar me krom dhe molibden për t'i bërë ballë temperaturave dhe presioneve më të larta. ASTM A387/ASME SA387 mbulon pllaka çeliku me aliazh krom-molibden të destinuara kryesisht për kaldaja të salduara dhe enë nën presion të dizajnuara për shërbimin e temperaturës së ngritur. ASTM A204/ASME SA204 specifikon pllaka çeliku të aliazhuar karbon-molibden të disponueshme në klasat A, B dhe C. Standardi kinez GB/T 713 kategorizon çelikun e bojlerit në çeliqe me karbon-mangan me temperaturë dhome/me temperaturë të mesme (20g, 22Mng) dhe me temperaturë të lartë të temperaturës 15C. 12Cr1MoVg). Notat shtesë të aliazhit përfshijnë 13MnNiMoR dhe 15CrMoR për aplikime të kërkuara në enët nën presion.
Standardet kryesore ndërkombëtare dhe sistemet e specifikimeve
Pllakat e çelikut të bojlerit prodhohen sipas standardeve rigoroze ndërkombëtare që përcaktojnë përbërjen kimike, vetitë mekanike, metodat e testimit dhe tolerancat dimensionale. Standardet më të miratuara përfshijnë specifikimet amerikane ASTM/ASME , EN 10028 evropiane dhe GB/T 713 kineze..
Sistemi ASTM/ASME ofron një kornizë gjithëpërfshirëse për çeliqet e bojlerit dhe enëve nën presion. ASTM A20/A20M shërben si specifikim i kërkesave të përgjithshme për pllaka çeliku për enët nën presion, duke përshkruar procedurat e testimit, variacionet e lejueshme të dimensioneve, kërkesat e cilësisë dhe shënimin. ASTM A516/ASME SA516 është specifikimi mbizotërues i çelikut të karbonit për shërbimin me temperaturë mesatare dhe më të ulët. ASTM A515/ASME SA515 mbulon pllaka çeliku karbon-silikon për shërbimin me temperaturë mesatare dhe më të lartë në kaldaja të salduara. ASTM A387/ASME SA387 specifikon pllaka aliazh krom-molibden për shërbimin me temperaturë të ngritur. ASTM A203/ASME SA203 mbulon pllaka çeliku të aliazhit të nikelit për aplikime në temperaturë të ulët.
Standardi evropian EN 10028 është i ndarë në pjesë të shumta që mbulojnë lloje të ndryshme materialesh. EN 10028-2 specifikon çeliqet jo të aliazhuara dhe të aliazhuara me karakteristika të specifikuara të temperaturës së ngritur; P355GH është një klasë e përdorur gjerësisht sipas këtij standardi, e njohur për performancën e saj të mirë në temperaturë të lartë dhe stabilitetin e shkëlqyer mekanik. EN 10028-3 mbulon çeliqet me kokrriza të imta për shërbimin në temperaturë të ulët; EN 10028-4 adreson çeliqet e aliazhit të nikelit; dhe EN 10028-5 dhe EN 10028-6 mbulojnë çeliqet strukturore me rezistencë të lartë për enët nën presion.
Standardi kinez GB /T 713 specifikon pllaka çeliku të bojlerit dhe enëve nën presion, që mbulojnë notat duke përfshirë Q245R, Q345R, Q370R dhe notat e avancuara si 19Mng dhe 22Mng të zhvilluara për kërkesat nënkritike të bojlerit.
Karakteristikat kritike të materialit dhe kërkesat e performancës
Pllakat e çelikut të bojlerit duhet të plotësojnë kërkesat e rrepta të vetive materiale për të siguruar funksionim të sigurt dhe të besueshëm në kushte ekstreme. Forca e lartë është thelbësore për të përballuar presionin e brendshëm të jashtëzakonshëm nga avulli, gazrat ose lëngjet, duke parandaluar deformimin plastik ose shpërthimin katastrofik. Forca e rrjedhshmërisë dhe rezistenca në tërheqje janë të specifikuara për çdo klasë, me vlera tipike që variojnë nga 235 MPa për klasat më të ulëta deri në mbi 485 MPa për çelikun e klasës 70.
Rezistenca e shkëlqyer dhe rezistenca ndaj goditjes janë kritike, veçanërisht në temperatura të ulëta. ASTM A516 Grade 70 ofron rezistencë të shkëlqyeshme në nivel për shërbim nën temperaturën e ambientit. Kërkesat e testimit të ndikimit ndryshojnë sipas shkallës dhe trashësisë, me vlera minimale të energjisë së ndikimit të specifikuara për temperatura deri në -46°C.
Saldueshmëria superiore është thelbësore, pasi përbërësit e bojlerit dhe enëve nën presion zakonisht montohen përmes saldimit. Vlerat e ulëta ekuivalente të karbonit minimizojnë rrezikun e plasaritjes së shkaktuar nga hidrogjeni në zonën e prekur nga nxehtësia. Për klasat e krom-molibdenit, zakonisht kërkohet ngrohja paraprake dhe trajtimi termik pas saldimit për të parandaluar plasaritjen dhe për të siguruar vetitë e duhura mekanike.
