Выбор материала для криогенных клапанов

Выбор материалов для криогенных клапанов

Рабочие среды криогенных клапанов не только холодные, но и часто токсичные, легковоспламеняющиеся или взрывоопасные, а также обладают высокой проницаемостью. Это диктует множество особых требований к материалам клапанов. Механические свойства стали при криогенных температурах отличаются от свойств при комнатной температуре. Помимо прочности, наиболее важной характеристикой криогенной стали является ее ударная вязкость при низких температурах. Эта низкотемпературная ударная вязкость связана с температурой хрупкого перехода материала; чем ниже температура хрупкого перехода, тем лучше низкотемпературная ударная вязкость. Металлы с объемно-центрированной кубической решеткой, такие как углеродистая сталь, подвержены низкотемпературной хрупкости, в то время как ударная вязкость металлов с гранецентрированной кубической решеткой, таких как аустенитная нержавеющая сталь, в основном не зависит от низких температур.

Материалы, используемые для компонентов, устойчивых к давлению, таких как корпус клапана и крышка криогенных клапанов, обычно используют прочные материалы с хорошей прочностью при низких температурах. Также необходимо учитывать такие факторы, как свариваемость, обрабатываемость, стабильность и экономическая эффективность. Инженерные компании обычно проектируют для низкотемпературных марок -46°C, -101°C и -196°C. Низкотемпературная углеродистая сталь обычно используется для низкотемпературной марки -46°C, в то время как аустенитная нержавеющая сталь 300-й серии обычно используется для низкотемпературных марок -101°C и -196°C. Этот тип нержавеющей стали обладает умеренной прочностью, хорошей ударной вязкостью и хорошими технологическими свойствами. Согласно ASMEB31.3, самая низкая применимая температура обычно используемых материалов для низкотемпературных клапанов.