صنایع متعددی در صنعت وجود دارند که برای ساخت محصولات خود به انواع فلزات نیاز دارند و به همین دلیل است که انواع فلزات برای مصارف صنعتی بسیار زیاد است. اگر به وسایلی که هر روز در خانه یا محل کار خود استفاده می کنید فکر کنید، متوجه خواهید شد که بسیاری از این اقلام حداقل مقدار کمی فلز را در خود جای داده اند. تامین فلزات مناسب برای سایر شرکت ها برای تکمیل محصولات آنها کار مهمی است که در مطالب زیر تعدادی از فلزات مورد استفاده در صنایع مختلف ذکر شده است.

هرآنچه که درمورد وسل باید بدانید :

طراحی مخزن تحت فشار شامل انواع تنش ها می باشد، تنش های طولی و حلقه ای توسط فشار داخلی، تنش های خمشی مختلف ناشی از لنگر خمشی، بارهای باد و بارهای لرزه ای، تنش های فشاری و کششی به دلیل وزن مرده سکو و محتویات مخزن، که تنش اوج را ایجاد می کنند. این موارد توسط بی نظمی ها به ویژه در مناطق موضعی و تنش های ناشی از گرادیان حرارتی از اهمیت خاصی برخوردار هستند. از این رو یک طراح باید کل بارها و لحظات احتمالی یک مخزن تحت  فشار را در نظر بگیرد.

فشار مجاز که بر اساس دمای بوجود می آید، کمترین استحکام کششی مواد فلنج و مواد پیچ و مهره است که به دنبال تنش طراحی در نظر گرفته می شود. تنش های حرارتی برای طراحی مخازن تحت فشار بسیار مهم هستند.

استرس در مخازن تحت فشار

یک مخزن تحت فشار در صورتی که نسبت متوسط رادیوم و ضخامت دیواره بالای 10 باشد به عنوان وسل نازک طبقه بندی می شود. تنش هایی که در مخازن تحت فشار نازک به دلیل فشار داخلی ایجاد می شوند تنش های غشایی نامیده می شوند. یک طراح باید یک مخزن تحت فشار را با در نظر گرفتن عوامل شکست طراحی کند. تئوری تنش، شکست در مواد شکننده را بیان می کند، اما همیشه به ویژه برای آلیاژهای انعطاف پذیر این مورد دقیق نیست.

در گذشته نه چندان دور به طور سنتی از چدن برای مخازن تحت فشار استفاده می‌شد، با این حال کشتی‌های مدرن نیاز به استفاده از مواد انعطاف‌پذیر دارند. در محدوده های برودتی تا 250- درجه سانتیگراد از گریدهای فولاد ضد زنگ، در محدوده دمای معمولی تا 400 درجه سانتیگراد از فولادهای کربنی استفاده می شود و برای محدوده دمایی از 600 درجه سانتیگراد تا 900 درجه سانتیگراد یا بالاتر از این حد، از گریدهای فولاد ضد زنگ استفاده می شود. اغلب از گریدهای Inconel (سوپر آلیاژهای بر پایه نیکل) در تولید مخازن تحت فشار استفاده می شود.

اوج تنش‌های در بی‌نظمی‌ها به دلیل تشدید تنش در مناطق بالا و موضعی منجر به فرسودگی می‌شود. تنش های مختلف همراه با بارهای باقی ماده و به دلیل بارهای شوک لرزه ای، پروتکل های ایمنی شدید توسط طراحان هنگام نمونه سازی مخزن تحت فشار مانیتورینگ می گردد. بازرسی، بدون آسیب مخازن تحت فشار  که در معرض فشارهای داخلی زیاد، بارهای باد و تنش های لرزه ای هستند از ویژگی های اصلی برای یافتن عیوب داخلی در مواد مخزن هستند.

روش‌های بدون آسیب که شامل رادیوگرافی، روش اولتراسونیک و مایع نافذ و ذرات مغناطیسی است استفاده می‌شود. در این موارد رادیوگرافی یک روش دقیق و ثابت است. باید به خاطر داشت که تنش های اضافی غشاء توسط فشار داخلی، تنش های موضعی گسترده ناشی از بی نظمی و تنش های خمشی ناشی از فشار باد است. با این حال، این موارد با ترکیب شدن ایمنی که توسط بازرسین مورد بررسی قرار می گیرد مجاز هستند. پرکاربردترین فلزات در ساخت وسل پرکاربردترین فلزات در ساخت وسل

پرکاربردترین فلزات در ساخت وسل

فولاد کربن

این فلز (کربن) به راحتی در دسترس و قابل تولید است. کربن جزء یکی از انتخاب های مقرون به صرفه می باشد با میزان خوردگی 1/8 – 1/4 اینچ. در این نوع فلز، آهن با 1% منگنز و 0.35% کربن همراه است. محتوای کربن بیشتر جوش پذیری را کاهش می دهد. اما فولادهای کربنی در دمای استاندارد محیط به شکست شکننده حساس هستند. فولاد کربنی در اثر حملات هیدروژنی در دمای و فشار بالا خورده می شوند. تولید گرافیت، به ویژه در مناطق متاثر از حرارت جوش از تجزیه کاربیدهای آهن و فولاد گرافیتی شده نمی تواند حتی فشار یا بارهای کوچک را تحمل کند. فولاد کربنی جوش داده شده می تواند زیر 800 درجه فارنهایت باشد.

