Единицы давления |
||||||
|
Паскаль |
Бар |
Техническая атмосфера |
Физическая атмосфера |
Миллиметр ртутного столба |
Фунт-сила на |
1 Па |
1 Н·м−2 |
10-5 |
10,197×10-6 |
9,8692×10-6 |
7,5006×10-3 |
145,04×10-6 |
1 бар |
105 |
1 ×106 дин/см2 |
1,0197 |
0,98692 |
750,06 |
14,504 |
1 ат |
98066,5 |
0,980665 |
1 кгс/см2 |
0,96784 |
735,56 |
14,696 |
1 атм |
101325 |
1,01325 |
1,033 |
1 атм |
760 |
14,696 |
1 mmHg |
133,322 |
1,3332×10-3 |
1,3595×10-3 |
1,3158×10-3 |
1 mmHg |
19,337×10-3 |
1 psi |
6894,76 |
68,948×10-3 |
70,307×10-3 |
68,046×10-3 |
51,715 |
1 lbf/in2 |
Характеристика сред для применения уплотнительных материалов марки ВС (WSG)
Газы и парыПар (до 550 0С) Воздух, азот (до 400 0С) Кислород (до 350 0С) Фреоны Фтор (до 150 0С) Хлор сухой Хлор влажный (комн.) Двуокись хлора (до 70 0С) Пропан, природный газ Ацетилен Аммиак Двуокись углерода (до 600 0С) Этилен, пропилен Формальдегид Хлористый водород Фтористый водород Сероводород Сернистый ангидрид сухой Серный ангидрид сухой Нефтепродукты Нефть сырая Асфальт, битум, гудрон Креозот, нафта, деготьПарафин Бензин, керосин, дизтопливо Гайзоль, петролейный эфир Масла минеральные и растительные Растворители, органические вещества. Спирты, гликоли Эфиры, альдегиды, кетоны Амины, аминокислоты Кислоты Углеводороды Ароматические углеводороды Хлорированные углеводороды |
Водные растворы солей (рассолы) Сульфаты, квасцы Хлориды Фториды Нитраты Фосфаты Карбонаты Сульфиты, тиосульфаты Щелочи, водный аммиак Хроматы (до 20%) Кислоты неорганические Хлористоводородная Фтористоводородная (до 60%) Бромистоводородная Анодирующие растворы Растворы хромирования Растворы никелирования Фосфорная (до 85%) Кремнефтористая (до 5%) Серная (до 70%) Серная 70 - 93% (до 100 0 С) Серная 93 - 96% (комн.) Азотная (до 20%) Азотная свыше 20% (комн.) Хромовая до 10% (до 95 0С) Окислители Бром, бромная вода (комн.) Йод (комн.) Отбеливатели (комн.) Перекись водорода (до 30%) Хлораты, гипохлориты (комн.) |
СРЕДЫ ПРИМЕНЕНИЯ
Тип профиля |
Описание (нормативный документ) |
Тип фланца |
Максимальное давление |
Овальный |
ГОСТ 12815-80 исполнение 7 |
16 МПа |
|
R |
ASME B 16.5 и API 6B |
6,250 psi (43 МПа) для ASME B 16.5 5,000 psi (34,5 МПа) для API 6A |
|
Восьмиугольный |
ГОСТ 12815-80 исполнение 7 |
16 МПа |
|
R |
ASME B 16.5 и API 6B |
6,250 psi (43 МПа) для ASME B 16.5 5,000 psi (34,5 МПа) для API 6A |
|
RX |
ASME B 16.5 и API 6B |
70 МПа |
|
BX (API 6A) |
API 6BX |
138 МПа |
|
Линзовый |
ГОСТ 12815-80 исполнение 6 |
100 МПа |
Маркировка и химическая стойкость легированных сталей
Для обозначения марок стали разработаны и применяются ГОСТы. Обозначения состоят из небольшого числа цифр и букв, указывающих примерный состав стали. Каждый легирующий элемент обозначается буквой: Н - никель, Х - хром, К - кобальт, М - молибден, Г - марганец, Д - медь, Р - бор, Б - ниобий, Ц - цирконий, С - кремний, П - фосфор, Ч - редкоземельные металлы, В - вольфрам, Т - титан, А - азот, Ф - ванадий, Ю - алюминий. Первые цифры в обозначении показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента (у высоко углеродистых инструментальных сталях в десятых долях процента). Цифры идущие после буквы указывают на примерное содержание данного легирующего элемента (при содержании менее 1% цифра отсутствует).
