Kakšno jeklo se uporablja za plinske jeklenke?
Nov 25, 2023
Kakšno jeklo se uporablja za plinske jeklenke?
Plinske jeklenke se uporabljajo za shranjevanje stisnjenih plinov, kot so kisik, ogljikov dioksid in propan. Bistveni so za številne industrije in aplikacije, od zdravstva in varjenja do kampiranja in kuhanja. Vendar sta varnost in zanesljivost plinskih jeklenk v veliki meri odvisni od njihovih materialov in konstrukcije, zlasti od jekla, uporabljenega pri njihovi izdelavi. V tem članku se bomo poglobili v lastnosti in razrede jekla, ki se običajno uporabljajo za plinske jeklenke, ter v standarde in predpise, ki urejajo njihovo proizvodnjo in uporabo.
Lastnosti jekla za plinske jeklenke
Jeklo je vsestranski in vzdržljiv material, ki se že stoletja uporablja za različne namene. V primeru plinskih jeklenk ponuja jeklo številne prednosti, kot so trdnost, žilavost ter odpornost proti koroziji in visokemu tlaku. Vse vrste jekel pa niso primerne ali varne za plinske jeklenke, saj morajo izpolnjevati posebna merila glede sestave, mikrostrukture in mehanskih lastnosti. Tukaj je nekaj ključnih značilnosti jekla za plinske jeklenke:
Kemična sestava. Jeklo, ki se uporablja za plinske jeklenke, mora imeti nizko vsebnost ogljika, običajno manj kot 0,20 %, da se prepreči krhkost in korozija. Vsebovati mora tudi nekatere legirne elemente, kot so mangan, krom in nikelj, da se poveča njegova trdnost, varivost in duktilnost. Kemična sestava jekla je običajno določena z mednarodnimi standardi, kot so ISO 9809-1, EN 1964-1 in DOT-39.
Mikrostruktura. Mikrostruktura jekla se nanaša na razporeditev atomov in faz na mikroskopski ravni. Pri plinskih jeklenkah mora imeti jeklo drobnozrnato in homogeno strukturo, brez vidnih napak ali vključkov, da se zagotovi enotna trdnost in žilavost. To dosežemo z uporabo posebnih tehnik obdelave, kot so kontrolirano valjanje, normalizacija ter kaljenje in popuščanje.
Mehanske lastnosti. Mehanske lastnosti jekla se nanašajo na njegovo sposobnost, da se upre deformaciji, zlomu in utrujenosti pod obremenitvijo. Za plinske jeklenke mora imeti jeklo posebne razpone natezne trdnosti, meje tečenja, raztezka in odpornosti proti udarcem glede na pogoje uporabe in varnostne dejavnike. Te lastnosti se običajno testirajo in preverjajo z različnimi metodami, kot so natezno testiranje, udarno testiranje in ultrazvočno testiranje.
Vrste jekla za plinske jeklenke
Obstaja več vrst jekla, ki so primerne za plinske jeklenke, odvisno od predvidenih plinov, tlakov in temperatur. Tukaj je nekaj običajnih vrst jekla za plinske jeklenke in njihove značilnosti:
SG255/SG295. Ti razredi jekla se uporabljajo za utekočinjen naftni plin (LPG), kot sta propan in butan, ki se hranita pri zmernih tlakih in temperaturah. Imajo relativno nizko natezno trdnost (okoli 400 MPa) in mejo tečenja (okoli 260 MPa), vendar velik raztezek (okoli 28 %) in odpornost na udarce (okoli 55 J). Običajno se proizvajajo z vročim valjanjem in kontroliranim valjanjem.
SG325/SG365. Ti razredi jekla se uporabljajo za stisnjen zemeljski plin (CNG) in stisnjen vodikov plin (CHG), ki sta shranjena pri visokih tlakih in temperaturah. Imajo večjo natezno trdnost (okoli 540 MPa) in mejo tečenja (okoli 365 MPa), a nižji raztezek (okoli 22 %) in odpornost na udarce (okoli 35 J). Običajno se proizvajajo z vročim valjanjem ter kaljenjem in popuščanjem.
HP295/HP325. Ti razredi jekla se uporabljajo tudi za LPG in druge pline, vendar z višjimi tlaki in temperaturami. Imajo podobno sestavo in mikrostrukturo kot SG255/SG295, vendar imajo višjo natezno trdnost (okoli 590 MPa) in mejo tečenja (okoli 440 MPa) ter nižji raztezek (okoli 20 %) in odpornost na udarce (okoli 33 J). Običajno se proizvajajo z vročim valjanjem in kontroliranim valjanjem.
Natančne specifikacije in tolerance za te vrste jekla se lahko razlikujejo glede na nacionalne ali mednarodne standarde in prakso proizvajalca. Vendar pa morajo izpolnjevati minimalne zahteve glede kemične sestave, mikrostrukture in mehanskih lastnosti, kot jih določajo ustrezni organi.
Standardi in predpisi za plinske jeklenke
Za plinske jeklenke veljajo različni standardi in predpisi, ki zagotavljajo njihovo varnost, kakovost in združljivost s potrebami uporabnikov in okoljem. Nekateri najpomembnejši standardi in predpisi za plinske jeklenke so:
ISO 11119-2. Ta standard določa zahteve in preskusne metode za plinske jeklenke, ki jih ni mogoče ponovno napolniti, izdelane iz kovinskih materialov, kot so jeklo, aluminij in titan. Zajema načrtovanje, izdelavo, testiranje, označevanje in označevanje jeklenk za različne pline, kot so vodik, kisik, dušik in ogljikov dioksid. Določa tudi največjo dovoljeno težo in prostornino jeklenk za različne namene uporabe.
EN 1964-1. Ta evropski standard določa zahteve in preskusne metode za plinske jeklenke za ponovno polnjenje iz brezšivnega jekla s prostornino vode do 150 litrov. Zajema načrtovanje, proizvodnjo, testiranje, pregledovanje in vzdrževanje jeklenk za različne pline, kot so LPG, CNG in kisik. Določa tudi oznake, nalepke in dokumentacijo za jeklenke.
PIKA-39. Ta predpis Ministrstva za promet ZDA (DOT) določa zahteve in preskusne metode za posebne jeklenke iz brezšivnega jekla s prostornino vode do 75 litrov. Zajema načrtovanje, proizvodnjo, testiranje, pregledovanje in odobritev jeklenk za različne pline, kot so propan, helij in acetilen. Ureja tudi etiketiranje, označevanje in vodenje evidenc jeklenk.
Drugi standardi in predpisi za plinske jeklenke se lahko nanašajo na določene države, regije, aplikacije ali industrije. Zajemajo lahko vprašanja, kot so združljivost, transport, skladiščenje, polnjenje, praznjenje in odlaganje jeklenk. Skladnost s temi standardi in predpisi je bistvena za varnost in zakonitost plinskih jeklenk in njihovih uporabnikov.
Zaključek
Jeklo je pomemben material za plinske jeklenke, saj zagotavlja trdnost, žilavost in odpornost na visok tlak in korozijo. Lastnosti in razredi jekla za plinske jeklenke so odvisni od specifičnih plinov, tlakov in temperatur ter od standardov in predpisov, ki urejajo njihovo proizvodnjo in uporabo. Da bi zagotovili varnost in zanesljivost plinskih jeklenk, je pomembno, da izberete pravo jeklo in upoštevate ustrezne standarde in predpise.