304L स्टेनलेस स्टील थर्मल विस्तार गुणांक

थर्मल विस्तार गुणांक क्या है?

थर्मल विस्तार गुणांक (सीटीई) तापमान परिवर्तन की प्रति डिग्री किसी सामग्री के आयामी परिवर्तन को मापता है। स्टेनलेस स्टील के लिए इसे माइक्रोमीटर प्रति मीटर प्रति डिग्री सेल्सियस (माइक्रोमीटर प्रति मीटर प्रति केल्विन, या 10-6 K-1) में व्यक्त किया जाता है। 16 x 10-6 K-1 के CTE वाली सामग्री से बना 1 मीटर लंबा एक घटक तापमान वृद्धि के प्रत्येक डिग्री सेल्सियस के लिए 16 माइक्रोमीटर बढ़ता है। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील का सीटीई स्थिर नहीं है: यह तापमान के साथ बढ़ता है, इसलिए डिज़ाइन कार्य प्रासंगिक तापमान अंतराल पर औसत मान का उपयोग करता है, उदाहरण के लिए 20 डिग्री से 100 डिग्री या 20 डिग्री से 400 डिग्री तक।

304एल स्टेनलेस स्टील का थर्मल विस्तार मूल्य

तालिका 1 में 20 डिग्री और बताए गए ऊपरी तापमान, प्रति ईएन 10088-2 के बीच 304एल (ईएन 1.4307) के लिए थर्मल विस्तार के औसत गुणांक सूचीबद्ध हैं। वही मान 304 (1.4301) पर लागू होते हैं, क्योंकि कार्बन सामग्री का थर्मल विस्तार पर नगण्य प्रभाव पड़ता है।

प्रकाशित इंजीनियरिंग सन्दर्भ अक्सर शून्य से ऊंचे सेवा तापमान को कवर करने वाले 304L के लिए लगभग 11.5{2}}17.0 माइक्रोमीटर प्रति मीटर प्रति डिग्री सेल्सियस की एकल कार्य सीमा का हवाला देते हैं; ऊपर दिए गए EN 10088-2 सारणीबद्ध मान गणना में प्रयुक्त तापमान-समाधान डेटा देते हैं।

अन्य इंजीनियरिंग सामग्रियों के साथ तुलना

तालिका 2 सामान्य संरचनात्मक और ऊष्मा स्थानांतरण सामग्री के साथ 304L के तापीय विस्तार की तुलना करती है। तुलना बताती है कि क्यों ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस सिस्टम को कार्बन स्टील सिस्टम की तुलना में अधिक विस्तार समायोजन की आवश्यकता होती है।

316L समान तापमान अंतराल पर 304L से थोड़ा अधिक फैलता है, यही एक कारण है कि मिश्रित 304L-316L वेल्डेड असेंबलियों को अंतर थर्मल तनाव के लिए जांचने की आवश्यकता होती है। एल्युमीनियम किसी भी स्टील की तुलना में कहीं अधिक फैलता है, जो एल्यूमीनियम और स्टेनलेस घटकों के बीच द्विधातु जोड़ों और विद्युत कनेक्शन के डिजाइन को संचालित करता है।

डिज़ाइन में थर्मल विस्तार क्यों मायने रखता है

थर्मल साइक्लिंग के तहत प्रत्येक वेल्डेड स्टेनलेस संरचना में विस्तार को समायोजित करना चाहिए। पाइपिंग में, विस्तार लूप, धौंकनी और स्लाइडिंग समर्थन विकास को अवशोषित करते हैं; उनके बिना, नोजल लोड फ्लैंज रेटिंग से अधिक हो जाता है और वेल्ड में दरार आ जाती है। शेल {{2}और -ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स में, ट्यूब और शेल के बीच विस्तार में अंतर, खासकर जब शेल कार्बन स्टील होता है और ट्यूब 304L होते हैं, अंतर थर्मल तनाव पैदा करता है जिसे फ्लोटिंग हेड्स या एक्सपेंशन बेलो के साथ डिजाइन किया जाना चाहिए। गैसकेटेड फ्लैंज में, बोल्टिंग सामग्री के सापेक्ष स्टेनलेस स्टील के उच्च सीटीई का मतलब है कि थर्मल साइकलिंग बोल्ट प्रीलोड को आराम दे सकती है, इसलिए पुनः कसने के शेड्यूल और स्प्रिंग वॉशर आम हैं। क्योंकि 304एल समान तापमान वृद्धि पर कार्बन स्टील की तुलना में लगभग 30-40% अधिक फैलता है, पहने हुए या पंक्तिबद्ध कार्बन स्टील के जहाजों को परतों के बीच इंटरफ़ेस कतरनी तनाव पर विचार करना चाहिए।

