Aluminijsko koljeno u odnosu na koljeno od nehrđajućeg čelika: koje odabrati? - Znanje

Oba materijala čine izvrsna koljena za cijevi -, ali rješavaju različite probleme. Aluminij pobjeđuje na težini, cijeni i zračnoj-bez hrđe; od nehrđajućeg čelika pobjeđuje temperatura, otpornost-na agresivne-medije i vrijednosti tlaka tankih-stjenki. Ovaj ih vodič uspoređuje između šest čimbenika koji zapravo odlučuju o kupnji, a zatim vam daje izravnu tablicu odluka.

Aluminij u odnosu na koljeno od nehrđajućeg čelika

Vlasništvo	Aluminij (6061-T6)	Nehrđajući čelik (304/316)
Gustoća	2,70 g/cm³ - oko ⅓ čelika	7,93 g/cm³ (304) / 7,98 g/cm³ (316)
Vlačna čvrstoća	Veći ili jednak 290 MPa (6061-T6)	≈ 515 MPa (304 žareno)
Dugotrajna radna temperatura-	≈ 120 stupnjeva maksimalno (smanjite iznad)	Do ≈ 870 stupnjeva neprekidno
Talište	660 stupnjeva	≈ 1400–1450 stupnjeva
Korozija u zraku / slatkoj vodi	Izvrstan - prirodni oksidni film	Izvrsno
Korozija u morskoj vodi / kloridi	Dobar s 5xxx legurama (5083); zahtijeva izolaciju od različitih metala	Odličan sa 316/duplex
Modul elastičnosti	≈ 69 GPa (više otklanja)	≈ 200 GPa (tvrđe)
Hrđa / unutarnja kontaminacija	Bez hrđe - održava komprimirani zrak čistim	Nema hrđe
Relativni trošak materijala	Niže po kg	Veći po kg
Montaža i prijevoz	Upaljač - brže, jeftinije	Teže - više podrške, više rada
Galvanski rizik s različitim metalima	Anodno - korodira ako je spojeno na čelik/nehrđajući čelik bez izolacije	Katodni - općenito siguran kao pasivni partner

Izvori: ASM Handbook Vol. 2 (mehanička svojstva), MatWeb (gustoća/modul), ASTM B221 (ograničenja legure). Oznake tlaka i temperature uvijek moraju biti potvrđene proračunom projekta prema ASME B31.3 / B31.1.

Dobijte ponudu za 24 sata

1 · Težina i rukovanje

Gustoća aluminija je 2,70 g/cm³ naspram 7,93 g/cm³ za nehrđajući čelik 304 -aluminijska koljena teška su otprilike jednu-trećinu ekvivalenta od nehrđajućeg čelika. U praksi: niži troškovi prijevoza, lakše rukovanje u skučenim prostorima, lakše potporne strukture i smanjena gornja težina na brodovima i odobalnim modulima. Ovo je najveći pojedinačni razlog zašto je aluminij specificiran za brodske,-komprimirane{2}}zračne i modularne sustave.

2 · Otpornost na koroziju

Aluminij se štiti samo{0}}filmom od oksida - koji je izvrstan u atmosferskoj, vlažnoj i slatkoj-vodi, inikad ne hrđa iznutra, koji održava komprimirani zrak i vodove instrumenata čistima. Nehrđajući čelik otporan je na kemijski i kloridni napad, zbog čega je 316/duplex specificiran za cjevovode morske vode, agresivne kemikalije i higijenske prehrambene linije. U slanoj vodi koristite 5xxx aluminijske legure (5083/5086) s odgovarajućom izolacijom; ne oslanjajte se na 6061.

3 · Temperaturna ograničenja

Ovdje se dva materijala razdvajaju.Aluminij se topi na 660 stupnjeva i znatno ispod toga gubi čvrstoću;praktična dugoročna{0}}plafonija je oko 120 stupnjeva, uz gore navedeno smanjenje snage. Nehrđajući čelik kontinuirano služi do otprilike 870 stupnjeva. Osnovno pravilo:ako vaš vod radi iznad 120 stupnjeva - para, vruće ulje, ispuh, procesna toplina - aluminij je izvan opsega.Ispod 120 stupnjeva, mala težina aluminija i niža cijena čine ga pametnijom kupnjom.

4 · Nazivni tlak

Za istu debljinu stijenke, nehrđajući materijal je jači (≈515 MPa u odnosu na ≈290 MPa za 6061-T6). No, aluminijska koljena dostupna su s debljim zidovima, a ocjena se izračunava prema kodu (Barlowova formula P=2St/D prema ASME B31.3). Kvaka:niži modul elastičnosti aluminija (69 GPa u odnosu na 200 GPa) znači veći otklon, tako da dugim nepodržanim stazama treba manji razmak potpore. Za tipične usluge s niskim{1}}do-srednjim tlakom (komprimirani zrak pri PN16 / 16 bara, voda, HVAC), debljine aluminijskih stijenki savršeno su odgovarajuće - i sveukupno su još lakše.

5 · Zavarljivost i ugradnja

Oba se dobro zavaruju, ali različito. Aluminij zahtijeva TIG s čistom površinom-bez oksida (ER4043 za 6061, ER5356 za 5083) i namjensku četku od-nehrđajućeg čelika - kontaminacija je uzrok broj 1 neuspjelih aluminijskih zavara. Imajte na umu dazavarivanje u T6 stanju smanjuje čvrstoću u zoni utjecaja topline-, pa se zavareni aluminijski spojevi proračunavaju sa smanjenim projektnim svojstvima. Varovi od nehrđajućeg čelika su lakši za izvođače, ali su teži za rukovanje. Za montažu bez -alata, aluminijski potisni-sustavi (brtve od NBR-a + stezni prstenovi od nehrđajućeg čelika) postavljaju se u djeliću vremena od zavarenog čelika.