Например: 12Х17Н10 - сталь содержит порядка 0,10-0,14% углерода, 16-18% хрома, 9-12% никеля; 30ХГС - 0,28-0,35% углерода, до 1% хрома, марганца и кремния.
Для того, чтобы показать, что в стали ограничено содержание серы и фосфора (менее 0,03%), а также что соблюдены все условия металлургического производства высококачественной стали, в конце обозначения марки ставят А. Если сталь проходила специальную термическую обработку - ставят Т. В ряде случаев для сокращения числа знаков в обозначении отступают от точного соблюдения системы ГОСТов. Например, в инструментальных сталях, имеющих углерода более 1%, цифры обозначающие его содержание полностью опускают. Нестандартные марки обозначают самым различным образом. Так, опытные марки, обозначаются буквой И (исследовательские) и П (пробные) и порядковым номером, например ЭИ179 и т.д.
Таблица соответствия маркировки некоторых российских сплавов и их зарубежных аналогов:
ГОСТ |
DIN |
ANSI |
08X13 |
1.4000 |
403 |
12X18H10T |
1.4541 |
321 |
08X18H10T |
1.4541 |
321 |
08X17H13M2T |
1.4571 |
316 |
03X17H14M3 |
|
316L |
20X13 |
1.4021 |
420 |
Нержавеющие стали
Поверхностное разрушение металла под действием внешней среды называется коррозией. Чистое железо и низколегированные стали неустойчивы против коррозии в атмосфере, в воде и многих других средах, так как образующаяся пленка окислов недостаточно плотна и не изолирует металл от химического воздействия среды. Некоторые химические элементы повышают коррозийную стойкость стали против коррозии, таким образом можно подобрать сталь, практически не подвергающуюся разрушению в данной среде. При введении легирующих элементов происходит скачкообразное повышение коррозионной стойкости. К примеру, введение в сталь более 12% хрома (Cr) делает ее более стойкой к коррозии в атмосфере и во многих других промышленных средах. Сталь содержащая менее 12% Cr, подвержены сильной коррозии, как и простое железо. Стали содержащие 12-14% Cr, ведут себя как благородные металлы. Обладая положительным электрохимическим потенциалом они не ржавеют и не окисляются на воздухе, в воде, в ряде кислот, солей и щелочей.
Хромистые нержавеющие стали
Хромистые нержавеющие стали применяют трех типов: 13, 17 и 27% Cr в зависимости от требований имеют различное содержание углерода. Стали с содержанием Cr более 17% имеют иногда небольшие добавки титана и никеля, которые вводят для улучшения механических свойств. Помимо этого стали с таким содержанием хрома обладают высокой коррозионной стойкостью даже при температуре в 900ºС. Стали с содержанием хрома 13% более распространенные и наиболее дешевые, их применяют для изготовления изделий бытового назначения и в технике. Эти стали хорошо свариваются. Сплавы с низким содержанием углерода пластичны, с высоким – обладают высокой твердостью и повышенной прочностью, из них изготавливают детали повышенной прочности и износоустойчивости (хирургический инструмент, подшипники, пружины и другие детали, работающие в активной коррозийной среде).
