1. jautājums. Kādas īpašības padara Inconel Alloy UNS N06690 par vēlamo materiālu kodināšanas iekārtām, jo īpaši attiecībā uz slāpekļskābes/fluorūdeņražskābes (HNO₃/HF) maisījumiem?
A:Incoloy Alloy UNS N06690 (pazīstams kā Inconel 690) ir ārkārtīgi augsts hroma saturs (27,0–31,0%), kas ir ievērojami augstāks nekā standarta niķeļa sakausējumos, piemēram, Inconel 600 (kas satur ~ 15% Cr). Šis augstais hroma līmenis ir noteicošais faktors, kas sakausējumam nodrošina izcilu izturību pret ļoti oksidējošiem skābes šķīdumiem, īpaši slāpekļskābes un fluorūdeņražskābes maisījumu, ko izmanto rūpnieciskajās kodināšanas līnijās.
Kāpēc HNO₃/HF maisījums ir agresīvs:Kodināšanas skābes tiek izmantotas, lai no nerūsējošā tērauda virsmām noņemtu oksīda nogulsnes (piemēram, rūsu vai karstuma nokrāsu). Slāpekļskābe darbojas kā oksidētājs, savukārt fluorūdeņražskābe agresīvi uzbrūk metāla substrātam. Lai gan standarta nerūsējošais tērauds ātri izšķīst šajā maisījumā, Inconel 690 tam pretojas, jo hroms veido stabilu, pasīvu oksīda plēvi, kas paliek neskarta, neskatoties uz fluora jonu klātbūtni.
Kontrasts ar citiem sakausējumiem:
304/316 nerūsējošais tērauds:Strauji uzbruka, jo HF nojauc pasīvo slāni.
Inconel 600 (zems Cr):Cieš no starpgranulu uzbrukumiem šādā vidē.
Inconel 690 (augsts Cr):Īpaši izstrādāts, lai izturētu šīs jauktās skābes, padarot to par standarta materiālu spirāļu, tvertņu un grozu sildīšanai nerūsējošā tērauda kodināšanas iekārtās.
2. jautājums. Kā kodināšanas virsmas apdare ietekmē Inconel 690 plākšņu veiktspēju kodoltvaika ģeneratoru lietojumos?
A:Kodolenerģijas lietojumos (īpaši spiediena ūdens reaktoros) Inconel 690 ir galvenais materiāls tvaika ģeneratora caurulēm un plāksnēm. Lai gan kodināšana ir ķīmisks atkaļķošanas process, kodol-plāksnes kontekstā marinēta vai "spilgta" virsmas apdare ir ļoti svarīga, lai nodrošinātu izturību pret koroziju.
Kodināšanas loma kodolenerģijas dienestā:
Siltuma nokrāsas noņemšana:Inconel 690 plākšņu karstās velmēšanas vai termiskās apstrādes laikā uz virsmas veidojas hroma{1}}noplicināta oksīda nogulsnes. Ja šī skala tiek atstāta vietā, tā izveido vietni lokalizētai korozijai.
Chromium atjaunošana:Kodināšanas procesā šīs nogulsnes tiek ķīmiski noņemtas, atklājot svaigu, viendabīgu, hromu{0}}bagātu virsmu. Tas palielina sakausējuma izturību pretSprieguma korozijas plaisāšana (SCC).
Tīrība:Kodolreaktoriem ir nepieciešama absolūta tīrība. Kodināšana novērš dzelzs piesārņojumu (brīvo dzelzi), kas var izraisīt galvanisku koroziju vai aktivitātes pārnešanu reaktora aktīvās zonas zonā.
Veiktspējas rezultāts:Pareizi kodināta Inconel 690 plāksne nodrošina, ka materiāls atbilst stingrajiem ASME III sadaļas un RCC-M (Francijas kodolkodola) korozijas kritērijiem, nodrošinot izturību pret augstas-temperatūras, augstas-tīrības ūdens vidi, kas citādi plaisātu citus sakausējumus.
Q3: Kādas ir galvenās ASTM specifikācijas, kas regulē Inconel 690 (UNS N06690) plāksni, un kādām mehāniskajām īpašībām tām jāatbilst?
A:Inconel 690 plāksne parasti tiek piegādāta zemASTM B168 / ASME SB-168, kas aptver "Niķeļa-hroma-dzelzs sakausējumu (UNS N06690) plāksni, loksni un sloksni". Attiecībā uz kalumiem, kas iegūti no plātnes, attiecas arī ASTM B564.
