Mitä terästä käytetään kaasusylintereissä?
Nov 25, 2023
Mitä terästä käytetään kaasupulloissa?
Kaasusylintereitä käytetään puristettujen kaasujen, kuten hapen, hiilidioksidin ja propaanin, varastointiin. Ne ovat välttämättömiä monille teollisuudenaloille ja sovelluksille terveydenhoidosta ja hitsauksesta retkeilyyn ja ruoanlaittoon. Kaasupullojen turvallisuus ja luotettavuus riippuvat kuitenkin pitkälti niiden materiaaleista ja rakenteesta, erityisesti niiden valmistuksessa käytetystä teräksestä. Tässä artikkelissa perehdymme kaasupulloissa yleisesti käytettyjen terästen ominaisuuksiin ja laatuihin sekä niiden tuotantoa ja käyttöä sääteleviin standardeihin ja määräyksiin.
Kaasupullojen teräksen ominaisuudet
Teräs on monipuolinen ja kestävä materiaali, jota on käytetty eri käyttötarkoituksiin vuosisatojen ajan. Kaasupulloissa teräksellä on useita etuja, kuten lujuus, sitkeys sekä korroosionkestävyys ja korkea paine. Kaikki terästyypit eivät kuitenkaan sovellu tai turvallisia kaasupulloihin, koska niiden on täytettävä tietyt koostumukselle, mikrorakenteelle ja mekaanisille ominaisuuksille asetetut kriteerit. Tässä on joitain kaasupullojen teräksen tärkeimpiä ominaisuuksia:
Kemiallinen koostumus. Kaasusylintereissä käytettävän teräksen hiilipitoisuuden on oltava alhainen, tyypillisesti alle 0,20 %, jotta estetään haurastuminen ja korroosio. Sen on myös sisällettävä tiettyjä seosaineita, kuten mangaania, kromia ja nikkeliä lujuuden, hitsattavuuden ja sitkeyden parantamiseksi. Teräksen kemiallinen koostumus määritellään yleensä kansainvälisillä standardeilla, kuten ISO 9809-1, EN 1964-1 ja DOT-39.
Mikrorakenne. Teräksen mikrorakenne viittaa sen atomien ja faasien järjestykseen mikroskooppisella tasolla. Kaasupulloissa teräksen tulee olla hienorakeinen ja homogeeninen, eikä siinä saa olla näkyviä vikoja tai sulkeumia tasaisen lujuuden ja sitkeyden varmistamiseksi. Tämä saavutetaan käyttämällä erityisiä käsittelytekniikoita, kuten hallittua valssausta, normalisointia sekä karkaisua ja karkaisua.
Mekaaniset ominaisuudet. Teräksen mekaaniset ominaisuudet viittaavat sen kykyyn vastustaa muodonmuutoksia, murtumista ja rasituksen aiheuttamaa väsymistä. Kaasupulloissa teräksellä on oltava tietyt vetolujuuden, myötörajan, venymän ja iskunkestävyyden alueet käyttöolosuhteiden ja turvallisuustekijöiden mukaan. Nämä ominaisuudet testataan ja varmistetaan yleensä erilaisilla menetelmillä, kuten vetokokeella, iskutestauksella ja ultraäänitestauksella.
Kaasupullojen teräslajit
Kaasupulloihin soveltuvia teräslajeja on useita, riippuen niille tarkoitetuista kaasuista, paineista ja lämpötiloista. Tässä on joitain yleisiä kaasusylintereiden teräslajeja ja niiden ominaisuuksia:
SG255/SG295. Näitä teräslajeja käytetään nesteytettyyn öljykaasuun (LPG), kuten propaaniin ja butaaniin, joita varastoidaan kohtuullisissa paineissa ja lämpötiloissa. Niillä on suhteellisen pieni vetolujuus (noin 400 MPa) ja myötölujuus (noin 260 MPa), mutta korkea venymä (noin 28 %) ja iskunkestävyys (noin 55 J). Ne valmistetaan yleensä kuumavalssaamalla ja kontrolloidulla valssauksella.
