Газоходы из нержавеющей стали

Статьи

Газоходы — критически важные элементы систем отвода дымовых газов в энергетике (ТЭЦ, котельные), металлургии, химической промышленности, нефтепереработке и других отраслях. Они подвергаются воздействию высоких температур, агрессивных химических соединений (SOx, NOx, HCl, HF, конденсат кислот), абразивной золы и температурных перепадов. Нержавеющая сталь является основным материалом для изготовления надежных и долговечных газоходов благодаря своей коррозионной стойкости, жаропрочности и механической прочности.

Ключевые требования к нержавеющим сталям для газоходов

Коррозионная стойкость: к сернистым соединениям (SO2, SO3) при конденсации (серная кислота); к соляной кислоте (HCl), особенно в зонах конденсации; к азотной кислоте (HNO3); к фтороводороду (HF); к межкристаллитной коррозии (МКК) и коррозии под напряжением (КРН).
Жаропрочность: сохранение прочности и стойкости к окислению/окалинообразованию при рабочих температурах (часто до 400-600°C, иногда выше).
Механическая прочность: сопротивление нагрузкам (вес конструкции, ветровые, вибрационные).
Свариваемость: возможность получения надежных сварных соединений.
Удобство изготовления: формовка, гибка.

Основные марки нержавеющей стали для газоходов (от базовых к высоколегированным)

AISI 304 / 304L (08Х18Н10 / 03Х18Н11):

Применение: участки газоходов с относительно низкой коррозионной нагрузкой, температурами до ~400°C, где риск конденсации кислот минимален. Экономичный вариант.
Ограничения: чувствительна к хлоридам и кислотам (особенно соляной). Склонна к МКК в сварном состоянии (304L менее склонна).

AISI 316 / 316L / 316Ti (10Х17Н13М2 / 03Х17Н14М3 / 08Х17Н13М2Т):

Применение: наиболее распространенная марка для газоходов с умеренной агрессивностью. Добавка молибдена (2-3%) повышает стойкость к точечной коррозии и щелевой коррозии, особенно в средах, содержащих хлориды, и улучшает стойкость к разбавленным серной и уксусной кислотам. Рабочие температуры до ~450-500°C. 316L (низкоуглеродистая) предпочтительна для сварных конструкций.
Ограничения: может быть недостаточной при высоких концентрациях SOx/HCl или в зонах интенсивной конденсации кислот.

AISI 321 (08Х18Н10Т):

Применение: сталь, стабилизированная титаном. Основное преимущество — повышенная стойкость к межкристаллитной коррозии в сварных швах и зонах термического влияния (ЗТВ) после сварки без последующей термообработки. Жаропрочность сравнима с 304. Используется там, где важна стойкость к МКК при рабочих температурах до ~450-500°C.
Ограничения: коррозионная стойкость в целом близка к 304, ниже, чем у 316. Молибдена нет.

Дуплексные стали (AISI 2205 / 1.4462 / 08Х22Н6Т):

Применение: сочетают высокую прочность (почти в 2 раза выше, чем у аустенитных 304/316) с хорошей коррозионной стойкостью (близкой к 316L, а по некоторым параметрам выше) и стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН). Экономически выгодны из-за меньшей толщины стенки при той же прочности. Рабочие температуры до ~300°C (длительно) из-за риска охрупчивания.
Ограничения: чувствительность к длительному нагреву выше 300-350°C (охрупчивание). Требуют более строгого контроля режимов сварки.

Высоколегированные аустенитные стали (904L, 6Mo+)

AISI 904L (1.4539 / СПБ-МА1):

Применение: Элитная аустенитная сталь с очень высоким содержанием хрома (20%), никеля (25%), молибдена (4.5%) и меди (1.5%). Исключительная стойкость к серной кислоте широкого диапазона концентраций и температур, к соляной, фосфорной кислотам, отличная стойкость к точечной и щелевой коррозии. Идеальна для самых агрессивных участков газоходов: зоны конденсации кислот, участки после систем сероочистки (дымоходы), где присутствуют холодные кислотные конденсаты. Рабочие температуры до ~400°C (медь может снижать жаропрочность выше).
Особенности: очень дорогая. Требует квалифицированной сварки (обычно TIG).
Аналоги: Основной прямой аналог в РФ — СПБ-МА1 (разработка ЦНИИчермет). По составу и свойствам близки также N08904 (EN), UR B6 (Sandvik).

