ค่าขีดจำกัดความทนต่ออุณหภูมิของแผ่นเหล็ก 15CrMoR คือเท่าไร℃

โพสต์นี้ถูกแก้ไขครั้งสุดท้ายโดย 413343962 เมื่อวันที่ 25 กรกฎาคม 2016 เวลา 16:44 ไม่เข้าใจเรื่องที่ซับซ้อนขนาดนี้เลย ขอให้ผู้มีความรู้ช่วยตอบด้วยครับ. ผมรู้เพียงว่า หากเป็นถังที่ใช้รับแรงดัน อุณหภูมิที่แนะนำสำหรับการใช้วัสดุ 15CrMoR คือไม่เกิน 500 องศาเซลเซียส ส่วนอุณหภูมิ 1000 องศาเซลเซียสนั้นจะก่อให้เกิดอันตรายได้ ； หากเป็นเครื่องปฏิกรณ์ที่ทำงานภายใต้ความดันปกติ อุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิ 1,000 องศาเซลเซียสก็น่าจะมีความเสี่ยงเช่นกัน 0Cr18Ni10Ti จะถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายที่อุณหภูมิ 1000 องศาเซลเซียส

อุปกรณ์เสียหายอย่างรุนแรง ใช้การไม่ได้อีกต่อไปแล้ว

ตามข้อกำหนดใน GB150.2-2011 สำหรับวัสดุ 15CrMoR อนุญาตให้มีความแข็งแรงในสภาพอุณหภูมิสูงได้ถึง 550℃ เป็นเวลา 100,000 ชั่วโมง ส่วนวัสดุ 0Cr18Ni10Ti ซึ่งเทียบเท่ากับ S30408 นั้น อนุญาตให้มีความแข็งแรงในสภาพอุณหภูมิสูงได้ถึง 700℃ เป็นเวลา 100,000 ชั่วโมงเช่นกัน หากไม่คำนึงถึงอิทธิพลของสื่อกลางและความดัน การที่อุณหภูมิในเตาปฏิกรณ์สูงถึง 1000°C จะส่งผลให้วัสดุเสื่อมสภาพได้โดยตรง ตามมาตรฐาน GB/T30579-2014 โลหะชนิด 15CrMoR จะเกิดปัญหาการสูญเสียคาร์บอนได้ ส่วนโลหะชนิด 0Cr18Ni10Ti จะเกิดปัญหาการกัดกร่อนระหว่างผลึกเมื่ออยู่ในอุณหภูมิ 425–815℃ หากอุณหภูมิสูงขึ้นเป็นครั้งคราว และใช้เวลาเพียงช่วงสั้นๆ ก็จะไม่ส่งผลกระทบต่อวัสดุมากนัก แต่หากเกิดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิบ่อยครั้ง และใช้เวลานาน ก็จะทำให้วัสดุเสียหายไปโดยสิ้นเชิง ซึ่งอาจก่อให้เกิดอุบัติเหตุที่อันตรายได้

อุณหภูมิสูงถึง 1000°C ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิในการทำให้เหล็กมีความแข็งแรงมากขึ้นของเหล็กชนิด 15CrMoR อีกด้วย สมมติว่าอุปกรณ์นี้เคยประสบกับเหตุการณ์อุณหภูมิสูงขึ้นมาแล้ว แต่ก็ยังคงอยู่ในสภาพดี ตอนนี้ก็ต้องพิจารณาว่าจะยังคงใช้อุปกรณ์นี้ต่อไปหรือไม่. เนื่องจากเป็นการร้อนเกินในระยะเวลาสั้นๆ จึงน่าจะไม่มีความสัมพันธ์มากนักกับความแข็งแรงที่อยู่ภายใต้อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน เมื่ออุณหภูมิสูงเกินอุณหภูมิการอบแบบนอร์มัลของวัสดุ ย่อมส่งผลให้คุณสมบัติทางกลของวัสดุเปลี่ยนแปลงไปอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เหล็กแผ่น 15CrMoR หลังจากการอบร้อนแล้ว ยังจำเป็นต้องมีการอบเย็นเพิ่มเติม ส่วนการกระจายตัวของอุณหภูมิเมื่ออุปกรณ์มีอุณหภูมิสูงเกินไปนั้นไม่สามารถทราบได้ ดังนั้นคุณสมบัติทางกลของวัสดุที่ใช้ทำเปลือกอุปกรณ์จึงมีความไม่สม่ำเสมอ ทำให้ยากต่อการตรวจสอบ นอกจากนี้ การเพิ่มหรือลดอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอ ก็อาจก่อให้เกิดความเครียดสะสมในบริเวณนั้นได้เช่นกัน ดังนั้น หากอุปกรณ์มีอุณหภูมิสูงถึง 1000℃ ในพื้นที่ขนาดใหญ่ ก็ไม่ควรนำมาใช้ต่อไป เว้นแต่จะสามารถนำอุปกรณ์ไปผ่านกระบวนการอบร้อนและอบเย็นอีกครั้ง

