PL24137B1 - Stal do wyrobu zbiorników lub innych przyrzadów podlegajacych dzialaniu wodoru pod cisnieniem i w wysokiej temperaturze. - Google Patents

Description

* Przy wyrobie zbiorników podlegaja¬ cych cisnieniu, w których przeprowadzane sa reakcje chemiczne z wodorem, nalezy, jajk wiadomo, uwzglednic dzialanie wodoru na material zbiornika, gdyz pod dzialaniem wodoru pogarszaja sie wlasciwosci wy¬ trzymalosciowe materialu zbiorników. Do¬ tychczas/ uwazano, ze mozna uniknac szko¬ dliwego dzialania wodoru na material zbiorników przez dodawanie do stopu np, chromu, molibdenu, wanadu i t. d. Przy tym wychodzono z zalozenia, ze zmiane wlasciwosci wytrzymalosciowych powodu¬ je dzialanie wodoru na zelazo.Ostatnie doswiadczenia obalily dotych¬ czasowy poglad co do dzialania sprezone¬ go) wodoru na material zbiornika. Sprezony wodór nie dziala na wlasciwa mase metalu, lecz w istocie tylko na substancje otacza¬ jaca ziarna w masie metalu. Za zmiane me¬ talu zbiornika nalezy uwazac rozpuszcza¬ nie sie substancji otaczajacej ziarna, po¬ wodujace w krótkim czasie rozluznienie sie struktury metalu i jego kruchosc. We¬ dlug wynalazku mozna tak regulowac sklad stopu przy jednoczesnym zaoszcze¬ dzeniu drogich dodatków, iz osiaga sie wiel¬ ka trwalosc zbiorników. Osiaga sie to przez dobranie skladników stopu w ten sposób, aby styki ziarn byly mozliwie wolne od ta¬ kich materialów, które pod dzialaniem sprezonego wodoru ulegaja zmianie, a na¬ wet zostaja rozpuszczone (uwodornione).Doswiadczenia wykazaly, ze w celu ii*^ i^W^aia $zj)ced[ivycj» y^ffriw na sub- stancze w stykach ziarn zawartosc nieme¬ talowych skladników stopu, tafcicL jak zwiazki fosforu, siarki, tlenw i wegla, win¬ na byc szczególnie mala. Ogólna zawartosc tych skladników nie Jnoze przebaczac 0,2% i jiest najlepiej, gdy wynosi ona 0,12%, Jako najkorzystniejsze okazaly sie zawartosci wegla okolo 0,09%, fosforu po¬ nizej 0,025% i siarki ponizej 0,007%. Ta nieznaczna z&^artosc substancji otaczaja¬ cej ziarna muaii byc w gotowej stali spro¬ wadzona do postaci nieszkodliwej przez dodanie glinu w ilasci ponizej 0,5%, naj¬ lepiej ponizej 0,2%. Prcy okreslaniu ilosci niemetalowych skladników stali nalezy u- wzgledmic, ze zawartosc pewnej czesci tych skladników fnoze byc nieco wieksza, na¬ tomiast inne skladniki winny byc uzyte w ilosciach niniejszych niz podano ponizej.Zawartosc wegla moze byc np. nieco wiek¬ sza, natomiast zawartosc innych metaloi- dów — znaczjro^ JBwejj&za, a zwlaszcza gdy zachodzi potrzeba, aby j^dna czesc nieraz- puszczonego wegla byla zwiazana ze skla¬ dnikiem stopu tworzacym weglik, np. z wa¬ nadem lub tytanem.Do tych suhstancyj na stykach ziarn, które nie ulegaja dzialaniu sprezonego wo- dwu, a których obecnosc wobec tego w jnysl wynalazku nie jest szkodliwa, nalezy *ajic£yc przi&de w&zystkim glin. Tensklad- nik §&aU dzidka korzystnie, gdyz stal wol¬ na od wyzej wymienionych substancyj na Stykach ziarn nalezy w znacznym stopniu odtfeAtac i to bardziej niz zwykle, ponie¬ waz tlwowe