圧力容器の歴史は産業革命にまでさかのぼります。 初期の圧力容器は鉄を使用して製造されていましたが、19世紀の高強度鋼の開発により、その設計に革命が起こり、船舶はより高い圧力をより安全で効率的に処理できるようになりました。 蒸気時代には、圧力船は列車、工場、船で使用される蒸気機関に電力を供給する上で重要な役割を果たしました。
圧力容器に適切な鋼を選択することが重要です。 適切な材料は、容器が高圧に耐え、腐食に耐えることができるだけでなく、機器の全体的な安全性と耐久性も維持します。 適切な鋼を使用すると、船舶の寿命を延ばし、メンテナンスコストを削減し、運用の中断を防ぐことができます。
次に、今日の圧力容器製造で最も一般的に使用されている鋼のタイプを強調し、圧力容器に鋼を供給したCUMICの豊富な経験を利用します。
圧力容器鋼は、その化学組成によって分類されることが多く、その性能とさまざまな動作条件への適合性に影響を与えます。 化学元素とその材料特性への影響を理解することで、エンジニアは温度、圧力、腐食性元素への暴露などの要因に基づいて最良の選択肢を選択できます。
炭素鋼: 主に鉄と炭素で構成され、マンガンやシリコンなどの他の元素が少量含まれている炭素鋼は、強度と費用対効果のバランスのために広く使用されています。 しかし、それは顕著な耐食性を欠いており、特定の環境での使用を制限します。
低合金スチール:これらの鋼は、クロム (Cr) 、モリブデン (Mo) 、ニッケル (Ni) などの合金元素の割合が少ない (通常は1〜5%)。 これらの要素は、强度、靭性、および高温および腐食に対する耐性を改善する。 これらの要素がどのように貢献するかは次のとおりです。
クロム (Cr): 強さおよび硬度を高めます。
モリブデン (Mo): 高温强度と耐食性を向上させます。
ニッケル (Ni): 靭性と低温への耐性を追加します。
ステンレス钢:これらの鋼は、腐食に抵抗する保護酸化物層を形成する少なくとも10.5% のクロム (Cr) の添加を特徴とする。 一部のステンレス鋼には、耐食性、強度、溶接性をさらに向上させるために、ニッケル (Ni) 、マンガン (Mn) 、モリブデン (Mo) も含まれています。 一般的なタイプのステンレスは次のとおりです。
オーステナイト系ステンレス钢 (304、316などのクロムとニッケルを含む)。
フェライトおよびマルテンサイトのステンレス鋼 (主にクロムベース、410のようなニッケルが少ない)。
圧力容器で使用されるスチール制品のタイプは、そのデザインと特定の用途に依存します。 以下は、圧力容器の製造で使用される3つの最も一般的な鉄鋼製品であり、構造上のニーズ、圧力要件、および動作条件に基づいて選択されています。
鋼板は主に、圧力容器内のシェル、ヘッド、その他の平らな構造などのコンポーネントに使用されます。 それらは切断、圧延、溶接および熱処理を通して処理されなければなりません。 主な要件には、高強度、良好な可塑性、靭性、および優れた冷曲げおよび溶接特性が含まれます。 これらの品質により、鋼板は圧力容器が経験する大きな圧力とストレスを処理できるようになります。
スチールパイプは、圧力容器内の接続および熱交換器チューブに一般的に使用されます。 シームレス鋼管または圧延鋼管から供給されるかどうかにかかわらず、それらは鋼板と同様の切断、溶接、および熱処理プロセスを受けます。 高強度、良好な可塑性、および溶接性は、パイプの耐久性と信頼性を確保するために重要です。
鍛造は使用されていますfまたは圧力容器のカバー、エンドキャップ、フランジおよびパイプフランジのような高圧部品。 これらのコンポーネントには4つのグレード (I、II、III、IV) があり、グレードが高いほど、より広範なテスト、より厳格な基準、およびそれに応じてより高いコストが必要です。 それらの強度と安全基準は、船舶内の高圧に耐えるために重要です。
圧力容器の製造が進化するにつれて、高強度合金や複合材料などの高度な材料に対する需要が高まっています。 これらの材料は、より優れた強度対重量比と強化された耐食性を提供するため、化学処理や石油化学産業に見られるような困難な環境に最適です。
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