แต่เมื่อเกิดอุบัติเหตุไฟลุกไหม้ อุณหภูมิของสื่อนั้นจะอยู่ที่ 1000°C หรือว่าอุณหภูมิของผนังภาชนะต่างหากที่อยู่ที่ 1000°C? หากอุณหภูมิของไอร้อนคงอยู่เพียงช่วงเวลาสั้นๆ เท่านั้น และอุณหภูมิของสื่อกลางอยู่ที่ 1000°C อุณหภูมิของผนังโลหะของตัวเครื่องจะต่ำกว่า 1000°C อย่างมาก ดังนั้นการถ่ายเทความร้อนจึงจำเป็นต้องใช้เวลา หากพบว่าอุณหภูมิผนังเปลือกไม่เกินอุณหภูมิการทำให้เหล็กกลับสภาพของ 15CrMoR (ประมาณ 700°C) ก็น่าจะไม่มีปัญหาอะไร

อุณหภูมิของเปลือกหุ้มและสื่อกลางก็น่าจะไม่มีความแตกต่างถึง 300 องศาใช่ไหม? ？

เป็นไปได้ แต่จำเป็นต้องหาค่าโดยการคำนวณการถ่ายความร้อน สมมติว่าภาชนะดังกล่าวไม่มีการป้องกันความร้อนจากภายนอก และไม่มีวัสดุกันความร้อนภายในด้วย โดยมีอุณหภูมิของสารที่อยู่ภายในอยู่ที่ 1000°C ส่วนอุณหภูมิของอากาศภายนอกอยู่ที่ 20°C หากพิจารณาตามหลักการแบ่งการกระจายอุณหภูมิแบบเชิงเส้น อุณหภูมิของผนังภาชนะก็จะอยู่ที่ประมาณ 500°C นอกจากนี้ อัตราการเพิ่มอุณหภูมิในระหว่างการปรับสภาพวัสดุหลังการเชื่อมภายในเตานั้น โดยทั่วไปจะถูกควบคุมไว้ที่ 55°C/ชั่วโมง (ดูข้อ GB150.4, 8.2.7.1) ส่วนการปรับสภาพวัสดุภายนอกเตานั้น อัตราการเพิ่มอุณหภูมิจะช้ากว่านี้อีก การที่ตัวเครื่องจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นนั้น ต้องใช้เวลา

โดยทั่วไปแล้ว 15CrMoR จะถูกนำมาใช้ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำกว่า 579 องศาเซลเซียส ส่วนอุณหภูมิ 1000 องศาเซลเซียสนั้นไม่ควรเกิดขึ้นเด็ดขาด เมื่อเกิดสภาวะที่รุนแรงเช่นนี้ขึ้น ควรรีบขอให้บริษัทผู้เชี่ยวชาญมาประเมินสถานการณ์ และทำการวิเคราะห์โครงสร้างของวัสดุ เพื่อดูว่าวัสดุมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร ก่อนที่จะตัดสินใจว่าจะดำเนินการอย่างไรต่อไป