Muitos equipamentos críticos na indústria petroquímica, como reatores, fornos de pirólise, plantas de pirólise a vapor, etc., precisam operar de forma estável por um longo tempo em ambientes de alta temperatura. Muitos dos principais forjados desses equipamentos, enfrentando testes ambientais de alta temperatura severa. O desempenho de alta temperatura das peças forjadas petroquímicas, está diretamente relacionado à segurança, estabilidade e operação de longo período do equipamento. Este trabalho abordará o desempenho em altas temperaturas de forjamentos petroquímicos e os fatores que os influenciam, a fim de servir de referência para empresas e instituições de pesquisa relevantes.
Requisitos de desempenho de alta temperatura para forjamentos petroquímicos
Força de alta temperatura: em um ambiente de alta temperatura, as peças forjadas precisam manter força suficiente para suportar a pressão de trabalho do equipamento e a carga mecânica.
Resistência à fluência de alta temperatura: fluência é a deformação lenta e contínua que ocorre em um material sob alta temperatura e tensão constante. Para equipamentos petroquímicos em operação prolongada, a fluência é uma das principais causas de falha de peças forjadas. Portanto, as peças forjadas precisam ter excelente resistência à fluência em altas temperaturas.
Resistência à fadiga de alta temperatura: em ambiente de alta temperatura, o forjamento também precisa suportar a ação conjunta de estresse alternado e estresse térmico, portanto, precisa ter boa resistência à fadiga de alta temperatura.
Resistência à oxidação de alta temperatura: em um ambiente de alta temperatura, a superfície do forjamento é propensas a reações de oxidação, resultando em propriedades materiais degradadas. Portanto, as peças forjadas precisam ter boa resistência à oxidação em altas temperaturas.
Estabilidade da microestrutura de alta temperatura: em um ambiente de alta temperatura, a estrutura da microestrutura das peças forjadas é propensas a mudanças, como crescimento de grão, mudança de fase, etc., o que leva à diminuição do desempenho. Portanto, as peças forjadas precisam ter estabilidade microestrutural em altas temperaturas.
Fatores que afetam o desempenho de alta temperatura de forjamentos petroquímicos
Composição do material: a composição química do material é um dos fatores-chave que afetam suas propriedades de alta temperatura. A resistência a altas temperaturas, resistência à fluência, resistência à fadiga e resistência à oxidação podem ser melhoradas ajustando o tipo e o teor de elementos de liga do material.
Processo de forjamento: o processo de forjamento tem uma influência importante na estrutura e no desempenho das peças forjadas. As propriedades de alta temperatura das peças forjadas podem ser melhoradas através da otimização de parâmetros como temperatura de forjamento, taxa de deformação e quantidade de deformação.
Processo de tratamento térmico: o processo de tratamento térmico é um dos meios importantes para melhorar as propriedades de alta temperatura das peças forjadas. Através de processos de tratamento térmico como normalização, têmpera e revenimento, a estrutura da microestrutura das peças forjadas pode ser ajustada para melhorar sua resistência à alta temperatura e resistência à fluência.
Tamanho de grão: o tamanho de grão tem um efeito importante nas propriedades de alta temperatura das peças forjadas. Grãos finos podem melhorar a resistência do material à resistência à fluência. Portanto, o refinamento de grãos é um dos meios eficazes para melhorar as propriedades de alta temperatura das peças forjadas.
Fatores ambientais: as peças forjadas em equipamentos petroquímicos enfrentam um ambiente de trabalho complexo, como alta temperatura, alta pressão, meio corrosivo, etc. Esses fatores ambientais podem afetar as propriedades das peças forjadas em altas temperaturas, como acelerar as reações de oxidação, promover a fluência, entre outros.
Medidas para melhorar o desempenho de alta temperatura do forjamento petroquímico
Composição otimizada do material: de acordo com os requisitos de uso e as condições de trabalho do equipamento, os tipos e conteúdos adequados de elementos de liga são selecionados para melhorar a força de alta temperatura e resistência à fluência das peças forjadas.
Melhoria do processo de forjamento: parâmetros como temperatura de forjamento, taxa de deformação e quantidade de deformação são otimizados para obter uma estrutura de grão fina e propriedades mecânicas homogêneas.
Processo de tratamento térmico aprimorado: o processo avançado de tratamento térmico é adotado, como controle de taxa de resfriamento e uso de tratamento térmico de várias etapas, a fim de refinar o grão, ajustar a estrutura da estrutura e melhorar o desempenho de alta temperatura.
Melhorar a tecnologia de refinamento de grãos: técnicas avançadas de refinamento de grãos, como liga mecânica, agitação eletromagnética, etc. são adotadas para obter tamanhos de grãos mais finos e maior desempenho de alta temperatura.
Melhore as medidas de proteção ambiental: durante a operação do equipamento, melhore a monitoração e o controle do ambiente, reduza o dano do meio corrosivo às peças forjadas e prolongue sua vida útil.
O desempenho de alta temperatura das peças forjadas petroquímicas é fundamental para garantir a operação segura, estável e de longo ciclo do equipamento. Através da otimização da composição do material, melhorar o processo de forjamento, melhorar o processo de tratamento térmico, melhorar a tecnologia de refinamento de grãos e fortalecer as medidas de proteção ambiental e outros meios podem efetivamente melhorar o desempenho de alta temperatura do forjamento para atender às necessidades da indústria petroquímica. No futuro, com o desenvolvimento contínuo de novas tecnologias de materiais e processos de fabricação, o desempenho de alta temperatura das peças forjadas petroquímicas será mais inovação e avanço para o desenvolvimento da indústria petroquímica para fornecer uma forte garantia.
