고압 단조용 재료를 선택하는 것은-인장 강도가 가장 높은 강철을 선택하는 것보다 더 복잡합니다.

단조 플랜지, 링, 실린더, 밸브 부품 또는 압력{0}}을 포함하는 부품은 수천 시간 동안 높은 내부 압력에 노출될 수 있습니다. 재료는 실제 사용 조건에서 적절한 인성, 치수 안정성, 내식성 및 피로 성능을 유지하면서 해당 압력을 견뎌야 합니다.

따라서 구매자에게 중요한 질문은 다음이 아닙니다.

"어떤 강철이 가장 강한가요?"

그것은:

"실제 압력, 온도, 매체, 사용 수명 하에서 요구되는 특성을 안전하게 유지할 수 있는 단조 재료는 무엇입니까?"

이러한 구별은 압력 용기 단조품, 단조 플랜지, 단조 링, 단조 실린더, 오일 및 가스 단조품, 석유화학 부품에 특히 중요합니다.

1. 설계압력부터 시작하라

첫 번째 재료{0}}선택 입력은 실제 설계 압력이어야 합니다.

구매자는 다음을 확인해야 합니다.

• 정상 작동 압력
• 설계압력
• 최대 압력
• 압력 변동
• 압력 순환 빈도
• 필요한 설계 수명

일정한 압력에 노출된 부품은 저압과 고압 사이를 반복적으로 이동하는 부품과 피로 고려 사항이 다릅니다.

예를 들어, 매일 시작되고 중지되는 프로세스에 사용되는 단조 압력 구성요소는 서비스 수명 동안 수천 번의 압력 주기를 경험할 수 있습니다.

따라서 재료의 정적 강도와 반복 하중을 모두 평가해야 합니다.

2. 압력과 함께 온도를 고려하라

압력은 온도와 독립적으로 평가할 수 없습니다.

많은 재료는 온도가 증가함에 따라 강도를 잃습니다.

실온에서 충분한 항복 강도를 제공하는 강종은 고온에서 실질적으로 다른 특성을 가질 수 있습니다.

따라서 고압-강 단조의 경우 실제 작동 온도에서 재료를 평가해야 합니다.

구매자는 다음을 제공해야 합니다.

최소 작동 온도

정상 작동 온도

최대 작동 온도

각 온도에서의 압력

가열 및 냉각 조건

고온-압력/고온-장비의 경우 온도와 압력의 조합은 매개변수 단독보다 재료 선택을 더 강력하게 결정할 수 있습니다.

3. 강인성이 중요한지 결정

강도가 높다고 해서 자동으로 인성이 높은 것은 아닙니다.

실제 사용 조건에서 재료의 균열 전파에 대한 저항력이 부적절할 경우 압력을 포함하는 구성 요소에 갑작스러운 균열이 발생할 수 있습니다.

이는 낮은 작동 온도에서 특히 중요합니다.

따라서 임계 압력 용기 단조품의 경우 구매자는 다음을 지정해야 할 수 있습니다.

샤르피 충격 인성

최소 서비스 온도

필수 인성 허용 기준

관련 재료 표준

재료는 단순히 실온에서 우수한 인장 강도를 나타내는 것이 아니라 예상되는 가장 낮은 사용 온도에서 충분한 인성을 유지해야 합니다.

4. 압력 순환 및 피로를 고려하십시오.

고압-시스템은 실제로 정적이지 않은 경우가 많습니다.

다음과 같은 이유로 압력이 변동될 수 있습니다.

• 시작-및 종료
• 슬리퍼
• 압축기
• 밸브
• 흐름 변화
• 열팽창
• 프로세스 중단

반복적인 압력 변화는 주기적인 응력을 생성할 수 있습니다.

긴 사용 수명 동안 이러한 주기는 피로 균열의 원인이 될 수 있습니다.

따라서 고압 분야용 단조 재료를 선택할 때-구매자는 예상되는 압력 주기의 수와 크기를 고려해야 합니다.

