あなたが石油化学で働いている場合, 発電, または産業機器の製造 - 圧力容器用の信頼できる炭素鋼を必要とする, ボイラー, または高温と圧力を処理する貯蔵タンク - SA516グレード 70 業界の頼りになるソリューションです. ASMEボイラーおよび圧力容器コードの標準的な炭素鋼グレードとして (BPVC), その 70 KSI (483 MPA) 最小降伏強度のバランス強度, 溶接性, および費用対効果, 重要な圧力含有アプリケーションに最適です. このガイドは、その重要なプロパティを分解します, 実世界の使用, 製造プロセス, および材料の比較, 機器の設計と安全の課題を解決するのに役立ちます.
1. SA516グレードの材料特性 70
SA516グレード70のパフォーマンスは、最適化されたカーボンマンガンの組成に由来します。, 制御された不純物が確実になりますタフネス 一般的な溶接プロセスとの互換性. そのプロパティを詳細に調べてみましょう.
1.1 化学組成
SA516グレード 70 厳格なASME BPVC標準を順守します (IIサーバーII, パートA), 圧力容器の安全性と高温の安定性に合わせて調整された組成物. 以下はその典型的な化学メイクです (プレート≤の場合 25 厚さmm):
| 要素 | シンボル | コンテンツ範囲 (%) | 重要な役割 |
|---|---|---|---|
| 炭素 (c) | c | ≤ 0.30 | 強度を向上させます; 保存するまで中程度に保ちます溶接性 (圧力容器の製造に重要です) |
| マンガン (Mn) | Mn | 0.79 - 1.30 | 主な強化機; ブースト抗張力 そして延性 タフネスを犠牲にすることなく |
| シリコン (そして) | そして | 0.13 - 0.45 | 鋼製造中のエイズ脱酸化; 高温での構造的完全性をサポートします |
| リン (p) | p | ≤ 0.035 | 低温圧力サイクルの脆性骨折を防ぐために最小化されます |
| 硫黄 (s) | s | ≤ 0.035 | 腐食や溶接欠陥を避けるために制御されます (例えば。, 気孔率) 高圧サービス |
| クロム (cr) | cr | ≤ 0.25 | トレース要素; 標準パフォーマンスに大きな影響はありません |
| ニッケル (で) | で | ≤ 0.25 | トレース要素; 低温を強化します衝撃の靭性 (寒冷気候アプリケーション用) |
| バナジウム (v) | v | ≤ 0.03 | トレース要素; 均一な強度のために穀物構造を改良します |
| モリブデン (MO) | MO | ≤ 0.10 | トレース要素; 高温クリープ抵抗を改善します (ボイラー用途向け) |
| 銅 (cu) | cu | ≤ 0.30 | トレース要素; 屋外貯蔵タンクに軽度の大気腐食抵抗を追加します |
1.2 物理的特性
これらの特性は、SA516グレードを決定します 70 高温および圧力環境でパフォーマンスを発揮します:
- 密度: 7.85 g/cm³ (炭素鋼と一致しています, 圧力容器設計の重量計算を簡素化します)
- 融点: 1,420 - 1,460 °C (2,588 - 2,660 °F) - 標準の溶接プロセスを使用して (自分, ティグ, 見た) 船舶製造で使用されます
- 熱伝導率: 45.0 w/(M・k) で 20 °C-ボイラーや高温容器の熱分布さえも保存します, 熱応力の減少
- 熱膨張係数: 11.7 ×10⁻⁶/°C (20 - 100 °C) - 温度変動の膨張/収縮を最小化します (例えば。, ボイラースタートアップ/シャットダウンサイクル)
- 磁気特性: 強磁性 (磁石を引き付けます) - 非破壊検査を許可します (NDT) 隠された溶接欠陥を検出するための磁気粒子検査のように.
1.3 機械的特性
SA516グレード70の機械性能は、圧力含有機器のASME BPVC要件を満たしています. 以下は典型的な値です (プレート≤の場合 25 厚さmm):
| 財産 | 測定方法 | 典型的な値 | ASMEの最小要件 |
|---|---|---|---|
| 硬度 (ロックウェル) | HRB | 75 - 90 HRB | n/a (脆性を避けるために制御されます) |
| 硬度 (ビッカーズ) | HV | 150 - 180 HV | n/a |
| 抗張力 | MPA (KSI) | 515 - 655 MPA (75 - 95 KSI) | 515 MPA (75 KSI) |
| 降伏強度 | MPA (KSI) | 483 - 550 MPA (70 - 80 KSI) | 483 MPA (70 KSI) |
| 伸長 | % (で 50 mm) | 22 - 28% | 20% |
| 衝撃の靭性 | j (で -30 °C) | ≥ 40 j | ≥ 27 j (低温サービスのASME BPVCごと) |
| 疲労制限 | MPA (回転ビーム) | 190 - 230 MPA | n/a (圧力サイクル要件ごとにテストされました) |
1.4 その他のプロパティ
SA516グレード70の機器固有の特性により、圧力容器の用途に最適です:
- 溶接性: 優れている - モデレート炭素と低硫黄/リンを大きな圧力容器に溶接させます (例えば。, 10+ メーター直径タンク) 割れずに, フィールド条件でも.
