Kādas ir kritiskās metināšanas un termiskās apstrādes prasības Incoloy 907 un Incoloy 926 caurulēm?

1. J: Kādas ir galvenās Incoloy 907 un Incoloy 926 caurulīšu sastāva un īpašību atšķirības?

A:Incoloy 907 un Incoloy 926 kalpo pilnīgi atšķirīgiem rūpnieciskiem mērķiem, un to atšķirības sākas ar principiāli pretrunām sakausējuma dizaina stratēģijām.

Incoloy 907 (UNS N19907)ir kontrolēts-izplešanās, izgulsnēšanās-cietēšanas dzelzs-niķelis-kobalta sakausējums. Tās nominālais sastāvs ir 36–40% niķeļa, 12–16% kobalta, 4,5–5,5% niobija, 1,3–1,8% titāna, 0,5–1,0% silīcija un līdzsvara dzelzs. Būtiski tas satur ļoti zemu hroma saturu (parasti 0,5–1,0 %). Zemais hroma saturs ir apzināts,{19}}hroms varētu izjaukt zemās termiskās izplešanās īpašības, kas nosaka šo sakausējumu. Incoloy 907 iegūst savas īpašības, sacietējot nokrišņos ar niobija un titāna palīdzību, kas veido Ni₃(Nb,Ti) un Ni₃(Ti,Al) fāzes. Tās raksturīgākā iezīme ir ārkārtīgi zemais termiskās izplešanās koeficients (CTE) aptuveni 4,5–5,5 × 10⁻⁶/°F (8–10 × 10⁻⁶/°C) no istabas temperatūras līdz 700°F (371°C). Tas cieši saskan ar keramikas materiāliem un noteiktiem stikliem. Sakausējumam ir arī nemainīgs elastības modulis visā tā darba temperatūras diapazonā.

Incoloy 926 (UNS N08926)ir super-austenīta nerūsējošais tērauds, kas paredzēts ārkārtējai ūdens korozijas izturībai. Tā nominālais sastāvs ir 24–26% niķeļa, 19–21% hroma, 6,0–7,0% molibdēna, 0,8–1,5% vara, 0,15–0,25% slāpekļa un līdzsvarā dzelzs. Šis ir sakausējums ar augstu-hroma saturu un augstu{14}}molibdēna saturu, kam pievienots slāpeklis, lai nodrošinātu izturību pret iedobēm un austenīta stabilizāciju. Atšķirībā no Incoloy 907, Incoloy 926 nesatur kobaltu un ļoti zemu niobija saturu. Tā termiskās izplešanās koeficients ir aptuveni 8,5–9,5 × 10⁻⁶/°F (15–17 × 10⁻⁶/°C), kas raksturīgs austenīta sakausējumiem. Sakausējums nav nokrišņu{26}}cietošs; tā spēku iegūst no cieta šķīduma un slāpekļa intersticiāliem.

Metalurģijas sekas:Incoloy 907 ir paredzēts izmēru stabilitātei mērenās temperatūrās (līdz aptuveni 900°F / 482°C). Tā mazā izplešanās ļauj to savienot pārī ar keramiku, stiklu vai citiem maz-izplešanās materiāliem, neradot termiskās neatbilstības spriegumus. Tomēr hroma trūkums padara to nepiemērotu oksidējošai vai kodīgai ūdens videi-tas viegli rūsēs un veidos bedres. Turpretim Incoloy 926 ir paredzēts mitrai, ļoti kodīgai videi, tostarp jūras ūdenim, skābiem sālījumiem un ķīmisko procesu plūsmām. Tas nodrošina izcilu izturību pret punktveida koroziju, plaisu koroziju un hlorīda sprieguma korozijas plaisāšanu, taču tam nav īpašu zemu{10}}izplešanās īpašību.

Izvēle starp tiem:Ja pieteikums pieprasazema termiskā izplešanās ar mērenu temperatūru(piem., elektroniskais iepakojums, precīzijas instrumentu korpusi), izvēlieties Incoloy 907. Ja pielietojums to prasaizcila ūdens izturība pret koroziju(piem., jūras ūdens cauruļvadi, ķīmisko vielu tvertne, dūmgāzu atsērošana), izvēlieties Incoloy 926. Praktiski nav pielietojuma, kur abi sakausējumi ir dzīvotspējīgas alternatīvas.

2. J: Kādi nozares standarti un specifikācijas regulē Incoloy 907 un Incoloy 926 bezšuvju caurules?

A:Uz abiem sakausējumiem attiecas pilnīgi atšķirīgas specifikāciju sistēmas, jo tie kalpo dažādām nozarēm un normatīvajām vidēm.

Bezšuvju caurulei Incoloy 907:

Nav speciālas ASTM caurules specifikācijas.Incoloy 907 galvenokārt tiek ražots kā stieņa, kalšanas un plāksnes, nevis kā standarta caurules. Ja ir nepieciešama caurule, to parasti ražo, dziļi izvelkot vai apstrādājot no stieņu krājumiem, vai speciālās bezšuvju cauruļu dzirnavās pēc pasūtījuma.

ASTM F1684– Standarta specifikācija kontrolētiem{0}}izplešanās sakausējumiem, pārklājuma stieņiem un kalšanas materiāliem Incoloy 907 un līdzīgiem sakausējumiem.

AMS 5875– Aviācijas un kosmosa materiālu specifikācija Incoloy 907, pārklājuma stienim, kalumiem un gredzeniem. Šī ir visizplatītākā šī sakausējuma specifikācija.

Klientu{0}}konkrēti iepirkuma dokumenti- Tā kā Incoloy 907 caurule nav -standarta, pircēji parasti izdod detalizētas materiālu un izmēru specifikācijas, kurās ir atsauce uz AMS 5875 attiecībā uz ķīmiju un īpašībām, vienlaikus pievienojot caurulēm specifiskas prasības (hidrostatiskā pārbaude, izmēru pielaides, NDT).

Bezšuvju caurulei Incoloy 926:

ASTM B677 / ASME SB677– Standarta specifikācija bezšuvju niķeļa-dzelzs-hroma-molibdēna-vara-slāpekļa sakausējuma caurulēm (UNS N08926). Šī ir galvenā caurules specifikācija.

ASTM B673– Standarta specifikācija metinātām caurulēm (lai gan svarīgai apkalpošanai priekšroka tiek dota bezšuvju).

ASME katlu un spiedtvertņu koda II sadaļa, D daļa– Nodrošina pieļaujamās sprieguma vērtības N08926 temperatūrā līdz aptuveni 600°F (316°C). Sakausējums parasti netiek izmantots temperatūrā virs 600 ° F, jo ir samazināta izturība pret koroziju.

NORSOK M-630– Norvēģijas naftas un gāzes standarts, kas ietver Incoloy 926 (pazīstams arī kā 6% molibdēna super-austenīta nerūsējošais tērauds) jūras ūdens un sālsūdens apkalpošanai.

ISO 15156 / NACE MR0175– Incoloy 926 ir kvalificēts lietošanai skābā vidē (H₂S-saturošā vidē) ar atbilstošiem cietības ierobežojumiem.

Iepirkuma apsvērumi:Incoloy 907 — nestandarta cauruļu ražošanas dēļ ir paredzēts ilgs izpildes laiks un augstas izmaksas. Incoloy 926 bezšuvju caurules ir komerciāli pieejamas no vairākām pasaules rūpnīcām ar standarta grafikiem (Sch 10S, 40S, 80S) atbilstoši ASME B36.19. Vienmēr pārbaudiet, vai materiāla pārbaudes ziņojumā ir norādīts pareizais UNS numurs un Incoloy 926 slāpekļa saturs (0,15–0,25%), kas ir būtisks pretestībai pret bedrēm.

3. J: Kāpēc Incoloy 907 caurule tiek izmantota precīzijas elektronikas un kosmosa lietojumos, neskatoties uz tās vājo izturību pret koroziju?

A:Incoloy 907 caurule atrod kritisku pielietojumu precīzās elektronikas, aviācijas un kosmosa instrumentu un aizsardzības sistēmās nevis korozijas izturības dēļ, bet gan tās unikālās kombinācijas dēļ.īpaši-zema termiskā izplešanās, nemainīgs elastības modulis un mērena izturībatemperatūrā līdz 700°F (371°C). Šīs īpašības nodrošina veiktspēju, kurai nevar līdzināties neviens cits komerciāli pieejams sakausējums.

Kontrolēta termiskā izplešanās izmēru stabilitātei:Precīzijas lietojumos, piemēram, radara viļņvada caurulēs, lāzera korpusos un inerciālās navigācijas sistēmas komponentos, izmēru izmaiņas ar temperatūru tieši ietekmē veiktspēju. Viļņvads, kas izplešas vai saraujas pat par 0,001 collu uz pēdu (0,08 mm/m), var mainīt darbības frekvenci vai izraisīt fāzes kļūdas. Incoloy 907 CTE aptuveni 5 × 10⁻⁶/°F (9 × 10⁻⁶/°C) ir salīdzināms ar borsilikāta stiklu un noteiktiem keramikas materiāliem, ko izmanto dielektriskiem ieliktņiem un caurlaidēm. Saskaņojot izplešanās ātrumu, mezgli saglabā izlīdzinājumu un blīvējuma integritāti ekstremālās temperatūras robežās no kriogēnas līdz +700°F (371°C). Incoloy 926, kura CTE ir aptuveni divas reizes lielāka par 907, šajos lietojumos izraisītu nepieņemamu novirzi un blīvējuma noplūdi.

Pastāvīgs modulis paredzamai dinamiskai reakcijai:Lielākajai daļai metālu elastības modulis (Junga modulis) samazinās, paaugstinoties temperatūrai, izraisot struktūras stinguma izmaiņas. Augstas-precizitātes instrumentos šī nobīde maina dabiskās frekvences un var izraisīt kalibrēšanas novirzi vai vibrācijas{2}}izraisītas kļūdas. Incoloy 907 ir izstrādāts tā, lai uzturētu gandrīz nemainīgu moduli no istabas temperatūras līdz aptuveni 800°F (427°C). Dizaineri var precīzi paredzēt struktūras uzvedību bez sarežģītiem no temperatūras{8}}atkarīgiem modeļiem. Šis īpašums ir īpaši vērtīgs gaisa un kosmosa mērierīcēs, kurām darbības laikā ir lielas temperatūras svārstības un termiskā cikla palaišanas un atkārtotas{10}}ieejas laikā.

Nokrišņu{0}}cietības stiprums mērenā temperatūrā:Ar kontrolētu novecošanu (šķīduma atkvēlināšana, kam seko dubultā novecošana aptuveni 1325 °F / 718 °C un 1150 °F / 621 °C temperatūrā), Incoloy 907 nodrošina tecēšanas robežu 100–130 ksi (690–896 MPa) ar labu elastību (10–20%). Šī izturība ļauj izmantot plānas -sienu cauruļu daļas, kas ietaupa svaru{13}}par izcilu atlīdzību kosmosa un raķešu lietojumos.

Kāpēc neizmantot Incoloy 926?Incoloy 926 nav zemu{1}}izplešanās raksturlielumu. Tā CTE ir aptuveni divas reizes lielāks nekā 907, tāpēc tas nav piemērots atbilstošiem-paplašināšanas mezgliem. Lai gan 926 piedāvā izcilu izturību pret koroziju, šai īpašībai nav nozīmes noslēgtā, sausā elektroniskā vidē vai kosmosa lietojumos, kur caurule pārvadā inertu gāzi vai hidraulisko šķidrumu.

Tipiski pielietojumi:Radara viļņvada caurules, raķešu vadības sistēmas dzesēšanas līnijas, satelīta instrumentu korpusi, precīzi optiskie stenda balsti un kriogēnās padeves līnijas, kur termiskajai kontrakcijai jāatbilst citām sastāvdaļām. Šajās lomās Incoloy 907 izmēru stabilitāte nodrošina uzticamu darbību tūkstošiem termisko ciklu prasīgās vidēs.

4. J: Kāpēc Incoloy 926 bezšuvju caurule ir vēlamais materiāls jūras ūdenim un agresīviem ķīmiskiem pakalpojumiem?

A:Incoloy 926 bezšuvju caurule ir ieguvusi dominējošu stāvokli jūras ūdens apstrādes, ķīmiskās apstrādes un dūmgāzu desulfurizācijas (FGD) sistēmās, jo tai ir izcila izturība pret lokalizētu koroziju. Trīs specifiskas īpašības izskaidro tā pārākumu pār standarta nerūsējošo tēraudu un pat daudziem augstākiem-niķeļa sakausējumiem.

Pirmkārt, ārkārtīgi augsts pretestības pretestības ekvivalents skaitlis (PREN).PREN tiek aprēķināts kā %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. Incoloy 926:

Hroms: 19–21%

Molibdēns: 6,0–7,0%

Slāpeklis: 0,15–0,25%

Tādējādi PREN ir aptuveni 40–45. Salīdzinājumam:

316L nerūsējošais tērauds: PREN ~24-26

Duplex 2205: PREN ∼35–38

Incoloy 825: PREN ~30-33

Augstāks PREN norāda uz lielāku izturību pret punktveida koroziju un plaisu koroziju vidē, kurā ir hlorīds{0}}. Siltā jūras ūdenī (80–100 °F / 27–38 °C), 316 l bedrēs nedēļu laikā. Duplex 2205 darbojas labāk, bet joprojām var saskarties ar plaisu koroziju biopiesārņojuma vai nosēdumu rezultātā. Incoloy 926 iztur jūras ūdenī līdz aptuveni 120–140 °F (49–60 °C) temperatūrai, tāpēc tas ir piemērots tropiskām jūras ūdens dzesēšanas sistēmām, ugunsdzēsības ūdensvadiem un balasta cauruļvadiem.

Otrkārt, izturība pret hlorīda stresa korozijas plaisāšanu (SCC).Austenīta nerūsējošie tēraudi (304L, 316L) ir ļoti jutīgi pret hlorīdu SCC temperatūrā virs aptuveni 140°F (60°C), īpaši iztvaikošanas apstākļos. Incoloy 926 augstais niķeļa saturs (24–26%) un molibdēna saturs būtiski maina SCC uzvedību. Sakausējums ir izturīgs pret SCC visās temperatūrās, kas sastopamas ūdens vidē, tostarp koncentrētos sālījumos, tvaika kondensātā ar hlorīda pārnesi un jūras atmosfēras apstākļos. Tas padara to par lielisku izvēli jūras platformu cauruļvadiem, atsāļošanas iekārtām un piekrastes ķīmiskajām iekārtām.

Treškārt, izcila veiktspēja jauktā skābju vidē.Molibdēna (6–7%) un vara (0,8–1,5%) kombinācija nodrošina izcilu izturību pret reducējošām skābēm, īpaši sērskābi un fosforskābi, savukārt augstais hroma saturs aizsargā pret oksidējošiem apstākļiem. Dūmgāzu atsērošanas (FGD) sistēmās,{5}}kur mitrie skruberi no elektrostacijas izplūdes gāzēm atdala SO₂-, vide mainās no reducēšanas un oksidēšanas, ar hlorīdiem, fluorīdiem un zemu pH (2–4). Incoloy 926 pārspēj augstākus{11}}molibdēna sakausējumus, piemēram, C-276, noteiktās FGD zonās, jo tas ir labāk izturīgs pret oksidēšanās novirzēm. Daudzas FGD absorbētāja torņu smidzināšanas uztvērēji un miglas noņemšanas atbalsta caurules tagad ir norādītas kā Incoloy 926.

Salīdzinošie atteices režīmi:Jūras ūdens{0}}dzesētā siltummainī 90 °F (32 °C) temperatūrā ar stāvošām plaisām zem starplikām:

316L mēģenēs 6–12 mēnešu laikā rodas caurumu noplūde

Duplex 2205 var izturēt 2–5 gadus, bet starplikās sākas spraugas korozija

Incoloy 926 nodrošina 15–20+ gadu kalpošanas laiku, bieži vien pārsniedzot aprīkojuma paredzēto kalpošanas laiku

Tipiski pielietojumi:Jūras ūdens dzesēšanas cauruļvadi (elektrostacijas, SDG termināļi), ugunsdzēsības ūdens sistēmas (jūras platformas), atsāļošanas iekārtu savienojošie cauruļvadi, ķīmisko tankkuģu kravas līnijas, celulozes un papīra balināšanas rūpnīcu cauruļvadi (hlora dioksīda pakalpojums) un farmaceitisko reaktoru pārvades līnijas.

5. J: Kādas ir kritiskās metināšanas un termiskās apstrādes prasības Incoloy 907 un Incoloy 926 caurulēm?

A:Šo divu sakausējumu metināšanai ir nepieciešamas pilnīgi atšķirīgas pieejas, jo Incoloy 907 ir nokrišņu{1}}cietēšana ar ārkārtēju jutību pret plaisāšanu, savukārt Incoloy 926 ir ciets-šķīdums, kas nostiprināts ar lielisku metināmību.

Incoloy 907 caurulei (augsts plaisāšanas risks):

Īpaša jutība pret deformāciju-vecuma plaisāšanu:Incoloy 907 ir viens no visgrūtāk metināmajiem niķeļa sakausējumiem. Deformācijas-novecošanās plaisāšana rodas pēc-metinājuma termiskās apstrādes laikā, kad nokrišņu sacietēšana rada spriegumus, kas saplaisā metināšanas siltuma ietekmēto zonu. Obligātie piesardzības pasākumi ietver:

Metināt tikai šķīdumā-atlaidinātā (mīkstā) stāvoklī-nekad novecotā stāvoklī

Pirms metināšanas uzkarsē līdz 300–400 °F (149–204 °C)

Izmantojiet zemu siltuma padevi: 15–25 kJ/collā (6–10 kJ/cm)

Maksimālā caurlaides temperatūra: 400 °F (204 °C)

Izmantojiet minimālu ierobežotāju skaitu,{0}}lai bloks varētu brīvi pārvietoties

Pildījuma metāla izvēle:IzmantotERNiFeCr-2(Inconel 718 pildviela) vai specializētaERNiCo-1pildvielas atbilstošā sakausējuma 907 sastāvs. Nekad neizmantojiet nerūsējošā tērauda pildvielas vai parastās niķeļa pildvielas, piemēram, ERNiCr-3 — tām ir nesakritīgas izplešanās īpašības un tie rada plaisāšanas risku.

Pēc-metinājuma termiskā apstrāde (obligātā un kritiskā):Pēc metināšanas mezglam ir jāveic kontrolēts nokrišņu{0}}cietēšanas cikls:

Šķīduma atkausēšana (ja nepieciešams): 1800 ° F (982 ° C) 1 stundu uz collu, ātri atdzesē

Pirmais vecums: 1325°F (718°C) 8 stundas, krāsni atdzesē līdz 1150°F (621°C) maksimāli 200°F (93°C) stundā.

Otrais vecums: turiet 621°C (1150°F) temperatūrā 8 stundas, atdzesējiet ar gaisu

Rampas ātrums ir kritisks,{0}}ātrā uzsilšana vai dzesēšana izraisa plaisāšanu

Incoloy 926 caurulei (izcila metināmība):

Pildījuma metāla izvēle:IzmantotERNiCrMo-3(Inconel 625) kā standarta pildviela. Mazāk kritiskiem pakalpojumiem,ERNiCrMo-10vaiER385var izmantot (atbilst 6% Mo sastāvam). Pildvielai jāatbilst parastā metāla molibdēna saturam vai lielākam par to (6–7%), lai saglabātu pretestību punktošanai.

Siltuma padeves kontrole:Maksimālā caurlaides temperatūra: 250°F (121°C). Siltuma padeve ierobežota līdz 20–40 kJ/collā (8–16 kJ/cm). Lielāka siltuma padeve var izraisīt ar molibdēnu{8}}bagātas fāzes nogulsnēšanos (sigmas fāzi), kas samazina izturību pret koroziju.

Pirms-metinājuma tīrīšana:Notīriet metināšanas zonas ar acetonu vai speciālu nerūsējošā tērauda suku. Izmantojiet slīpripas, kas paredzētas nerūsējošā tērauda/niķeļa sakausējumiem. Noņemiet visu oglekļa tērauda piesārņojumu, lai novērstu rūsas traipu veidošanos.

Pēc-metinājuma termiskā apstrāde (parasti nav nepieciešama):Lielākajai daļai lietojumu Incoloy 926 tiek izmantots kā-metināts. Tomēr, lai nodrošinātu maksimālu izturību pret koroziju smagās vidēs (piemēram, siltā jūras ūdenī ar stagnējošiem apstākļiem), šķīduma atkvēlināšana 1950–2050 °F (1066–1121 °C) temperatūrā, kam seko ātra ūdens dzesēšana, atjauno pilnīgu pretestību pret punktveida veidošanos. Tas tiek reti veikts caurulēm kropļojumu riska dēļ.

Kritiski brīdinājumi:

Incoloy 907:Neveiciet metināšanu bez kvalificētas procedūras. Nemetiniet novecojušā stāvoklī. Neizlaidiet pēc-metināšanas novecošanas apstrādi-, savienojuma stiprība būs tikai 40–50 ksi (276–345 MPa). Neizmantojiet standarta niķeļa pildvielas metālus.

Incoloy 926:Neizmantojiet nerūsējošā tērauda pildvielas (308L, 309L, 316L)-tie rada galvaniskās korozijas šūnas un nesatur molibdēnu. Nepārkarsējiet{5}}pārmērīga siltuma padeve izraisa sigmas fāzi, samazinot pretestību punktos par 50% vai vairāk. Neizmantojiet piesārņotus slīpripas,{8}}iegultās oglekļa tērauda daļiņas var izraisīt rūsas veidošanos.

Kvalifikācijas prasības:Incoloy 907 metināšanas procedūras kvalifikācijā jāiekļauj destruktīva pārbaude ar šķērsgriezuma mikroskopiju, lai pārliecinātos, ka nav deformācijas-vecuma plaisāšanas. Daudzas aviācijas un kosmosa specifikācijas pieprasa 100% visu metināto šuvju radiogrāfisko pārbaudi un fluorescējošās caurlaidības pārbaudi. Incoloy 926 jūras ūdens servisam kvalifikācijā jāiekļauj punktveida korozijas pārbaude atbilstoši ASTM G48 (dzelzs hlorīds), lai pārbaudītu, vai metinātās un karstuma{8}}ietekmētās zonas saglabā PREN-līdzvērtīgu veiktspēju.