Алюминиевый локоть или локоть из нержавеющей стали: какой выбрать? - Знания

Из обоих материалов получаются отличные колена для труб -, но они решают разные проблемы. Алюминий выигрывает по весу, стоимости и-безопасности авиаперевозок; Нержавеющая сталь выигрывает по температуре, стойкости к агрессивным средам и-тонким стенкам. В этом руководстве они сравниваются по шести факторам, которые фактически определяют покупку, а затем дает вам прямую таблицу решений.

Алюминий и колено из нержавеющей стали

Свойство	Алюминий (6061-T6)	Нержавеющая сталь (304/316)
Плотность	2,70 г/см³ - около ⅓ стали	7,93 г/см³ (304) / 7,98 г/см³ (316)
Предел прочности	Больше или равно 290 МПа (6061-T6)	≈ 515 МПа (304 отожженный)
Длительная-температура эксплуатации	≈ максимум 120 градусов (снижение номинальных значений выше)	До ≈ 870 градусов непрерывно
Температура плавления	660 градусов	≈ 1400–1450 градусов
Коррозия в воздухе/пресной воде	Отличная - пленка из натурального оксида	Отличный
Коррозия в морской воде/хлориды	Хорошо сочетается со сплавами 5xxx (5083); требует изоляции от разнородных металлов	Отлично с 316/дуплекс
Модуль упругости	≈ 69 ГПа (больше отклоняет)	≈ 200 ГПа (жестче)
Ржавчина/внутреннее загрязнение	Отсутствие ржавчины - сохраняет сжатый воздух чистым	Нет ржавчины
Относительная стоимость материала	Ниже за кг	Выше за кг
Установка и доставка	Легче - быстрее, дешевле	Тяжелее - больше поддержки, больше труда
Гальванический риск с разнородными металлами	Анодный - подвергается коррозии при соединении со сталью/нержавеющей сталью без изоляции.	Катодный - обычно безопасен в качестве пассивного партнера.

Источники: Руководство ASM, том . 2 (механические свойства), MatWeb (плотность/модуль), ASTM B221 (пределы сплавов). Номинальные значения давления и температуры всегда должны подтверждаться проектными расчетами согласно ASME B31.3/B31.1.

Получите ценовое предложение в течение 24 часов

1 · Вес и управляемость

Плотность алюминия составляет 2,70 г/см³ против 7,93 г/см³ для нержавеющей стали 304 -алюминиевые колена весят примерно одну-треть от эквивалента из нержавеющей стали. На практике: более низкая стоимость перевозки, более легкая обработка в ограниченном пространстве, более легкие опорные конструкции и уменьшенный вес надстройки на кораблях и морских модулях. Это основная причина, по которой алюминий выбирают для судовых,-воздушных и модульных систем.

2 · Коррозионная стойкость

Алюминий защищает себя -самовосстанавливающейся оксидной пленкой -, превосходно работающей в атмосферной, влажной и пресной-воде.никогда не ржавеет внутри, который поддерживает чистоту сжатого воздуха и трубопроводов приборов. Нержавеющая сталь устойчива к химическому воздействию и воздействию хлоридов, поэтому сталь 316/дуплекс рекомендуется для трубопроводов морской воды, агрессивных химикатов и гигиенических линий пищевой промышленности. В соленой воде используйте алюминиевые сплавы 5xxx (5083/5086) с надлежащей изоляцией; не полагайтесь на 6061.

3 · Температурные пределы

Здесь два материала расходятся.Алюминий плавится при температуре 660 градусов и теряет прочность значительно ниже этой температуры;Практический долгосрочный-потолок составляет около 120 градусов, с указанным выше требованием снижения номинальных характеристик. Нержавеющая сталь непрерывно служит при температуре примерно до 870 градусов. Эмпирическое правило:если ваша линия работает при температуре выше 120 градусов, - пар, горячее масло, выхлопные газы, технологическое тепло - алюминий не входят в сферу применения.При температуре ниже 120 градусов легкий вес и низкая стоимость алюминия делают его более разумной покупкой.

4 · Номинальное давление

При одинаковой толщине стенки нержавеющая сталь прочнее (≈515 МПа против ≈290 МПа у 6061-Т6). Но доступны алюминиевые колена с более толстыми стенками, и номинал рассчитывается в соответствии с кодом (формула Барлоу P=2St/D согласно ASME B31.3). Подвох:более низкий модуль упругости алюминия (69 ГПа против 200 ГПа) означает большую прогиб, поэтому длинные неподдерживаемые прогоны требуют более близкого расстояния между опорами. Для типичных условий работы с низким---средним давлением (сжатый воздух при PN16/16 бар, вода, система отопления, вентиляции и кондиционирования) толщина алюминиевых стенок вполне достаточна - и в целом легче.

5 · Свариваемость и установка

Оба свариваются хорошо, но по-разному. Для алюминия требуется сварка TIG с чистой-поверхностью, не содержащей оксидов (ER4043 для 6061, ER5356 для 5083), а специальная щетка из-стали - является причиной № 1 некачественных сварных швов алюминия. Обратите внимание, чтосварка закалкой Т6 снижает прочность в зоне термического-воздействия, поэтому сварные соединения алюминия рассчитываются с пониженными расчетными свойствами. Сварные швы из нержавеющей стали более щадящие для подрядчиков, но с ними сложнее обращаться. Для сборки-без инструментов алюминиевые системы нажимной-посадки (уплотнения из бутадиен-нитрильного каучука + зажимные кольца из нержавеющей стали) устанавливаются за гораздо меньшее время, чем сварка стали.