- 形成性: 良い - 曲がることができます, 転がった, 湾曲した容器の壁に形作られます (ボイラーと貯蔵タンクで一般的です) 構造的完全性を失うことなく.
- 耐食性: 中程度 - 軽度の産業腐食耐性; 過酷な環境の場合 (例えば。, サワーガス), コーティングが必要です (例えば。, エポキシライナー) または腐食耐性合金 (CRA) クラッディング.
- 延性: 高 - 吸着圧力スパイク (例えば。, 石油化学反応器で) または破壊せずに小さな影響, 安全のために重要です.
- タフネス: 信頼できる - 温度の強度を維持します -30 °C, 寒冷気候アプリケーションに適しています (例えば。, 北部地域の屋外貯蔵タンク).
2. SA516グレードのアプリケーション 70
SA516グレード70の強度と汎用性のバランスは、グローバルに圧力含有機器の定番となっています. 主要な用途は次のとおりです:
- 圧力容器: 石油化学反応器, 化学貯蔵容器, 高圧ガスシリンダー - 圧力を処理します 10,000 psi, ASME BPVCの安全基準に準拠しています.
- ストレージタンク: 大規模なオイル, ガス, and chemical storage tanks—its 形成性 allows for seamless curved walls, その間 タフネス resists environmental stress.
- ボイラー: 産業および発電所ボイラー - 高温安定性 (まで 450 °C) そして クリープ抵抗 (トレースモリブデンから) 蒸気生成に適しています.
- 石油化学植物: 蒸留カラムや熱交換器などのプロセス機器 - 環状温度の変化と軽度の化学腐食耐性.
- 産業用具: コンプレッサーハウジング, 油圧リザーバー, 圧力配管 - 信頼できる圧力封じ込めのために製造および重工業で使用されます.
- 建設とインフラストラクチャ: 地方自治体の水圧タンクと廃水処理反応器 - 公共インフラストラクチャプロジェクトに効果的なコスト.
3. SA516グレードの製造技術 70
SA516グレードの生産 70 圧力容器の安全性を確保するために、ASME BPVCへの厳格なコンプライアンスが必要です. これが典型的なプロセスです:
- スチール製造:
- SA516グレード 70 is made using an 電気弧炉 (EAF) (スクラップベースのスチール用, 持続可能性の目標と一致しています) または 基本的な酸素炉 (bof) (鉄鉱石ベースの鋼用). このプロセスは、炭素の正確な制御に焦点を当てています (≤ 0.30%) とマンガン (0.79–1.30％) ASME基準を満たすため.
- ローリング:
- The steel is ホットロール (1,100 - 1,200 °C) さまざまな厚さのプレートに (から 6 mm to 200+ mm) さまざまな容器サイズの場合. ホットローリングは穀物構造を改良します, 強化 タフネス and high-temperature performance.
- 熱処理:
- 正規化: プレートは加熱されます 815 - 900 °C, 30〜60分間開催されます, その後、空冷. このプロセスは、微細構造を均一にします, ブースト 衝撃の靭性, ローリングから残留応力を減らします.
- 焼き戻し: オプション (for thick plates > 50 mm) - 予感 550 - 650 °Cは、脆性をさらに低下させ、溶接性を向上させます.
- 機械加工 & 仕上げ:
- プレートは、プラズマまたはレーザー切断を使用してサイズにカットされています, 次に、船舶の継手用にドリルしてタップしました (例えば。, ノズル, マンホール). 研削 smooths edges to ensure tight weld joints, 圧力封じ込めに重要です.
- 表面処理:
- コーティング: ほとんどのSA516グレード 70 機器は腐食防止治療を受けます:
- エポキシライナー: 化学貯蔵容器の場合 - 酸/アルカリの腐食耐性 15+ 年.
- 亜鉛メッキ: 屋外機器の場合 - 湿度や沿岸地域の大気腐食.
- CRAクラッディング: 酸味ガスまたは高硫黄用途の場合 - ステンレス鋼の薄い層をアドバンする (例えば。, 316l) 硫化物ストレスの亀裂を防ぐため.
- 絵画: 工業用ボイラーとタンクの場合 - 高温耐性塗料を使用します (まで 450 °C) 酸化から保護する.
- コーティング: ほとんどのSA516グレード 70 機器は腐食防止治療を受けます:
- 品質管理:
ASME BPVCは、SA516グレードの厳密なテストを義務付けています 70:- 化学分析: 分光測定を介して合金含有量を検証します (ASME BPVCセクションIIごと).
- 機械的テスト: 引張, インパクト, および硬度テスト (ASME BPVCセンターVIIIごと) 強さと靭性を確認します.
- 非破壊検査 (NDT): 超音波検査 (100% プレート領域の) 内部欠陥を検出する, およびX線撮影テスト (100% 溶接の) 共同の完全性を確保するため.