일정한 압력에 적합한 재료는 가혹한 주기적 서비스에 반드시 최선의 선택이 아닐 수도 있습니다.

5. 공정 매체의 부식을 고려하십시오.

압력 저항은 문제의 한 측면일 뿐입니다.

내부 매체는 시간이 지남에 따라 재료를 공격할 수 있습니다.

응용 분야에 따라 단조품은 다음과 접촉할 수 있습니다.

• 물
• 증기
• 기름
• 천연가스
• 수소
• CO₂
• H₂S
• 염화물
• 산
• 석유화학유체
• 기타 공정 화학물질

부식은 유효 벽 두께를 감소시키고 국부적인 손상을 일으킬 수 있습니다.

이는 기계적 강도가 우수한 재료라도 작동 매체에 대한 적절한 저항력이 없으면 부적합할 수 있음을 의미합니다.

석유 및 가스 단조품의 경우 이러한 고려 사항이 특히 중요할 수 있습니다.

6. 수소 및 신-서비스 조건 고려

특정 고압-응용 분야에는 수소-함유 또는 H2S-함유 환경이 포함됩니다.

이러한 조건은 재료 및 서비스 조건에 따라 수소-관련 균열 또는 황화물 응력 균열과 같은 추가적인 재료 문제를 야기할 수 있습니다.

따라서 구매자는 장비가 다음 환경에서 작동할지 여부를 확인해야 합니다.

• 수소 서비스
• 산성 가스 서비스
• H2S-포함 환경
• 고압-습성 가스
• 기타 명시된 부식성 매체

그런 다음 자재 선택은 해당 서비스 표준 및 프로젝트 사양을 따라야 합니다.

단순히 기계적 특성이 매력적이라고 ​​해서 고강도 합금강을 선택하는 것만으로는 충분하지 않습니다.-

일부 환경에서는 과도한 경도나 부적합한 미세 구조로 인해 추가적인 위험이 발생할 수 있습니다.

7. 필요한 강도를 고려하세요.-그러나 강도만으로 선택하지 마세요.

압력 장비에서는 강도가 분명히 중요합니다.

재료는 다음에 대한 특정 요구 사항을 충족해야 할 수도 있습니다.

• 항복 강도
• 인장강도
• 연장
• 경도

그러나 강도가 증가한다고 해서 더 나은 압력 성분이 자동으로 생성되는 것은 아닙니다.

강도가 높은-재료에는 다음과 같은 균형이 필요할 수 있습니다.-

• 인성
• 용접성
• 부식 거동
• 수소 민감도
• 열처리 요구사항-
• 가공성
• 비용

따라서 목표는 불필요하게 강도를 최대화하는 것이 아니라 적절한 안전 마진으로 필요한 설계 특성을 충족시키는 것이어야 합니다.

8. 단조품 단면 두께 고려

부품의 치수는 재료 선택 및 열처리에 영향을 미칠 수 있습니다.

동일한 강철 등급으로 제작된 소형 단조 플랜지와 대형 단조 링은 동일한 냉각 및 열처리 조건을 겪지 않을 수 있습니다.{0}}

큰 부분은 표면 온도와 중심 온도 사이의 차이가 더 클 수 있습니다.

이는 다음에 영향을 미칠 수 있습니다.

• 미세구조
• 경도
• 기계적 성질
• 잔류응력
• 열처리-처리 반응

따라서 대형 단조강의 경우 구매자는 재료 적합성을 평가할 때 대략적인 치수와 단면 두께를 제공해야 합니다.

9. 열처리는 재료 사양의 일부입니다.

많은 합금 및 압력{0}}등급 강철의 경우 재료의 최종 상태는 열처리에 의해 큰 영향을 받습니다.

등급에 따라 치료에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 정규화
• 담금질
• 템퍼링
• 가열 냉각
• 스트레스 해소

열처리는 강도와 인성 사이의 최종 균형을 결정할 수 있습니다.