6 · Стоимость владения

Нержавеющая сталь стоит дороже за килограмм и требует больше материала для одинаковых характеристик, но ее тонкие-стенки отчасти компенсируют это. Сравниватьобщая стоимость установки: алюминий выигрывает с точки зрения транспортировки, погрузочно-разгрузочных работ, монтажа и опорной конструкции; Нержавеющая сталь побеждает там, где важны тонкие стенки и высокие рейтинги или где этого требуют средства массовой информации. Для типичной-воздушной или морской вспомогательной системы стоимость установки алюминия обычно равна меньшему значению.

Elbows

Применение алюминиевых колен

Системы от низкого-до-среднего давления, нормальной температуры, веса- или стоимости-чувствительных систем.

Лучше всего подходит:

Сети сжатого воздуха и азота (класс PN16)

Вспомогательные морские и морские трубопроводы (5083, снижение веса)

ОВиК, водоочистка, контуры охлаждения

Автомобильный/турбо интеркулер и впускной трубопровод

Архитектурные и видимые трубопроводы с анодированным покрытием.

Проекты, где важны транспортировка и монтажные работы

Применение колена из нержавеющей стали

Высокая температура, агрессивная среда, гигиенические условия или тонкостенное-высокое давление.

Лучше всего подходит:

Пар, горячее-масло и выхлопные трубопроводы с температурой выше 120 градусов.

Морская вода и хлориды-тяжелые химикаты (316/дуплекс)

Технологические линии для производства продуктов питания, напитков и фармацевтических препаратов

Гидравлические системы высокого-давления с тонкими-стенками

Коррозионная передача кислоты/щелочи, куда не может пройти алюминий

Длинные трассы, требующие высокой жесткости без дополнительных опор.

Aluminum Elbows

Предупреждение о гальванической коррозии:алюминий является анодным по отношению к нержавеющей стали. Если алюминиевое колено прикручено болтами или фланцем непосредственно к компоненту из нержавеющей сталибез изоляции, алюминиевая сторона преимущественно корродирует -, особенно во влажных или соленых условиях. Используйте диэлектрические прокладки, изолирующие втулки, крепежные детали с покрытием и контролируемый дренаж на каждой границе между алюминием-и-нержавеющей сталью. Если есть сомнения, изолируйте.

Среда – это пар, горячее масло, выхлопные газы?

→ Нержавеющая сталь

Линейная температура > 120 градусов?

→ Нержавеющая сталь

Морская вода или сильные хлориды?

→ Нержавеющая сталь (316) или 5083 Al с изоляцией.

Сжатый воздух/азот/вакуум?

→ Алюминий

Критичен вес или стоимость перевозки?

→ Алюминий

Чувствителен к бюджету-, меньше или равен 120 градусам, среднее давление?

→ Алюминий

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Что прочнее: колено из алюминия или нержавеющей стали?

О: Нержавеющая сталь прочнее при той же толщине стенки.. 304 Прочность нержавеющей стали на разрыв составляет примерно 515 МПа по сравнению с примерно 290 МПа для алюминия 6061-T6. Алюминий может соответствовать номинальному давлению только с более толстой стенкой, что сводит на нет его преимущество в весе.

Вопрос: Что лучше для сжатого воздуха: алюминий или нержавеющая сталь?

О: Для большинства сетей сжатого воздуха алюминий является лучшим выбором: он легче, не ржавеет внутри, сохраняет воздух чистым и быстро устанавливается. Нержавеющую сталь выбирают только для пищевых-классов, агрессивных-сред или высоко-линий сжатия.

Вопрос: Можно ли использовать колена из алюминия и нержавеющей стали вместе в одной линии?

О: Их можно соединить, но прямой контакт алюминия-с-нержавеющей сталью создает гальванический элемент, который ускоряет коррозию алюминия. Используйте диэлектрические прокладки, изолирующие втулки и крепежные детали с покрытием и по возможности следите за тем, чтобы соединения оставались сухими.

Вопрос: Почему алюминиевые колена нельзя использовать при высоких температурах?

Ответ: Алюминий плавится при температуре 660 градусов и теряет прочность значительно ниже этой температуры. Длительная-работа при температуре выше 120 градусов требует расчетов по снижению номинальных характеристик, поэтому паровые и высокотемпературные-технологические линии не подходят для алюминия. Нержавеющая сталь выдерживает непрерывную работу при температуре примерно до 870 градусов.

Вопрос: Что дороже: колено из алюминия или нержавеющей стали?

Ответ: Нержавеющая сталь обычно дороже алюминия за килограмм, но для того же номинального давления для нержавеющей стали требуется меньше материала. Сравните общую стоимость монтажа: алюминий выигрывает по затратам на транспортировку, погрузочно-разгрузочные работы и монтажные работы; Нержавеющая сталь побеждает там, где важны тонкие стенки и высокие характеристики.

Вопрос: Когда мне следует выбирать колено из нержавеющей стали вместо алюминия?

О: Выбирайте нержавеющую сталь для работы при высоких температурах (выше 120 градусов), морской воде или агрессивных химических средах, гигиенических пищевых линиях или тонкостенных системах высокого-давления-. Алюминий — правильный выбор для установок с низким-и-средним давлением, нормальной-температурой,-чувствительными к весу и-цене-зависимыми.