6 · Trošak vlasništva

Nehrđajući čelik košta više po kilogramu i potrebno mu je više materijala za jednake ocjene, ali njegova sposobnost tankih-stjenki nešto nadoknađuje. Usporediukupni instalirani trošak: aluminij pobjeđuje na teretu, rukovanju, montažnom radu i potpornoj strukturi; nehrđajuće pobjeđuje tamo gdje su važni tanki zidovi i visoke ocjene ili gdje to mediji zahtijevaju. Za tipičan-komprimirani zrak ili pomoćni sustav za brodove, instalirani trošak aluminija obično je niži broj.

Elbows

Primjena aluminijskih koljena

Niski{0}}do-srednji tlak, normalna temperatura, težina- ili sustavi-osjetljivi na cijenu.

Najbolje odgovara:

Mreže komprimiranog zraka i dušika (PN16 klasa)

Pomoćni cjevovodi za brodove i offshore (5083, ušteda težine)

HVAC, obrada vode, rashladne petlje

Automobilski/turbo međuhladnjak i usisni cjevovod

Arhitektonski i vidljivi cjevovod s anodiziranom završnom obradom

Projekti u kojima su teret i montažni rad važni

Primjena koljena od nehrđajućeg čelika

Visoka temperatura, agresivni mediji, higijenski uvjeti ili tanki{0}}visoki tlak.

Najbolje odgovara:

Para, vruće-ulje i ispušni vodovi iznad 120 stupnjeva

Usluge morske vode i klorida-teške kemikalije (316/dupleks)

Linije za proizvodnju hrane, pića i farmaceutskih proizvoda

Visok{0}}hidraulički sustavi s tankim{1}}stjenkama

Prijenos korozivne kiseline/lužine gdje aluminij ne može proći

Duge staze koje zahtijevaju veliku krutost bez dodatnih oslonaca

Aluminum Elbows

Upozorenje na galvansku koroziju:aluminij je anodan prema nehrđajućem čeliku. Ako je aluminijsko koljeno pričvršćeno vijcima ili prirubnicom izravno na nehrđajuću komponentubez izolacije, aluminijska strana preferirano korodira - posebno u mokrim ili slanim uvjetima. Upotrijebite dielektrične brtve, izolacijske nastavke, obložene pričvršćivače i kontroliranu drenažu na svakom sučelju od-na-nehrđajućeg čelika. Ako ste u nedoumici, izolirajte se.

Mediji su para, vruće ulje, ispušni plinovi?

→ Nehrđajući

Temperatura voda > 120 stupnjeva?

→ Nehrđajući

Morska voda ili jaki kloridi?

→ Nehrđajući (316) ili 5083 Al s izolacijom

Komprimirani zrak / dušik / vakuum?

→ Aluminij

Težina ili troškovi prijevoza kritični?

→ Aluminij

Proračun-osjetljiv, manji od ili jednak 120 stupnjeva, srednji tlak?

→ Aluminij

FAQ

P: Što je jače, koljeno od aluminija ili nehrđajućeg čelika?

O: Nehrđajući čelik je jači za istu debljinu stjenke. 304 nehrđajući čelik ima vlačnu čvrstoću od otprilike 515 MPa naspram oko 290 MPa za aluminij 6061-T6. Aluminij može dostići razinu tlaka samo s debljom stijenkom, što smanjuje njegovu težinsku prednost.

P: Je li aluminij ili nehrđajući čelik bolji za komprimirani zrak?

O: Za većinu mreža komprimiranog zraka, aluminij je bolja vrijednost: lakši je, ne hrđa iznutra, održava zrak čistim i brzo se postavlja. Nehrđajući čelik odabire se samo za-komprimirane vodove za hranu, agresivne-medije ili visoko-temperaturne komprimirane vodove.

P: Mogu li se koljena od aluminija i nehrđajućeg čelika koristiti zajedno u jednoj liniji?

O: Mogu se spojiti, ali izravan kontakt-a-nehrđajućeg čelika stvara galvansku ćeliju koja ubrzava koroziju aluminija. Upotrijebite dielektrične brtve, izolacijske čahure i obložene pričvršćivače i održavajte spoj suhim gdje je to moguće.

P: Zašto se aluminijska koljena ne mogu koristiti za visoke temperature?

O: Aluminij se topi na 660 stupnjeva i znatno ispod toga gubi čvrstoću. Dugotrajna-usluga iznad oko 120 stupnjeva zahtijeva izračune smanjenja snage, tako da procesne linije pare i-visoke temperature nisu obuhvaćene aluminijem. Nehrđajući čelik podnosi kontinuirani rad do otprilike 870 stupnjeva.

P: Što je skuplje, koljeno od aluminija ili nehrđajućeg čelika?

O: Po kilogramu, nehrđajući čelik obično je skuplji od aluminija, ali nehrđajućem čeliku treba manje materijala za isti stupanj tlaka. Usporedite ukupne instalirane troškove: aluminij pobjeđuje na teretu, rukovanju i instalacijskom radu; nehrđajuće pobjeđuje tamo gdje su važni tanki zidovi i visoke ocjene.

P: Kada bih trebao izabrati koljeno od nehrđajućeg čelika umjesto aluminija?

O: Odaberite nehrđajući čelik za visoke temperature (iznad 120 stupnjeva), morsku vodu ili agresivne kemijske medije, higijenske vodove za hranu ili visoko{1}}tlačne-sustave tankih stijenki. Aluminij je pravi izbor za instalacije s niskim-do-srednjim tlakom, normalnom-temperaturom,-težinom-i tro-osjetljivom instalacijom.