SG325/SG365. Näitä teräslajeja käytetään painetussa maakaasussa (CNG) ja painetussa vetykaasussa (CHG), joita varastoidaan korkeissa paineissa ja lämpötiloissa. Niillä on suurempi vetolujuus (noin 540 MPa) ja myötölujuus (noin 365 MPa), mutta pienempi venymä (noin 22 %) ja iskunkestävyys (noin 35 J). Ne valmistetaan yleensä kuumavalssaamalla ja karkaisemalla ja karkaisemalla.
HP295/HP325. Näitä teräslaatuja käytetään myös nestekaasuun ja muihin kaasuihin, mutta korkeammilla paineilla ja lämpötiloilla. Niillä on samanlainen koostumus ja mikrorakenne kuin SG255/SG295, mutta suurempi vetolujuus (noin 590 MPa) ja myötölujuus (noin 440 MPa) ja pienempi venymä (noin 20 %) ja iskunkestävyys (noin 33 J). Ne valmistetaan yleensä kuumavalssaamalla ja kontrolloidulla valssauksella.
Näiden teräslaatujen tarkat tiedot ja toleranssit voivat vaihdella kansallisten tai kansainvälisten standardien ja valmistajien käytäntöjen mukaan. Niiden on kuitenkin täytettävä asianomaisten viranomaisten määrittelemät kemiallisen koostumuksen, mikrorakenteen ja mekaanisten ominaisuuksien vähimmäisvaatimukset.
Kaasupulloja koskevat standardit ja määräykset
Kaasupullot ovat erilaisten standardien ja määräysten alaisia varmistaakseen niiden turvallisuuden, laadun ja yhteensopivuuden käyttäjien tarpeiden ja ympäristön kanssa. Jotkut tärkeimmistä kaasupulloja koskevista standardeista ja määräyksistä ovat:
ISO 11119-2. Tämä standardi määrittelee vaatimukset ja testausmenetelmät kertakäyttöisille kaasupulloille, jotka on valmistettu metallimateriaaleista, kuten teräksestä, alumiinista ja titaanista. Se kattaa eri kaasujen, kuten vedyn, hapen, typen ja hiilidioksidin, pullojen suunnittelun, rakentamisen, testauksen, merkinnät ja merkinnät. Se myös asettaa suurimman sallitun sylintereiden painon ja tilavuuden eri käyttötarkoituksiin.
FI 1964-1. Tämä eurooppalainen normi määrittelee vaatimukset ja testausmenetelmät saumattomasta teräksestä valmistetuille uudelleentäytettäville kaasupulloille, joiden vesitilavuus on enintään 150 litraa. Se kattaa eri kaasujen, kuten nestekaasun, CNG:n ja hapen, pullojen suunnittelun, valmistuksen, testauksen, tarkastuksen ja huollon. Se määrittelee myös sylintereiden merkinnät, tarrat ja asiakirjat.
PISTE-39. Tämä Yhdysvaltain liikenneministeriön (DOT) määräys määrittelee vaatimukset ja testausmenetelmät saumattomasta teräksestä valmistetuille sylintereille, joiden vesitilavuus on enintään 75 litraa. Se kattaa eri kaasujen, kuten propaanin, heliumin ja asetyleenin, pullojen suunnittelun, valmistuksen, testauksen, tarkastuksen ja hyväksynnän. Se säätelee myös sylinterien etiketöintiä, merkintöjä ja kirjanpitoa.
Muut kaasupulloja koskevat standardit ja määräykset voivat koskea tiettyjä maita, alueita, sovelluksia tai toimialoja. Ne voivat koskea sellaisia kysymyksiä kuin yhteensopivuus, kuljetus, varastointi, täyttö, tyhjennys ja pullojen hävittäminen. Näiden standardien ja määräysten noudattaminen on välttämätöntä kaasupullojen ja niiden käyttäjien turvallisuuden ja laillisuuden kannalta.
Johtopäätös
Teräs on tärkeä materiaali kaasupulloissa, koska se tarjoaa lujuutta, sitkeyttä ja kestävyyttä korkealle paineelle ja korroosiolle. Kaasupullojen teräksen ominaisuudet ja laadut riippuvat kyseisistä kaasuista, paineista ja lämpötiloista sekä niiden tuotantoa ja käyttöä säätelevistä standardeista ja määräyksistä. Kaasupullojen turvallisuuden ja luotettavuuden varmistamiseksi on tärkeää valita oikea teräs ja noudattaa asiaankuuluvia standardeja ja määräyksiä.