예를 들어, 필요한 열처리 조건을 정의하지 않고 단순히 합금강 등급을 지정하는 것은{0}}임계 압력 단조에 대한 충분한 정보를 제공하지 못할 수 있습니다.

구매 사양에는 필요한 자재 조건이 명확하게 정의되어 있어야 합니다.

10. 용접성 및 제작 요구 사항 고려

일부 단조 압력 부품은 최종 부품에 직접 가공됩니다.

다른 것들은 더 큰 압력 어셈블리의 일부가 되며 용접이나 기타 결합 작업이 필요할 수 있습니다.

용접이 포함된 경우 재료 선택은 다음을 고려해야 합니다.

• 탄소당량
• 예열
• 용접후열처리-
• 수소 제어
• 용접 절차 요구 사항
• 열-영향을 받는-구역 속성

단조 강도 측면에서 우수한 재료라도 나중에 부품을 용접해야 하는 경우 불필요한 제작 문제를 일으킬 수 있습니다.

이는 단조 압력 용기 부품을 구매할 때 특히 중요합니다.

11. 재료를 압력 구성요소에 일치시키십시오.

압력 구성요소마다 재료 요구사항이 다를 수 있습니다.

단조 플랜지

단조 플랜지는 밀봉 및 볼트 체결 영역 주변의 치수 안정성을 유지하면서 압력을 견뎌야 합니다.

재료는 해당 플랜지 및 압력{0}}장비 요구사항을 충족해야 합니다.

단조 반지

단조 링은 압력 용기, 반응기, 회전 어셈블리 또는 기타 대규모 산업 구조물의 일부를 형성할 수 있습니다.

대형 링의 경우 단면 전체의 내부 품질과 기계적 특성이 모두 중요할 수 있습니다.

단조 실린더

단조 실린더는 고압 유압, 에너지 또는 산업 장비에 사용될 수 있습니다.-

재료는 압력, 온도, 하중 및 가공 요구 사항과 일치해야 합니다.

압력 용기 단조품

압력 용기 구성 요소에는 엄격한 재료 추적성, 기계적 테스트, NDT 및 인증이 필요할 수 있습니다.

따라서 재료 선택은 독립적으로 선택하기보다는 전체 압력-용기 사양과 연결되어야 합니다.

12. 저온-온도 서비스 고려

고압-장비가 항상 뜨겁지는 않습니다.

일부 애플리케이션은 낮거나 영하의 온도에서도 작동합니다.-

저온에서 특정 강철은 인성이 감소하고 취성 파괴에 대한 민감성이 증가할 수 있습니다.

따라서 장비가 추운 환경에서 작동하는 경우 구매자는 다음 사항을 확인해야 합니다.

• 최소 설계 온도
• 충격-테스트 온도
• 필요한 충격에너지
• 재료 인성
• 적용 가능한 압력-장비 표준

실온에서 잘 작동하는 재료는 저온 압력 서비스에 대해 다른 등급이나 조건이 필요할 수 있습니다.-

13. 부식 허용량을 고려하십시오.

부식성 매체에 노출된 부품의 경우 예상되는 부식을 보상하기 위해 추가 재료 두께가 설계에 포함될 수 있습니다.

그러나 부식여유는 적절한 재료 선택을 대신하여 사용되어서는 안 됩니다.

구매자와 엔지니어링 팀은 다음을 통해 필요한 서비스 수명을 달성할 수 있는지 여부를 결정해야 합니다.

• 재료 선택
• 부식 여유
• 표면 처리
• 코팅
• 프로세스 제어
• 부식 모니터링

단조 압력 부품의 경우 최종 단조 치수가 확정되기 전에 이러한 결정을 내려야 합니다.

14. 적용 가능한 표준 고려

고압 단조용 재료 선택은 일반적으로 장비에 적용되는 표준 또는 사양을 따라야 합니다.

프로젝트에 따라 요구 사항은 다음과 같습니다.

• 압력{0}}용기 표준
• 배관 규격
• 플랜지 규격
• 석유 및 가스 사양
• 석유화학 사양
• 발전-표준
• 고객-별 재료 사양

해당 표준은 화학적 조성, 열처리, 기계적 특성, 충격 테스트, NDT, 치수 공차 및 문서화에 대한 요구 사항을 정의할 수 있습니다.

구매자는 단조품을 주문하기 전에 관리 표준을 확인해야 합니다.

15. 내부 품질을 무시하지 마십시오

대형 또는 임계 압력 단조품의 경우 내부 품질은 공칭 재료 강도만큼 중요할 수 있습니다.

내부 불연속성은 높은 응력을 받는 부품의 신뢰성을 감소시킬 수 있습니다.

응용 분야에 따라 검사에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 초음파 테스트
• 자분 테스트
• 육안검사
• 기계적 테스트
• 금속 조직 검사

초음파 테스트(UT)는 구매자가 대형 단조 강철의 내부 품질을 평가해야 할 때 특히 적합합니다.

수용 수준은 해당 표준 또는 프로젝트 사양에 따라 정의되어야 합니다.

16. 실제 실패 위험을 기반으로 자료 비교

재료를 선택하는 유용한 방법은 실제로 부품 고장의 원인이 무엇인지 물어보는 것입니다.

이 접근 방식은 단순히 공칭 강도가 더 높기 때문에 재료를 선택하는 것보다 더 유용합니다.

고압 단조에 일반적으로 고려되는 재료는 무엇인가요?-

모든 고압 분야에 적합한 단일 재료는 없습니다.-

서비스 조건에 따라 구매자는 다음을 고려할 수 있습니다.

탄소강

탄소강은 온도, 부식 및 기계적 특성 요구사항이 중간 정도인 특정 압력 응용 분야에 적합할 수 있습니다.{0}}

장점으로는 상대적으로 저렴한 비용, 가용성 및 기계 가공성을 들 수 있습니다.

그러나 해당 압력 및 서비스 요구 사항에 대한 적합성을 확인해야 합니다.

저-합금강

저-합금강은 더 높은 강도, 인성, 경화성 또는 향상된 성능이 필요할 때 일반적으로 고려됩니다.

설계온도, 압력, 단면크기, 열처리, 적용규격 등을 고려하여 정확한 Grade를 선정하여야 합니다.

합금강

합금강 단조품은 강도, 인성, 경화성 또는 고온 성능의 특정 조합이 필요한 부품에 사용할 수 있습니다.-

그러나 합금 함량이 높다고 해서 자동으로 모든 압력 적용에 대해 재료가 더 우수하다는 의미는 아닙니다.

스테인레스 스틸

압력 강도 외에 내식성이 주요 요구 사항인 경우 스테인리스강을 고려할 수 있습니다.

공정 매체가 심각한 부식 문제를 야기할 경우 더 높은 재료 비용이 정당화될 수 있습니다.

재료 선택이 고압 단조 비용에 어떤 영향을 미치나요?-

재료 자체는 전체 비용의 일부일뿐입니다.

선택한 재료는 다음에 영향을 미칠 수 있습니다.

• 원자재 가격
• 단조 온도
• 단조 난이도
• 열처리
• 가공
• NDT 요구 사항
• 기계적 테스트
• 인증
• 배달 시간

더 저렴한{0}}재료가 이미 설계 및 서비스 요구 사항을 충족한다면 더 비싼 합금은 불필요할 수 있습니다.

반면, 서비스 환경을 안정적으로 견딜 수 없는 저렴한 재료를 선택하면 나중에 훨씬 더 많은 비용이 발생할 수 있습니다.

따라서 목표는 단순히 자재 가격을 최소화하는 것이 아니라 필요한 서비스 성능을 달성하는 것입니다.

구매자는 단조 제조업체에 어떤 정보를 제공해야 합니까?