Rezistenca ndaj zvarritjes është kritike për pllakat e ekspozuara ndaj temperaturave të larta për periudha të gjata. Standardi ASTM A387/A387M trajton në mënyrë specifike çeliqet ferritike të zgjeruara me forcë zvarritëse për shërbimin në temperaturë të lartë. Rezistenca ndaj korrozionit është po aq e rëndësishme, pasi pllakat e bojlerit janë të ekspozuara ndaj ujit, avullit dhe gazrave potencialisht gërryes. Pastërtia e lartë me përmbajtje minimale të squfurit dhe fosforit ndihmon në parandalimin e plasaritjeve nga korrozioni i gropave dhe stresit.
Disponueshmëria dimensionale përfshin një gamë të gjerë: trashësi zakonisht nga 3 mm në 600 mm, gjerësi nga 1200 mm në 4200 mm dhe gjatësi deri në 18,000 mm.
Aplikacionet kryesore industriale dhe sektorët e përdorimit përfundimtar
Pllakat e çelikut të bojlerit janë materiale të domosdoshme në shumë industri të rënda ku kërkohet frenim me presion të lartë dhe temperaturë të lartë. Në sektorin e prodhimit të energjisë , këto pllaka përdoren për të fabrikuar kazanët e bojlerit, kazanët me avull, kokën e mbinxehësve dhe pjesët nën presion për termocentralet, reaktorët bërthamorë dhe objektet e mbeturinave në energji. Kushtet e kërkuara të kaldajave superkritikë dhe ultra-superkritikë kërkojnë nota të avancuara si 19Mng dhe 22Mng.
Në industrinë petrokimike dhe kimike , pllakat e bojlerit janë thelbësore për prodhimin e reaktorëve, shkëmbyesve të nxehtësisë, kolonave të distilimit, ndarësve, rezervuarëve të magazinimit (përfshirë rezervuarët sferikë për LPG dhe LNG) dhe kullat e sintezës së amoniakut. Notat e krom-molibdenit si 15CrMoR dhe 13MnNiMoR janë të specifikuara për shërbimin e hidrogjenit në temperaturë të lartë në pajisjet e rafinerisë.
Sektori i naftës dhe gazit mbështetet në pllakat e çelikut të bojlerit për enët nën presion në operacionet e sipërme, të mesme dhe të poshtme, duke përfshirë ndarësit, bateritë me goditje dhe pajisjet e përpunimit të gazit. Këto pllaka shërbejnë gjithashtu në energjinë hidroelektrike për stacionet me presion të lartë dhe rastet spirale të turbinave.
Përtej këtyre sektorëve parësorë, pllakat e bojlerit përdoren gjerësisht në pajisjet farmaceutike dhe të përpunimit të ushqimit që kërkojnë enë nën presion sanitare, si dhe në ndërtimin e anijeve për kaldaja ndihmëse dhe komponentë që përmbajnë presion. Industria bërthamore specifikon klasa të specializuara, duke përfshirë pllaka çeliku me aliazh nikel 9%, për enët nën presion të reaktorit dhe strukturat e mbajtjes.
Udhëzimet për përzgjedhjen e materialit dhe praktikat më të mira
Përzgjedhja e pllakës së duhur të çelikut të bojlerit kërkon shqyrtim të kujdesshëm të temperaturës së shërbimit, presionit të projektimit, mjedisit të korrozionit dhe kërkesave të prodhimit. Për shërbimin me temperaturë të moderuar dhe me temperaturë më të ulët (nën rreth 350°C), zakonisht mjaftojnë pllaka çeliku të karbonit si ASTM A516 Grade 70 ose kineze Q245R. Për shërbimin e temperaturës së ngritur, çeliqet e aliazhit krom-molibden si ASTM A387 Grade 11, 22 ose 91. specifikohen Çeliqet ferritike me rezistencë të zvarritur (CSEF) janë veçanërisht të përshtatshëm për aplikimet e kaldajave ultra-superkritike ku temperaturat kalojnë 600°C.
Për aplikime në temperatura të ulëta (nën -20°C), çeliqet e aliazhit të nikelit si ASTM A203 ose çeliku 9% nikel ofrojnë qëndrueshmërinë dhe rezistencën e nevojshme ndaj thyerjes së brishtë. Kur përfshihet saldimi, variantet me karbon të ulët (p.sh., 304L, 316L) rekomandohen për pllakat inox austenitike për të parandaluar sensibilizimin dhe korrozionin ndërgranular. Procedurat e duhura të saldimit, duke përfshirë ngrohjen paraprake dhe trajtimin termik pas saldimit, aty ku kërkohet, janë thelbësore për të ruajtur vetitë e materialit. Sigurimi i cilësisë duhet të përfshijë raportet e testeve të mullirit, ekzaminimin jo-shkatërrues dhe, aty ku specifikohet, inspektimin e palës së tretë.