«6% Mo» Стали (AISI 254 SMO / 1.4547 / СПБ-28):

Применение: Аустенитные стали с ~6% Mo, 20% Cr, 18% Ni, добавками N и часто Cu (254 SMO: N, Cu). Обладают феноменальной стойкостью к точечной и щелевой коррозии (PREN >40), отличной стойкостью к равномерной коррозии в широком спектре кислот, включая горячую серную и соляную. Применяются в самых экстремальных условиях, где 904L может не хватить (особенно против хлоридов). Рабочие температуры до ~400°C.
Особенности: еще дороже 904L. Критична квалифицированная сварка.
Аналоги: 254 SMO (Outokumpu), AL-6XN (ATI Allegheny Ludlum), Nirosta 4565S (Thyssenkrupp), S31254 (EN), в РФ — СПБ-28 (ЦНИИчермет).

AISI 317L / 317LMN (03Х17Н14М3 / 03Х17Н15АМ3):

Применение: бюджетная альтернатива 904L и 6Mo сталям. Содержит больше Mo (~3-4%) и N, чем 316L. Повышенная стойкость к точечной коррозии и кислотам (особенно серной). Применяется в условиях средней и повышенной агрессивности, где 316L недостаточна, а 904L/6Mo избыточна или слишком дорога
Ограничения: стойкость ниже, чем у 904L/6Mo сталей. Чувствительна к МКК в ЗТВ при сварке толстых сечений.

Жаропрочные стали (AISI 309/310S)

Применение: марки с высоким содержанием хрома (22-25%) и никеля (12-20%). **Основное преимущество — высокая стойкость к окислению (окалиностойкость) при температурах выше 1000°C. Используются в горячих участках газоходов, непосредственно примыкающих к котлам/печам, где температура газов очень высока (800-1100°C), но коррозионная нагрузка от конденсирующихся кислот пока незначительна. 310S (25% Cr, 20% Ni) — более жаропрочный вариант.
Ограничения: коррозионная стойкость к жидким кислотам (особенно серной, соляной) уступает 316L и тем более 904L. Не подходят для «холодных» участков с конденсацией.

Выбор конкретной марки зависит от:

Состава и температуры отводимых газов.
Наличия и состава возможных кислотных конденсатов.
Рабочей температуры стенки газохода (особенно в зонах возможной конденсации).
Наличия абразивных частиц (зола).
Бюджета проекта

Ключевые аспекты производства УЗСК

Проектирование: теплотехнический и прочностной расчет, учет температурных деформаций, разработка узлов компенсации, дренажа конденсата.
Материалы: работа с широким спектром марок НС (от 304 до 904L/6Mo/дуплексов), контроль качества металла.
Изготовление: точная плазменная/лазерная резка, гибка на листогибах, вальцовка обечаек. Критически важна **сварка** (чаще всего Argon TIG, реже MIG/MAG) квалифицированными сварщиками с применением правильных присадочных материалов и защитой обратной стороны (аргон). Контроль швов (ВИК, УЗК, РК).
Антикоррозионная защита: часто требуется для наружных поверхностей (окраска) или стыков с углеродистой сталью (изолирующие прокладки).
Шеф-монтаж: квалифицированный шеф-монтаж на объекте с соблюдением проектных решений.

Выбор марки нержавеющей стали для газохода — сложная инженерная задача, требующая анализа конкретных условий эксплуатации. От базовых марок 304/316 до высоколегированных 904L и 6Mo сталей — каждая имеет свою область применения. Узкоспециализированные компании (УЗСК) играют ключевую роль в реализации проектов, требующих глубокой экспертизы в обработке коррозионностойких материалов, проектировании сложных систем и качественном изготовлении/монтаже, особенно при использовании премиальных марок стали. При выборе производителя важно оценивать их опыт работы с конкретными марками стали, наличием квалифицированного персонала (особенно сварщиков), парком оборудования и портфолио реализованных проектов в схожих условиях. Завод УЗСК имеет многолетний опыт производства газоходов из нержавеющей стали, располагает собственным производством и контструкторским отделом, лабораторией неразрушающего контроля, а производственный отдел завода укомплектован сваршиками, аттестованными НАКС. Благодаря этому ООО «УЗСК» гарантирует высокое качество газоходов из нержавеющей стали. Для того, чтобы заказать производство газоходов, отправьте все имеющиеся характеристики на емайл, указанный в раздлеле «Контакты«