क्यों कम -कार्बन डिज़ाइन थर्मल सेवा का समर्थन करता है

304L (0.030% अधिकतम) की कम कार्बन सामग्री वेल्डिंग के दौरान और 425{5}}850 डिग्री संवेदीकरण रेंज में लंबी अवधि की सेवा के दौरान अनाज की सीमाओं पर क्रोमियम कार्बाइड वर्षा को रोकती है। इसलिए सामग्री अपने संक्षारण प्रतिरोध और लचीलेपन को बार-बार गर्म करने और ठंडा करने के तहत बनाए रखती है, जिससे आक्रामक मीडिया में मानक 304 वेल्ड में दिखाई देने वाले अंतर-क्षरण और सूक्ष्म-क्रैकिंग से बचा जा सकता है। एक मध्यम और पूर्वानुमानित सीटीई के साथ मिलकर, यह 304L को वेल्डेड प्रक्रिया उपकरण, हीट एक्सचेंजर्स, भंडारण टैंक और पाइपिंग के लिए मानक विकल्प बनाता है, जिन्हें रासायनिक, खाद्य और दवा सेवा में थर्मल साइक्लिंग से बचना चाहिए।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

Q1: 304L स्टेनलेस स्टील का थर्मल विस्तार गुणांक क्या है?ए1: प्रति एन 10088-2, 304एल (1.4307) का औसत सीटीई 20 डिग्री और 100 डिग्री के बीच 16.0 x 10-6 के-1 है, जो 20 डिग्री और 500 डिग्री के बीच 18.0 x 10-6 के-1 तक बढ़ जाता है। इंजीनियरिंग संदर्भ अक्सर समग्र सीमा को लगभग 11.5-17.0 माइक्रोमीटर प्रति मीटर प्रति डिग्री सेल्सियस के रूप में संक्षेपित करते हैं।

Q2: क्या 304L का विस्तार कार्बन स्टील से अधिक है?ए2: हां . 304एल कार्बन स्टील के लिए लगभग 11-12 x 10-6 के-1 के मुकाबले लगभग 16 x 10{8}}6 के-1 पर फैलता है, इसलिए एक पूर्ण-स्टेनलेस प्रणाली समान तापमान वृद्धि पर लगभग 30-40% अधिक बढ़ती है।

Q3: CTE हीट एक्सचेंजर्स के लिए क्यों मायने रखता है?ए3: ट्यूब और शेल का विस्तार अलग-अलग दरों पर होता है, विशेष रूप से मिश्रित -धातु निर्माण में। अंतर वृद्धि थर्मल तनाव पैदा करती है जो ट्यूबों को मोड़ सकती है, ट्यूब शीटों को अत्यधिक लोड कर सकती है और वेल्ड को क्रैक कर सकती है जब तक कि डिज़ाइन फ्लोटिंग हेड्स, विस्तार जोड़ों या पर्याप्त मंजूरी प्रदान नहीं करता है।

Q4: 304L का CTE कैसे निर्धारित किया जाता है?ए4: ग्रेड 1.4307 के लिए सारणीबद्ध माध्य मान EN 10088-2 में दिए गए हैं। जहां एक विशिष्ट लॉट को सत्यापित किया जाना चाहिए, परीक्षण विधि एएसटीएम ई228 ठोस सामग्रियों के रैखिक थर्मल विस्तार को मापती है।

Q5: क्या 304L का CTE 304 से भिन्न है?A5: व्यावहारिक रूप से नहीं. 0.08% से 0.03% तक कार्बन कटौती का थर्मल विस्तार पर नगण्य प्रभाव पड़ता है; 304 और 304एल के लिए प्रकाशित मान समान हैं।

Q6: यदि तापीय विस्तार को समायोजित नहीं किया गया तो क्या होगा?ए6: अनियंत्रित विस्तार के कारण लंबी लाइनें झुकती हैं, नोजल और फ्लैंज पर अधिक भार पड़ता है, गैसकेट लीकेज होता है, वेल्ड में क्रैकिंग होती है और उपकरणों का गलत संरेखण होता है। विस्तार लूप, धौंकनी, स्लाइडिंग समर्थन और सावधानीपूर्वक बोल्टिंग अभ्यास मानक उपाय हैं।