Аустенитные стали
Введение достаточного количества никеля (Ni) в хромистую сталь обеспечивает лучшую механическую прочность, делает сталь более стойкой к коррозии и к низким температурам. Нержавеющие стали с содержанием 18% Cr и 10% Ni получили наиболее широкое распространение в машиностроении. Для того, чтобы повысить сопротивление коррозии в кислотах в сталь вводят молибден и медь при одновременном увеличении содержания никеля. При необходимости, чтобы иметь более высокие механические свойства вводят титан и алюминий. Более высокую коррозийную стойкость имеют никелевые сплавы типа хастеллой 80% Ni и 20% Mo (сплавы НИМО) с дополнительным легированием.
Титан
Титан (Ti) имеет высокую удельную прочность, благодаря чему сплавы на его основе получили широкое применение в технике, особенно в тех областях, где важное значение имеет масса изделия (авиация, ракетостроение и др.). Титан обладает высокой коррозионной стойкостью в большом количестве агрессивных сред, превосходя зачастую в этом отношении нержавеющую сталь. Поэтому проще перечислить среды, в которых титан растворяется это концентрированные плавиковая, соляная, серная, ортофосфорная, щавелевая и уксусная кислоты. Высокая коррозионная стойкость титана обусловлена образованием на поверхности плотной защитной оксидной пленки. Если эта пленка не растворяется в окружающей среде, то можно считать, что титан в ней абсолютно стоек. Например, морская вода за 4000 лет растворит слой титана толщиной 30 - 40 микрон (1 микрон равен 10-4 см). Если же оксидная пленка растворима в данной среде, то применение в ней титана недопустимо.
Тугоплавкие металлы
К тугоплавким относят металлы: ванадий, вольфрам, гафний, молибден, ниобий, тантал, технеций, титан, хром, цирконий, - температура плавления которых выше температуры плавления железа (1539оС), кроме металлов платиновой и урановой групп и некоторых редкоземельных. Следует отметить, что при высоких температурах все тугоплавкие металлы являются кислотостойкими. При этом наиболее сильно выделяется тантал. Ниобий и молибден по коррозионной стойкости превосходят сплавы на основе железа или никеля, однако уступают танталу. Применение таких материалов целесообразно в средах, в которых другие материалы не обладают коррозионной стойкостью. К таким средам относятся неорганические крепкие кислоты при повышенных температурах, а так же некоторые промышленные среды. Несмотря на высокую стоимость по сравнению с высоколегированной нержавеющей сталью или хастеллой, применение сплавов тугоплавких металлов оправдано, так как вследствие высокой стойкости возможно эксплуатировать химические установки практически весь срок без замены деталей.
Коррозионная стойкость нержавеющих сталей в некоторых кислотах. Серная кислота.
При комнатной температуре высокой стойкостью в этой кислоте обладают все легированные стали. При 70ºС хромоникелевые стали нестойки даже в кислотах слабой концентрации, но примерно до 5% H2SO4 могут работать стали с добавлением молибдена и меди. Однако последние разрушаются в кипящей серной кислоте до концентрации 30%. В этих случаях следует применять сплавы типа хастеллой, а при концентрации выше 30% в кипящей серной кислоте могут работать лишь тугоплавкие металлы.
Фосфорная кислота.
При комнатной температуре любой концентрации устойчивы все аустенитные стали, хромистые нет. В горячей кислоте устойчивы стали с добавками молибдена и меди до концентрации 25%, в кипящей – хастеллой до 50%, а при более высокой устойчивы лишь тугоплавкие металлы.
В соляной кислоте устойчивы стали с добавлением молибдена или меди при комнатной температуре и до концентрации 5%. Также можно использовать титан при слабой коцентрации. Выше сказанное можно условно изобразить на диаграмме, где показана коррозионная стойкость различных материалов относительно друг друга в кипящей серной кислоте. Следует отметить, что подобные зависимости наблюдаются и в ряде других крепких неорганических кислот, за исключением плавиковой и азотной.