Giới hạn nhiệt độ chịu đựng của tấm thép 15CrMoR là bao nhiêu℃
Thread Content
Vật liệu của lò phản ứng của chúng tôi là 15CrMoR. Khi nhiệt độ trong lò phản ứng tăng lên quá cao, lên tới 1000°C, thì điều này sẽ ảnh hưởng như thế nào đến lò phản ứng? Hơn nữa, vỏ cảm biến nhiệt trong lò phản ứng được làm từ chất liệu 0Cr18Ni10Ti. Ở nhiệt độ này, điều gì sẽ xảy ra với chất liệu này? Xin các chuyên gia giải đáp giúp! !
Bài viết này cuối cùng được chỉnh sửa bởi 413343962 vào ngày 25/7/2016 lúc 16:44. Tôi không hiểu những vấn đề phức tạp liên quan đến chủ đề này; xin mời những người am hiểu hơn giúp đáp lại. Tôi chỉ biết rằng: nếu đó là thiết bị chứa áp lực, nhiệt độ sử dụng khuyến nghị cho vật liệu 15CrMoR không được vượt quá 500 độ C; nếu hoạt động ở nhiệt độ 1000 độ C thì thiết bị sẽ gặp nguy hiểm ； Nếu là lò phản ứng áp suất tiêu chuẩn, thiết bị ở nhiệt độ 1000 độ C cũng sẽ gặp nguy hiểm. 0Cr18Ni10Ti dễ bị oxy hóa ở nhiệt độ 1000 độ C.
Thiết bị gần như bị hỏng hoàn toàn, không thể sử dụng được nữa.
Theo quy định của GB150.2-2011, với vật liệu 15CrMoR, nhiệt độ tối đa mà vật liệu này có thể chịu được trong điều kiện hoạt động ở nhiệt độ cao trong thời gian 100.000 giờ là 550℃. Còn vật liệu 0Cr18Ni10Ti tương đương với S30408; nhiệt độ tối đa mà vật liệu này có thể chịu được trong điều kiện hoạt động ở nhiệt độ cao trong thời gian 100.000 giờ là 700℃. Nếu bỏ qua ảnh hưởng của môi trường và áp suất, việc nhiệt độ trong lò phản ứng tăng lên 1000℃ có thể khiến vật liệu bị suy giảm chất lượng ngay lập tức. Theo tiêu chuẩn GB/T30579-2014, thép 15CrMoR có thể bị hỏng do hiện tượng mất carbon. Còn thép 0Cr18Ni10Ti thì sẽ bị hỏng do hiện tượng nhạy hóa và ăn mòn giữa các tinh thể ở nhiệt độ từ 425–815℃. Đôi khi, nhiệt độ sẽ tăng lên, nhưng thời gian xảy ra hiện tượng này rất ngắn; do đó, ảnh hưởng đến vật liệu không lớn. Tuy nhiên, nếu hiện tượng này xảy ra thường xuyên và trong thời gian dài, nó sẽ khiến vật liệu bị hỏng hoàn toàn, và có thể gây ra những tai nạn nguy hiểm.
Nhiệt độ lên tới 1000℃, cao hơn cả nhiệt độ xử lý nhiệt của 15CrMoR. Giả sử thiết bị đã từng trải qua một vụ sự cố tăng nhiệt như vậy, nhưng vẫn còn nguyên vẹn, thì bây giờ cần xem xét liệu có nên tiếp tục sử dụng thiết bị này hay không. Vì chỉ là tình trạng quá nhiệt trong thời gian ngắn, nên có lẽ nó không ảnh hưởng nhiều đến độ bền ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ vượt quá nhiệt độ tôi của vật liệu chắc chắn sẽ làm thay đổi các tính chất cơ học của vật liệu đó. Sau khi được xử lý bằng phương pháp nung ổn định, tấm thép 15CrMoR vẫn cần được xử lý thêm bằng phương pháp làm nguội. Nhiệt độ trong thiết bị khi vượt quá mức cho phép là không được xác định rõ, do đó các tính chất cơ học của vật liệu dùng để chế tạo vỏ máy sẽ không đồng đều, và việc kiểm tra chúng cũng rất khó khăn. Ngoài ra, việc làm nóng và làm lạnh không đều cũng có thể gây ra ứng suất dư tại các vùng nhất định. Vì vậy, nếu thiết bị phải chịu nhiệt độ cao lên tới 1000℃ trong thời gian dài, thì không nên tiếp tục sử dụng nó nữa, trừ khi có thể tiến hành quy trình xử lý nhiệt bằng cách làm nguội và tái nung toàn bộ thiết bị.
Tuy nhiên, khi xảy ra sự cố tăng nhiệt độ quá mức, liệu nhiệt độ của chất lỏng có đạt 1000℃ hay là nhiệt độ bề mặt vỏ thiết bị mới đạt 1000℃? Nếu nhiệt độ bay hơi chỉ tồn tại trong thời gian ngắn, và nhiệt độ của chất truyền nhiệt đạt 1000°C, thì nhiệt độ của thành kim loại vỏ sẽ thấp hơn nhiều so với 1000°C. Do đó, việc truyền nhiệt cần một quá trình nhất định. Nếu xác định được rằng nhiệt độ bề mặt vỏ không vượt quá nhiệt độ ủ của 15CrMoR (khoảng 700°C), thì có lẽ sẽ không có vấn đề gì.
Nhiệt độ của vỏ và chất lỏng chắc cũng sẽ không chênh lệch tới 300 độ phải không? ？
Có thể, cần phải xác định thông qua tính toán truyền nhiệt. Giả sử vỏ thiết bị không có lớp cách nhiệt bên ngoài cũng như lớp cách nhiệt bên trong; nhiệt độ của chất lỏng là 1000℃, còn nhiệt độ không khí xung quanh là 20℃. Theo mô hình phân bố tuyến tính đơn giản, nhiệt độ thành vỏ thiết bị khoảng 500℃. Ngoài ra, tốc độ nâng nhiệt trong quá trình xử lý nhiệt sau hàn bên trong lò thường được kiểm soát ở mức 55℃/h (xem điều GB150.4, 8.2.7.1). Bên ngoài lò, tốc độ nâng nhiệt sẽ chậm hơn nữa. Việc làm tăng nhiệt độ vỏ máy cần có thời gian.
15CrMoR thường được sử dụng trong môi trường hoạt động có nhiệt độ dưới 579 độ C; nhiệt độ 1000 độ C chắc chắn là không được phép. Khi gặp phải điều kiện hoạt động khắc nghiệt như vậy, cần ngay lập tức nhờ các công ty chuyên nghiệp tiến hành đánh giá, đồng thời phân tích cấu trúc tinh thể của vật liệu, từ đó quyết định biện pháp xử lý phù hợp