เหล็กชนิดใดที่ใช้สำหรับถังแก๊ส?

ถังแก๊สใช้เหล็กอะไร?

ถังแก๊สใช้เก็บก๊าซอัด เช่น ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และโพรเพน สิ่งเหล่านี้จำเป็นสำหรับอุตสาหกรรมและการใช้งานหลายประเภท ตั้งแต่การดูแลสุขภาพ การเชื่อม ไปจนถึงการตั้งแคมป์และการทำอาหาร อย่างไรก็ตาม ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของถังแก๊สขึ้นอยู่กับวัสดุและโครงสร้างเป็นส่วนใหญ่ โดยเฉพาะเหล็กที่ใช้ในการผลิต ในบทความนี้ เราจะเจาะลึกคุณสมบัติและเกรดของเหล็กที่ใช้กันทั่วไปสำหรับถังแก๊ส รวมถึงมาตรฐานและข้อบังคับที่ควบคุมการผลิตและการใช้งาน

คุณสมบัติของเหล็กสำหรับถังแก๊ส

เหล็กเป็นวัสดุอเนกประสงค์และทนทานที่ใช้กับงานต่างๆ มานานหลายศตวรรษ ในกรณีของถังแก๊ส เหล็กมีข้อดีหลายประการ เช่น ความแข็งแรง ความเหนียว ความทนทานต่อการกัดกร่อนและแรงดันสูง อย่างไรก็ตาม เหล็กบางประเภทอาจไม่เหมาะหรือปลอดภัยสำหรับถังแก๊ส เนื่องจากต้องเป็นไปตามเกณฑ์เฉพาะสำหรับส่วนประกอบ โครงสร้างจุลภาค และคุณสมบัติทางกล คุณสมบัติหลักของเหล็กสำหรับถังแก๊สมีดังนี้:

องค์ประกอบทางเคมี เหล็กที่ใช้สำหรับถังแก๊สต้องมีปริมาณคาร์บอนต่ำ ซึ่งโดยทั่วไปจะน้อยกว่า 0.20% เพื่อป้องกันการเปราะและการกัดกร่อน นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องมีองค์ประกอบโลหะผสมบางอย่าง เช่น แมงกานีส โครเมียม และนิกเกิล เพื่อเพิ่มความแข็งแรง ความสามารถในการเชื่อม และความเหนียว องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กมักจะถูกกำหนดโดยมาตรฐานสากล เช่น ISO 9809-1, EN 1964-1 และ DOT-39

โครงสร้างจุลภาค โครงสร้างจุลภาคของเหล็กหมายถึงการจัดเรียงอะตอมและเฟสในระดับจุลภาค สำหรับถังแก๊ส เหล็กจะต้องมีโครงสร้างเม็ดละเอียดและเป็นเนื้อเดียวกัน โดยไม่มีข้อบกพร่องหรือสิ่งเจือปนที่มองเห็นได้ เพื่อให้มั่นใจถึงความแข็งแกร่งและความเหนียวที่สม่ำเสมอ ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เทคนิคการประมวลผลแบบพิเศษ เช่น การรีดแบบควบคุม การทำให้เป็นมาตรฐาน และการชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทา

คุณสมบัติทางกล สมบัติทางกลของเหล็กหมายถึงความสามารถในการต้านทานการเสียรูป การแตกหัก และความล้าภายใต้ความเค้น สำหรับถังแก๊ส เหล็กจะต้องมีช่วงความต้านทานแรงดึง ความแข็งแรงคราก การยืดตัว และความต้านทานแรงกระแทกที่เฉพาะเจาะจง ตามเงื่อนไขการบริการและปัจจัยด้านความปลอดภัย โดยทั่วไปคุณสมบัติเหล่านี้จะได้รับการทดสอบและตรวจสอบโดยวิธีการต่างๆ เช่น การทดสอบแรงดึง การทดสอบแรงกระแทก และการทดสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิก

เกรดเหล็กสำหรับถังแก๊ส

เหล็กมีหลายประเภทที่เหมาะกับถังแก๊ส ขึ้นอยู่กับก๊าซ ความดัน และอุณหภูมิที่ต้องการ ต่อไปนี้เป็นเกรดทั่วไปของเหล็กสำหรับถังแก๊สและคุณลักษณะต่างๆ:

เอสจี255/เอสจี295 เหล็กเกรดเหล่านี้ใช้สำหรับก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG) เช่น โพรเพนและบิวเทน ซึ่งถูกเก็บไว้ที่ความดันและอุณหภูมิปานกลาง มีความต้านทานแรงดึงค่อนข้างต่ำ (ประมาณ 400 MPa) และความแข็งแรงของผลผลิต (ประมาณ 260 MPa) แต่มีการยืดตัวสูง (ประมาณ 28%) และทนต่อแรงกระแทก (ประมาณ 55 J) โดยทั่วไปผลิตโดยการรีดร้อนและการรีดแบบควบคุม

SG325/SG365. เหล็กเกรดเหล่านี้ใช้สำหรับก๊าซธรรมชาติอัด (CNG) และก๊าซไฮโดรเจนอัด (CHG) ซึ่งถูกเก็บไว้ที่ความดันและอุณหภูมิสูง มีความต้านทานแรงดึงสูงกว่า (ประมาณ 540 MPa) และความแข็งแรงของผลผลิต (ประมาณ 365 MPa) แต่มีการยืดตัวน้อยกว่า (ประมาณ 22%) และทนต่อแรงกระแทก (ประมาณ 35 J) โดยทั่วไปผลิตโดยการรีดร้อน การชุบแข็ง และการแบ่งเบาบรรเทา