- 静水圧テスト: 完成した容器は水で圧力テストされています (1.5×設計圧力) 漏れがないことを確認するために30〜60分間 (ASME BPVCセンターVIIIごと).
4. ケーススタディ: SA516グレード 70 活動中
実世界のプロジェクトは、重要なアプリケーションでSA516グレード70の信頼性を示しています.
ケーススタディ 1: 石油化学圧力容器 (テキサス, 私たち。)
米国. 石油化学会社は、高圧エチレンを処理するために直径12メートルの原子炉容器を必要としていました (8,000 psi). 彼らはSA516グレードを選びました 70 プレート (50 厚さmm, 正規化) 彼らのために溶接性 と強さ. 容器は製造されました 3 数ヶ月, と 200+ NDTを介して検査された溶接. 後 8 運用の年, それは腐食や圧力漏れを示していません - 周期的な温度シフトでさえ (200–400°C). このプロジェクトは節約されました 25% ステンレス鋼の使用と比較した材料コストについて.
ケーススタディ 2: 発電所ボイラー (ドイツ)
ドイツの発電所が必要です 50 発電用MW蒸気ボイラー. 彼らはSA516グレードを選択しました 70 プレート (30 厚さmm, 気性) 高温の安定性とクリープ抵抗. ボイラーはで動作します 420 °Cおよび 5,000 psi, タービンに蒸気を供給します. 後 10 毎日のスタートアップ/シャットダウンサイクルの年, ボイラーは、ゼロメンテナンスの問題を伴う構造的完全性を維持しています。.
5. SA516グレード 70 vs. その他の材料
SA516はどのようにグレードしますか 70 他の圧力容器材料と比較してください? 下の表はそれを分解します:
| 材料 | SA516グレードとの類似性 70 | 重要な違い | に最適です |
|---|---|---|---|
| SA516グレード 60 | 圧力容器用のASME炭素鋼 | 降伏強度が低い (414 MPA/60 KSI); 安く; 高温抵抗が少ない | 低圧容器 (≤ 5,000 psi) 水槽のように |
| 316Lステンレス鋼 | 圧力容器の使用 | 優れた腐食抵抗; 3×より高価; 強度が低い | サワーガス, 化学薬品, または高腐食容器 |
| SA387グレード 11 クラス 2 | 圧力容器用の合金鋼 | より高い高温抵抗 (まで 593 °C); 2×より高価; より良いクリープ抵抗 | 高温ボイラーまたは製油所ヒーター |
| 複合材料 (炭素繊維) | 圧力封じ込め | 軽量 (1/5 鋼の重量); 5×より高価; 耐衝撃性が低い | 航空宇宙または携帯圧力容器 (例えば。, 水素シリンダー) |
| プラスチック (HDPE) | 低圧ストレージ | 腐食防止; 非常に低い強度; 安い | 低圧化学物質貯蔵 (≤ 100 psi) |
SA516グレードに関するYiguテクノロジーの視点 70
Yiguテクノロジーで, SA516グレード 70 圧力容器に関する私たちの一番の推奨事項です, ボイラー, およびストレージタンク. ASME BPVCへのコンプライアンスにより、世界的な安全性の互換性が保証されます, 強さとコストのバランスにより、産業およびインフラストラクチャプロジェクトの両方がアクセスできますが. SA516グレードを提供します 70 カスタムの厚さのプレート (6–200 mm) オプションの治療法 (正規化, エポキシコーティング, CRAクラッディング) クライアントのニーズに合わせて調整されます. 低グレードから移行するクライアントの場合 (例えば。, SA516グレード 60), SA516グレード 70 合金鋼のプレミアムコストなしで高圧サービスに必要な余分な強度を提供します.
SA516グレードについてのFAQ 70
- CAN SA516グレード 70 酸っぱいガス圧力に使用されます?
はい - 適切な腐食保護付き. CRAクラッディングと組み合わせます (例えば。, 316Lステンレス鋼) または硫化物ストレス亀裂に抵抗するエポキシライナー. 材料がASME BPVCを満たしていることを確認してください “サワーサービス” 要件 (例えば。, 低硫黄含有量≤ 0.015%). - 最高温度SA516グレードは何ですか 70 扱うことができます?
SA516グレード 70 温度で安全に動作します 450 °C (842 °F) 長期サービスのため. 上記の温度の場合 450 °C (例えば。, 高温ボイラー), SA387合金鋼を選択してください, より良いクリープ抵抗を提供します. - SA516グレードです 70 ステンレス鋼のコンポーネントへの溶接と互換性があります?
はい - ニッケルベースのフィラー金属を使用します (例えば。, ernichrmo-3) 炭素鋼間のガルバニック腐食を避けるため (SA516グレード 70) およびステンレス鋼. ASME BPVC溶接手順に従ってください (例えば。, 150〜200°Cに予熱します) 強いことを確実にするため, 亀裂のないジョイント.