فولاد کربنی جوش داده شده یا سرد نیز مستعد ترک خوردگی تنشی در محلول های سوزاننده، نیترات، کربنات، آمین و در آمونیاک بی آب است. بنابراین کاهش استرس برای جلوگیری از آسیب لازم است.

فولاد با استحکام بالا در محلول های آبی سولفید هیدروژن (H2S) باعث آسیب های غیرقابل انعطاف سریع می شود. نظارت و بازرسی یکی از بالاترین سطوح در استحکام و سختی برای جلوگیری از آسیب های جبران ناپذیر، لازم است. پردازش حرارتی پس از جوش نیز به جلوگیری از ترک خوردن وسل ها کمک می کند.

ترک ناشی از هیدروژن – فولادهای کربنی کم استحکام به ترک خوردگی ناشی از هیدروژن در محلول های مرطوب H2S حساس هستند. مثلا تاول زدن. پردازش حرارتی پس از جوش برای محافظت از فولاد کربن در برابر چنین ترک‌هایی مفید است. چنین فولادهایی معمولاً مورد استفاده قرار نمی گیرند.

فولاد ضد زنگ

                  یکی دیگر از پرکاربردترین فلزات در ساخت وسل انواع فولاد ساخته شده از آهن و کروم حاوی حداقل 12 درصد کروم و بال (chromium and Bal) می باشد. نیکل در سری فولاد ضد زنگ 300 عرضه می شود. به عنوان مثال فولاد ضد زنگ 304. مولیبدن، تیتانیوم و کلمبیوم برای اهداف خاصی مورد استفاده قرار می گیرند. فولادهای زنگ نزن بر اساس ریزساختار خود مانند آستنیتی و فریتی طبقه بندی می شوند.

فولادهای ضد زنگ دوبلکس مقاومت بالایی در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش کلریدیاز خود نشان می دهند که منجر به مقاومت بالا در برابر این نموع از مواد شیمیایی می شوند. از فولاد ضد زنگ آستنیتی با دیواره های سفت و سخت در صنایع شمیایی که از کلرید گرم و آبی استفاده می کنند مورد بهره برداری قرار میگیرد و در مواقع نیاز به فولاد ضد زنگ، فولاد روکش شده جایگزین آن می شود.

فولاد ضد زنگ برای استفاده دماهای بالاتر از  210 درجه سانتیگراد

                نوع دیگری از پرکاربردترین فلزات در ساخت وسل، فولادهای ضدزنگ با درصد بالایی از کروم هستند. فولادهای زنگ نزن بر اساس درصد بالایی از کروم در دماهای بالا، فاز سیگما تولید می کنند و در دماهای پایین تر توسط شکنندگی مورد حمله قرار می گیرند. فاز سیگما فازی است که ماهیتی سخت، شکننده و غیر مغناطیسی دارد و ساختار شیمیایی آن بر اساس آلیاژی است که در آن تولید می‌شود. این امر بر ویژگی های دمای بالا فولاد تأثیر نمی گذارد، اما ممکن است شکل پذیری آن را در دماهای پایین  تر کاهش دهد و در نتیجه ممکن است سیستم در هنگام شروع یا خاموش شدن آسیب های جدی را متحمل شود.

گریدهای فولاد ضد زنگ با محتوای کروم بالای 13 درصد که ماهیت فریتی و مارتنزیتی (Ferritic and Martensitic) دارند، بسیار مستعد تولید فاز سیگما هستند. گریدهای فولاد آستنیتی به دلیل وجود  نیکل زیاد حساسیت چندانی ندارند، اما زمانی که بین 540 درجه سانتیگراد تا 820 درجه برای مدت طولانی نگه داشته شوند، می توانند مقادیر ناخواسته فاز سیگما را ایجاد کنند. به ویژه گریدهای آستنیتی بسیار حساس به ریخته‌گری و جوش ممکن است در مدت زمان کمتری در محدوده‌های 650 درجه سانتی گراد تا 700 درجه سانتی گراد، تردی و شکنندگی گسترده ای ایجاد کنند. گریدهای فولاد دوبلکس به شکنندگی سیگما حساس هستند که با کاهش مقدار فریت در گریدهای فولاد ضد زنگ محدود می شود و فولادهای ضد زنگ سوپر دوبلکس 2205 در بالاترین دما یعنی 650 درجه سانتی گراد برای جلوگیری از شکنندگی محدود شده اند.پرکاربردترین فلزات در ساخت وسل