HP295/HP325. เหล็กเกรดเหล่านี้ใช้สำหรับก๊าซ LPG และก๊าซอื่นๆ ด้วย แต่มีความดันและอุณหภูมิสูงกว่า มีองค์ประกอบและโครงสร้างจุลภาคคล้ายกับ SG255/SG295 แต่มีความต้านทานแรงดึงที่สูงกว่า (ประมาณ 590 MPa) และความแข็งแรงของผลผลิต (ประมาณ 440 MPa) และการยืดตัวที่ต่ำกว่า (ประมาณ 20%) และความต้านทานแรงกระแทก (ประมาณ 33 J) โดยทั่วไปผลิตโดยการรีดร้อนและการรีดแบบควบคุม

ข้อมูลจำเพาะและความคลาดเคลื่อนที่แน่นอนสำหรับเกรดเหล็กเหล่านี้อาจแตกต่างกันไปตามมาตรฐานระดับชาติหรือนานาชาติและแนวทางปฏิบัติของผู้ผลิต อย่างไรก็ตาม ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดขั้นต่ำสำหรับองค์ประกอบทางเคมี โครงสร้างจุลภาค และคุณสมบัติทางกล ตามที่หน่วยงานที่เกี่ยวข้องกำหนด

มาตรฐานและข้อบังคับสำหรับถังแก๊ส

ถังแก๊สอยู่ภายใต้มาตรฐานและข้อบังคับต่างๆ เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัย คุณภาพ และความสอดคล้องกับความต้องการของผู้ใช้และสิ่งแวดล้อม มาตรฐานและข้อบังคับที่สำคัญที่สุดบางประการสำหรับถังแก๊ส ได้แก่:

ISO 11119-2 มาตรฐานนี้ระบุข้อกำหนดและวิธีการทดสอบสำหรับถังแก๊สแบบเติมไม่ได้ที่ทำจากวัสดุโลหะ เช่น เหล็ก อลูมิเนียม และไทเทเนียม โดยครอบคลุมถึงการออกแบบ การสร้าง การทดสอบ การติดฉลาก และการทำเครื่องหมายกระบอกสูบสำหรับก๊าซต่างๆ เช่น ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ นอกจากนี้ยังกำหนดน้ำหนักและปริมาตรสูงสุดของกระบอกสูบสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันอีกด้วย

TH 1964-1 มาตรฐานยุโรปนี้ระบุข้อกำหนดและวิธีการทดสอบสำหรับถังแก๊สแบบเติมได้ซึ่งทำจากเหล็กไร้ตะเข็บที่มีความจุน้ำสูงสุด 150 ลิตร ครอบคลุมถึงการออกแบบ การผลิต การทดสอบ การตรวจสอบ และการบำรุงรักษากระบอกสูบสำหรับก๊าซต่างๆ เช่น LPG, CNG และออกซิเจน นอกจากนี้ยังกำหนดเครื่องหมาย ฉลาก และเอกสารประกอบสำหรับกระบอกสูบด้วย

ดอท-39 กฎระเบียบจากกระทรวงคมนาคมของสหรัฐอเมริกา (DOT) นี้ระบุข้อกำหนดและวิธีการทดสอบสำหรับกระบอกสูบข้อมูลจำเพาะที่ทำจากเหล็กไร้ตะเข็บที่มีความจุน้ำสูงสุด 75 ลิตร โดยครอบคลุมถึงการออกแบบ การผลิต การทดสอบ การตรวจสอบ และการอนุมัติกระบอกสูบสำหรับก๊าซต่างๆ เช่น โพรเพน ฮีเลียม และอะเซทิลีน นอกจากนี้ยังควบคุมการติดฉลาก เครื่องหมาย และการเก็บบันทึกกระบอกสูบด้วย

มาตรฐานและข้อบังคับอื่นๆ สำหรับถังแก๊สอาจเกี่ยวข้องกับประเทศ ภูมิภาค การใช้งาน หรืออุตสาหกรรมเฉพาะ ซึ่งอาจครอบคลุมประเด็นต่างๆ เช่น ความเข้ากันได้ การขนส่ง การจัดเก็บ การบรรจุ การเททิ้ง และการกำจัดกระบอกสูบ การปฏิบัติตามมาตรฐานและข้อบังคับเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความปลอดภัยและความถูกต้องตามกฎหมายของถังแก๊สและผู้ใช้

บทสรุป

เหล็กเป็นวัสดุที่สำคัญสำหรับถังแก๊ส เนื่องจากมีความแข็งแรง เหนียว และทนทานต่อแรงดันและการกัดกร่อนสูง คุณสมบัติและเกรดของเหล็กสำหรับถังแก๊สขึ้นอยู่กับก๊าซ ความดัน และอุณหภูมิเฉพาะที่เกี่ยวข้อง ตลอดจนมาตรฐานและข้อบังคับที่ควบคุมการผลิตและการใช้งาน เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของถังแก๊ส การเลือกเหล็กที่เหมาะสมและปฏิบัติตามมาตรฐานและข้อบังคับที่เกี่ยวข้องจึงเป็นสิ่งสำคัญ