wrostki równiez znajduja sie w stykach ziarn (zelazo Armco, które wprawdzie fe$t technicznie zelazem bardzo czystym, zawiera jednak bardzo duzo tle- yu i latwo sie kruszy), Odtlenianie stali, waksze mi zwykle, uskutecznia sie za po- moca glinu zawartego w stali. Glin nie stejnpwi w tym przypadku dodatku do sto¬ pu, który mialby za zadanie zapobieganie powstawaniu zendry, Zadaniem glinu jest raczej, przede wszystkim lub wylacznie, sluzyc jako niezawodny i skuteczny srodek wiazmy tlen. Wobec tego zawartosc glinu winna byc dobrana tak, aby przewazna czesc tlenowej .substancji stykowej ziarn zostala zwiazana na glinke (Al2Os). Ma to wielkie znaczenie, gdyz, jak wspomniano, glinka w odróznieniu od innych produktów nie ulega dzialaniu wodoru, czyli nie zo¬ staje uwodorniona. Najkorzystniejsze oka¬ zaly sie zawartosci glinu w stali wynosza¬ ce ponizej 0,5%, a nawefc ponizej 0,2%. W razie dodania glinu w ilosciach przewyz¬ szajacych ilosci potrzebne do zwiazania tlenu powstaje przy pewnych reakcjach wodorowych pod wysokim cisnieniem azot, np, przy syntezie amoniaku, i tworzy z gli¬ nem azotki, które powoduja powstawanie twardej i nawet kruchej warstwy po¬ wierzchniowej, podobnie jak to ma miej¬ sce w stali azotowanej. Dodajac wiec male ilosci glinu nie otrzymuje sie zjawiska . szkodliwego azotowania. Przy sposobach postepowania, w których njfc jest obecny a- zot* glin moze byc zawarty w ilosciach po¬ nizej 2%.Stosowanie dodatków do stopu moze byc takze korzystne w polaczeniu z wyna¬ lazkiem niniejszym, nie ma to jednak na ce¬ lu powiekszenia odpornosci materialu zbiorników na dzialanie sprezonego wodo¬ ru, poniewaz wlasciwosc ta zalezy glównie tylko od zachowania sie substancji znajdu¬ jacej sie w stykach ziarn. Mozna jednak po¬ lepszyc odpornosc na nagryzanie albo ogól¬ na wytrzymalosc, zwlaszcza aa dzialanie ciepla, lub inne wlasciwosci przez dodanie metali stopowych. Mozna np. w polaczeniu z wynalazkiem niniejszym stosowac doda¬ tek chromu, molibdenu, wanadu, tytanu, wolframu, miedzi! berylu, niklu, manganu i krzemu. Na ogól wystarcza dodatek chro- mu w ilosci do 18%, molibdenu do 1,2%,, wanadu do 0,6%, tytanu do 0,4%, iberylu do 0,3%, miedzi do 3,0%, niklu d^ 10,0$, teamu do 3,0%, manganu do 2,0% i wol* — 2 —framii do 1,0%, jako skladników stopu sto¬ sowanych oddzielnie lub po kilka razem.Jednak i do tak wytworzonych stopów stalowych nalezy zawsze stosowac wytycz¬ ne zasady wedlug wynalazku niniejszego, gdyz) bez ich uwzglednienia stopy te otrzy¬ ma sie zbyt kruche (porówn, tablice 1 i 2).Korzystne jest takze dodawanie do stali takich skladników stopu, które wiaza po¬ zostala nierozpuszczona czesc malej ilo¬ sci wegla w postaci weglika. Chodzi tutaj takze np. o wanad, i tytan. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Stal do wyrobu zbiorników lub in¬ nych przyrzadów podlegajacych dzialaniu wodoru pod cisnieniem i w wysokiej tempe¬ raturze, w której to stali calkowita zawar¬ tosc wegla, tlenu, fosforu i siarki wynosi najwyzej 0,2%, a mozliwie mniej niz 0,12%, przy czym zawartosc wegla same¬ go jest mniejsza lub co najwyzej równa 0,09%, foisforu 0,025%, a siarki 0,007%, znamienna tym, ze zawiera dodatek glinu ponizej 0,5%, a najlepiej ponizej 0,2%, w celu przeprowadzenia w stan nieszkodliwy nieznacznej zawartosci substancji otaczaja¬ cej ziarna w gotowej stali. 2. Stal do wyrobu zbiorników, na któ¬ re dziala sprezony wodór wedlug zastrz. 1, do przeprowadzania sposobów, w których nie jest obecny azot powodujacy powsta¬ wanie azotków glinu, znamienna tym, ze zawiera glin w ilosci ponizej 2 %. 3. Stal wedlug zastrz. 1 lub 2, zna¬ mienna tym, ze jako dalsze skladniki sto¬ pu zawiera chrom, molibden, tytan, wanad, wolfram, miedz, beryl, nikiel, mangan i krzem, stosowane oddzielnie lub po kil¬ ka razem, przy czym chrom, molibden, ty¬ tan, wanad, wolfram sluza do przeprowa¬ dzania wegla w postac stalego weglika. 4. Stal wedlug zastrz. 3, znamienna tym, ze jako skladniki stopu zawiera do 18% chromu, 1,2% molibdenu, 0,6% wa¬ nadu, 0,4% tytanu, 1% wolframu, 3% mie¬ dzi, 0,3% berylu, 10% niklu, 2% manga¬ nu i 3% krzemu, stosowane oddzielnie lub po kilka razem, przy czym chrom, molib¬ den, tytan, wanad i wolfram sluza do prze¬ prowadzania wegla w postac stalego we¬ glika. Hermann Josef Schiffler. Zastepca: Inz. F. Winnicki, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 24137. Ark. 1. Wlasciwosci wytrzymalosciowe po zarzeniu w gazie amoniakalnym przy 300 atm. i temperaturze 400°C. Czas zarzenia: 375 godzin. Sklad gazu 25,00% NH3 18,75% N2 56,25% H2 Stal E. 132 G V W 1 Sicromal 9 Granica plynnosci kg/mm2 przed po 21,6 25,5 33,2 25,5 47,7 48,5 48,5 48,5 48,5 49,0 48,5 48,5 48,8 47,8 „ 49,0 Wytrzymalosc kg/mm2 przed po 46,5 47,6 47,6 45,5 55,4 55,0 55,0 55,6 55,0 55,5 55,6 55,5 55,0 55,4 55,4 Ciagliwosc % przed 15,8 25,0 17,9 po 10,1 4,5 17,5 17,5 16,0 16,8 17,8 17,2 16,6 18,1 18,1 17,7 Zwezenie (kontrakcja) % przed 49 71 72 po 33 4 72 72 71,5 71,5 73,0 71,0 73,0 72,5 71,6 72,5 | E. 132 G V W Sicromal 9 C 0,16 0,16 0,07 P 0,025 0,020 0,015 Analiza: S 0,036 0,030 0,003 (w %) Cr 4,2 0,8 6,6 Al Mo 0,25 1,4 0,4 Si 0,17 0,21 0,39t)o opisu patentowego Nr 2413?. Ark.
2. 2. Wplyw wodoru na stale o róznym skladzie przy 300 atm. cisnienia i temperaturze 400°C. Czas ogrzewania w godzinach 0 20 40 80 120 200 260 Granica plynnosci kg/mm2 Sicro- mal 47,6 50,5 49,5 51,2 50,8 50,0 50,8 Stal Cr 20,0 — 23,3 — — — — I Stal 37 25,1 19,4 14,9 17,81 — — — Wytrzymalosc na rozerwanie kg/mm2 Sicro- mal 61,0 62,3 61,5 63,5 62,8 62,5 62,7 Stal Cr 44,1 — 37,8 33,8 — — — Stal 37 38,6 37,4 29,0 20,9 — — — Ciagliwosc % Sicro- mal 18,5 18,5 17,4 18,0 17,5 18,0 17,9 Stal Cr 25,0 — 7,3 2,4 — — — Stal 37 30,0 20,5 14,6 1,4 — — — 2 Sicro- mai 65,0 70,0 65,0 64,0 61,0 64,0 65,0 [wezenie % Stal Cr 70,0 — 4,0 6,0 — — — Stal 37 65,0 38,0 12,0 — — — — 1 Stal Cr Stal S. M. Stal Sicr. C 0,13 0,09 0,06 P 0,03 0,03 0,017 S 0,028 0,035 0,004 Cr 2,1 — 5,8 Al — — 0,86 Si 0,26 | 0,18 0,40 | Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL