Двухслойный листовой прокат

Для аппаратов и сосудов технологических установок нефтепере­рабатывающих заводов и заводов нефтехимического синтеза, рабо­тающих в коррозионноактивной среде, требуется часто коррозионно-. стойкий листовой материал. Таким материалом являются стали с высоким содержанием хрома типа 13%-ной хромистой или с содер­жанием хрома и никеля типа 18-8. Хромистые стали трудно свари­ваются и изготовлять из них аппараты сложно; хромоникелевые стали дороги, дефицитны и также нетехнологичны в смысле изгото­вления из них сварных сосудов крупных размеров. Поэтому для обес­печения заводов коррозионностойкой аппаратурой в условиях сред нефтепереработки и нефтехимии разработан двухслойный листовой прокат, в котором основной слой выполнен из углеродистой или низколегированной стали, а плакирующий тонкий слой выполнен из соответствующей коррозионностойкой стали. В табл. И. 27 пере­числены сорта двухслойного проката, выпускаемые в СССР и широко применяемые и осваиваемые в настоящее время у нас.

В большинстве случаев при использовании двухслойного проката запас на коррозию не предусматривается, так как стойкость против коррозии обеспечивается наличием защитного слоя. По этой же причине двухслойный прокат со стороны защитного слоя следует сваривать электродами, обеспечивающими стойкость к среде, не меньшую, чем сам защитный слой.

Для двухслойного проката, выпускаемого по ЧМТУ 3258-52, гарантируется прочность на срез по плоскости соприкасания слоев не менее чем 1500 кГ/см². Это обстоятельство и многолетний опыт эксплуатации аппаратуры из двухслойной стали с защитными слоями из сталей ЭИ496 и 1Х18Н9Т показывает, что защитный слой в усло­виях горячей сернистой коррозии не подвергается износу. Это дает основание считать, что оба слоя работают как единый монолитный лист, а тот факт, что прочностные характеристики защитного слоя выше, чем основного слоя, говорят о том, что при расчете на проч­ность аппаратов из двухслойной стали можно принимать полную толщину листа; в расчетных же формулах следует учитывать модули Юнга обоих слоев, которые практически принимают одинаковыми для таких двухслойных листов, как Ст. 3 + ЭИ496, 20К + ЭИ496 и т. п.

Стали Ст. 3 + ЭИ496 и 20К 4- ЭИ496 широко применяют в аппа­ратуре нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов. Ректи­фикационные колонны, испарители, корпуса теплообменников, се­параторы низкого давления технологических установок, перерабаты­вающих сернистые нефти, изготовляют из сталей Ст. 3 + ЭИ496; реакционные и коксовые камеры и сепараторы высокого давления крекинг-установок, работающие при более высоких температурах, изготовляют из двухслойного проката марки 20К + ЭИ496.

Реакционные камеры термического крекинга, работающие при более высоком давлении, изготовляют из стали 12МХ + ЭИ496 или 12ХМ + ЭИ496, что более предпочтительно.

Механические свойства при различных температурах основного слоя сталей Ст. 3 и 20К идентичны свойствам монолитного металла этих марок и приведены в табл. II. 1, а свойства металла легированного слоя можно определить из приведенных данных для стали соответ­ствующей марки.

Применение двухслойной стали Ст. 3 + 1Х18Н9Т и 20К + + 1Х18Н12М2Т ограничено нормами [63] и температурой 200° С из-за опасения, что двухслойный металл из материалов с разными коэффициентами линейного термического расширения (для стали Ст. 3 коэффициент а = 12 • 10^-6, а для сталей 1Х18Н9Т или 1Х18Н12М2Т а = 18 • 10^-6) при температурах выше 200° С будет подвергаться короблению и даже расслоению. Однако при штамповке днищ из двухслойного проката Ст. 3 + 1Х18Н9Т лист нагревают до значительно более высоких температур (порядка 750° С) и при этом ни коробления, ни расслоения днищ не происходит. Известен и дру­гой факт, когда вакуумную колонну из углеродистой стали с темпе­ратурой среды 420° С облицовали тонкой листовой сталью 1Х18Н9Т при помощи приварки нержавеющего слоя к основному электроза­клепками. Облицованная колонна работала надежно достаточно про­должительное время. Все это дает основание полагать, что двухслой­ный прокат Ст. 3 + 1Х18Н9Т и 20К + 1X18II12MT следует допу­стить для применения до 400° С. Предстоит задача этот предел тем­ператур подтвердить расчетами и экспериментами и выяснить истин­ную величину возникающих температурных напряжений.

В последнее время начали широко применять для аппаратов, работающих под давлением, двухслойный прокат, где основной слой вместо стали Ст. 3 или 20К заменен низколегированной сталью 16ГС (ЗН) повышенной прочности. Это дает в ряде случаев экономию металла и средств.

Дата добавления: 2014-01-11