วัสดุทั่วไปบางชนิดที่ใช้สำหรับหน้าแปลนฟอร์จมีอะไรบ้าง

หน้าแปลนปลอมแปลง เป็นส่วนประกอบที่สำคัญในระบบท่อ ซึ่งออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อท่อ วาล์ว ปั๊ม และอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อสร้างเครือข่ายที่เหนียวแน่นและป้องกันการรั่วไหล ความแข็งแกร่งที่ได้จากกระบวนการตีขึ้นรูปซึ่งปรับโครงสร้างเกรนของวัสดุ ทำให้เหนือกว่าทางเลือกในการหล่อในการใช้งานที่แรงดันสูงและอุณหภูมิสูง การเลือกใช้วัสดุเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง เนื่องจากเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางกลของหน้าแปลน ความต้านทานการกัดกร่อน และความเหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมการบริการเฉพาะ

เหล็กกล้าคาร์บอน: วัสดุที่ใช้เทียม

วัสดุทั่วไปและประหยัดที่สุดที่ใช้สำหรับหน้าแปลนฟอร์จจัดอยู่ในประเภทของ เหล็กกล้าคาร์บอน . วัสดุเหล่านี้มีความสมดุลที่ยอดเยี่ยมระหว่างความแข็งแรง ความสามารถในการเชื่อม และความคุ้มค่าสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมทั่วไป

• ASTM A105 (หรือ SA105): นี่คือ ข้อกำหนดมาตรฐาน สำหรับส่วนประกอบท่อหลอมเหล็กกล้าคาร์บอน หน้าแปลน A105 เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการให้บริการในสภาพแวดล้อมและอุณหภูมิสูงในสภาพแวดล้อมที่ไม่กัดกร่อน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบท่อเชิงพาณิชย์ น้ำมันและก๊าซ และการผลิตไฟฟ้า
• ASTM A350 เกรด LF1, LF2 และ LF3: เหล่านี้คือ เหล็กกล้าคาร์บอนอุณหภูมิต่ำ (LTCS) . การเพิ่มองค์ประกอบโลหะผสมและการบำบัดความร้อนจำเพาะช่วยเพิ่มความทนทานต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ เกรด LF2 ได้รับความนิยมเป็นพิเศษสำหรับบริการแช่แข็งและอุณหภูมิต่ำ เช่น โรงงานทำความเย็นและคลังก๊าซเหลว

โลหะผสมเหล็ก: เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงมาก

When service conditions involve sustained high temperatures and pressures, alloy steels are often specified. These materials contain higher levels of alloying elements like chromium ($\text{Cr}$) and molybdenum ($\text{Mo}$), which improve creep resistance and tensile strength at elevated temperatures.

• ASTM A182 เกรด F1, F5, F9, F11, F22 และ F91: สิ่งเหล่านี้ครอบคลุมช่วงของ เหล็กโลหะผสมเฟอริติกและมาร์เทนซิติก . The most common are the $\text{Cr}-\text{Mo}$ steels:
  • F11 และ F22: ตัวเลือกยอดนิยมสำหรับบริการไอน้ำอุณหภูมิสูงในโรงไฟฟ้าและโรงกลั่น ให้ความแข็งแกร่งและทนทานต่อการเกิดกราไฟท์ที่ดี
  • F91: เหล็กกล้าโลหะผสมขั้นสูงที่ใช้ในการผลิตพลังงานแบบวิกฤตยิ่งยวดและแบบวิกฤตยิ่งยวดเนื่องจากมีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงเป็นพิเศษและต้านทานการคืบ

เหล็กกล้าไร้สนิม: ทนต่อการกัดกร่อนและทนต่ออุณหภูมิสูง

สำหรับการใช้งานที่ต้องการความทนทานต่อการกัดกร่อน ความสะอาด หรือบริการไครโอเจนิกที่เหนือกว่า สแตนเลส เป็นวัสดุที่เลือกใช้สำหรับหน้าแปลนฟอร์จ คุณสมบัติของพวกมันมาจากปริมาณโครเมียมขั้นต่ำ 10.5%$ ซึ่งก่อตัวเป็นชั้นออกไซด์ป้องกันแบบพาสซีฟ

• ASTM A182 เกรด F304/304L และ F316/316L: เหล่านี้คือ the most prevalent เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก .
  • F304/304L: ควรใช้เกรด "L" (คาร์บอนต่ำ) สำหรับการเชื่อมเพื่อลดความเสี่ยงของการเกิดอาการแพ้และการกัดกร่อนตามขอบเกรน ใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการแปรรูปทางเคมีและสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนทั่วไป
  • F316/316L: ประกอบด้วยโมลิบดีนัม ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ (เช่น การใช้งานทางทะเลหรือชายฝั่ง)
• เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์และซูเปอร์ดูเพล็กซ์ (เช่น F51, F53, F55): โลหะผสมเหล่านี้มีโครงสร้างจุลภาคแบบผสม (เฟอร์ไรต์และออสเทนไนต์) ซึ่งมีความแข็งแรงสูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด และทนต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นได้ดีกว่าเกรดออสเทนนิติกมาตรฐาน มักใช้ในน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งและสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรง

โลหะผสมนิกเกิลและโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

ในสภาพแวดล้อมที่มีความเชี่ยวชาญสูง มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง หรือมีอุณหภูมิสูงมาก ซึ่งแม้แต่เหล็กสแตนเลสก็อาจเสียหายได้ โลหะผสมนิกเกิล และต้องใช้วัสดุที่ไม่ใช่เหล็กอื่นๆ

• โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก (เช่น Monel, Inconel, Hastelloy): สิ่งเหล่านี้มีความทนทานเป็นพิเศษต่อตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหลากหลายชนิด รวมถึงกรดและด่างแก่ และรักษาความสมบูรณ์ที่อุณหภูมิสูงมาก หน้าแปลนปลอมแปลง ที่ทำจากวัสดุเหล่านี้มีความสำคัญในภาคส่วนที่มีความต้องการสูง เช่น การบินและอวกาศ การผลิตสารเคมี และการผลิตยา
• อลูมิเนียมและโลหะผสมทองแดง: พบได้น้อยแต่ใช้สำหรับการใช้งานเฉพาะที่ต้องการคุณลักษณะน้ำหนักเบา การนำไฟฟ้าหรือความร้อนสูง หรือความต้านทานการกัดกร่อนแบบพิเศษ

กระบวนการคัดเลือกวัสดุของหน้าแปลนฟอร์จเป็นการตัดสินใจทางวิศวกรรมที่สำคัญ ซึ่งจะทำให้ข้อกำหนดทางเทคนิค เช่น ความดัน อุณหภูมิ องค์ประกอบของของไหล และความทนทาน สมดุลกับการพิจารณาทางเศรษฐกิจ ข้อมูลจำเพาะของวัสดุที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจในความสมบูรณ์และอายุการใช้งานของระบบท่อทั้งหมด