고압 단조 견적을 요청할 때-다음을 제공하세요.

• 설계압력
• 정상 작동 압력
• 최대 압력
• 최소 및 최대 작동 온도
• 압력-사이클 조건
• 작동 매체
• 부식 환경
• 최소 설계 온도
• 완성된 치수
• 단면 두께
• 강철 또는 합금 요구 사항
• 필요한 기계적 성질
• 열처리-조건
• NDT 요구 사항
• 적용 가능한 표준
• 수량
• 필수 검사 서류

이 정보가 완전할수록 단조 제조업체는 재료 및 생산 요구 사항을 더 정확하게 평가할 수 있습니다.

단조 공급업체에 물어볼 질문

고압 단조 부품을 주문하기 전에 구매자는 다음 사항을 질문해야 합니다.-

제안된 재료가 설계 압력 및 온도에 대해 승인되었습니까?

열처리 후에는 어떤 기계적 성질이 필요합니까?

충격 테스트가 필요합니까?

크리프 저항성이 관련이 있나요?

작동 매체가 부식 문제를 야기합니까?

부품이 압력 순환을 받습니까?

초음파 검사가 필요합니까?

어떤 승인 기준이 사용됩니까?

자재 추적성은 어떻게 유지됩니까?

어떤 검사 문서가 제공되나요?

단면 두께가 제안된 열처리에 영향을 줍니까?

이러한 질문은 구매자가 재료를 개별 강철 등급이 아닌 전체 제조 공정의 일부로 평가하는 데 도움이 됩니다.

Xinjie Forging이 고압-압력 단조 프로젝트에 접근하는 방법

Xinjie Forging은 고객 도면 및 기술 사양에 따라 맞춤형 강철 단조품, 합금강 단조품, 단조 플랜지, 단조 링, 단조 실린더, 단조 샤프트, 단조 튜브 시트 및 기타 산업용 단조 부품을 공급합니다.

고압-응용 분야의 경우 재료 선택이 전체 서비스 환경과 연결되어야 합니다.

설계 압력, 작동 온도, 압력 사이클링, 공정 매체, 부품 치수, 열처리, 기계적 특성, NDT 및 적용 가능한 표준을 모두 함께 고려해야 합니다.

이는 압력 용기 단조품, 석유 및 가스 장비, 석유화학 장비, 발전 부품 및 재료 추적성 및 검사 요구 사항이 엄격할 수 있는 기타 산업 응용 분야에 특히 중요합니다.

목표는 단순히 고강도 단조를 제공하는 것이 아닙니다.-

실제 압력, 온도, 환경 및 예상 수명에 적합한 단조 재료 및 제조 조건을 제공하는 것이 목표입니다.

최종 테이크아웃

고압 분야용 단조 재료 선택은{0}}완전한 서비스 조건에서 시작되어야 합니다.

주요 질문은 다음과 같습니다.

설계압력은 얼마인가?
부품에 어떤 온도가 발생합니까?
몇 번의 압력 주기가 예상됩니까?
어떤 매체가 재료와 접촉합니까?
부식이나 수소 노출이 가능합니까?
최소 서비스 온도는 얼마입니까?
구성 요소는 얼마나 오랫동안 작동해야 합니까?

이러한 질문에 답한 후에야 구매자는 탄소강, 저합금강, 합금강 또는 스테인리스강 옵션을 적절하게 비교할 수 있습니다.

고압-강 단조에서는 강도가 중요하지만 강도는 선택의 일부일 뿐입니다.

인성, 피로 저항, 부식 거동, 열처리, 단면 두께, 내부 품질 및 추적성은 응용 분야에 따라 똑같이 중요할 수 있습니다.

따라서 좋은 재료 선택은 종이에 가장 높은 사양을 갖춘 강철이 아닙니다. 불필요한 재료비나 제조 복잡성을 추가하지 않고 실제 압력 장비 요구 사항과 특성이 일치하는 재료입니다.