Ķīmiskais sastāvs (atbilst UNS N06690):
Lai nodrošinātu veiktspēju kodināšanas skābēs un augstas temperatūras{0}}ūdenī, ķīmija tiek stingri kontrolēta:
Niķelis (Ni):58,0% min (bilance)
Hroms (Cr):27,0% – 31,0% (kritisks oksidācijas izturībai)
Dzelzs (Fe): 7.0% – 11.0%
Ogleklis (C):0,05% max (zems oglekļa daudzums novērš sensibilizāciju)
Sērs (S):0,015% maks
Nepieciešamās mehāniskās īpašības (plāksnītes forma):
Lai materiāls būtu sertificēts atbilstoši ASTM B168, tam istabas temperatūrā jāsasniedz šādi minimumi:
Stiepes izturība:vismaz 580 MPa (84 ksi).
Ienesīguma stiprums (0,2% nobīde):vismaz 240 MPa (35 ksi).
Pagarinājums:30% minimums (nodrošina elastību formēšanai).
4. jautājums. Papildus kodināšanai, kādus citus ekstrēmus apstākļus Inconel 690 plāksne var izturēt, jo īpaši attiecībā uz augstas{2}temperatūras sulfidēšanu?
A:Lai gan Inconel 690 ir slavens ar izturību pret kodināšanu, augstais hroma saturs padara to arī ļoti izturīgu pretaugstas{0}}temperatūras sulfidācijaun oksidēšanās, kas iznīcina dzelzs{0}}sakausējumus naftas ķīmijas un atkritumu apstrādes rūpnīcās.
Izturība pret sulfidēšanu (korozija augstā karstumā):
Karsējot sakausējumus sēra klātbūtnē (piemēram, ogļu gazifikācijā vai sadedzināšanas iekārtās), tie bieži veido sulfīdus ar zemu -kušanas punktu-, kas izraisa ātru katastrofālu atteici. Inconel 690 tam pretojas, jo hroms galvenokārt reaģē ar sēru, veidojot hroma sulfīdu, kas ir stabilāks un aizsargājošāks nekā dzelzs vai niķeļa sulfīds.
Īpaši augstas temperatūras{0}}pielietojumi:
Ogļu gazifikācijas vienības:Darbs ar neapstrādātu sintēzes gāzi, kas satur H₂S 500 grādu temperatūrā +.
Stikla vitrifikācija:Iekārtas, ko izmanto radioaktīvo atkritumu imobilizācijai (darbojas līdz 1150 grādiem).
Naftas ķīmijas krāsnis:Degļi un cauruļvadi, kas pārkrauj mazutu (ar augstu sēra saturu).
Oksidācijas robežas:
Sēru nesaturošā oksidējošā atmosfērā Inconel 690 var lietot nepārtraukti temperatūrā līdz1150 grādi (2100 grādi F), ievērojami pārspējot 310 Stainless Steel, kas šajās temperatūrās strauji zvīņojas.
Q5: Kāda ir atšķirība starp Inconel 690 un Inconel 625, un kāpēc izvēlēties 690 tieši kodināšanas plāksnēm?
A:Lai gan abi ir augstas veiktspējas{0}}niķeļa sakausējumi, Inconel 625 (UNS N06625) ir stiprināts ar molibdēnu un niobiju, savukārt Inconel 690 ir vienkāršāks hroma{4}}dzelzs sakausējums, kas optimizēts noteiktai ķīmiskai izturībai.
Salīdzinošā analīze:
| Funkcija | Inconel 690 (UNS N06690) | Inconel 625 (UNS N06625) |
|---|---|---|
| Primārā stiprināšana | Ciets šķīdums (Ni-Cr-Fe) | Ciets šķīdums + niobijs/molibdēns |
| Chromium saturs | ~30%(Ļoti augsts) | ~21% (vidēji) |
| Molibdēns | Nav | ~9% (izcila pretestība punktos) |
| Izturība pret HNO₃/HF | Lieliski (superior) | Mērens |
| Izturība pret hlorīda iedobumiem | Mērens | Lieliski |
| Tipiskās izmaksas | Nolaist | Augstāks |
Kāpēc kodināšanai izvēlēties 690?
Augstais hroma saturs (~30%) ir īpaši pielāgots, lai izturētu kodināšanā izmantoto slāpekļa-ūdeņražskābes maisījumu oksidēšanas-reducēšanas dinamiku. Lai gan Inconel 625 ir stiprāks un izturīgāks pret jūras ūdeni, tam trūkst specifiskās virsmas pasivācijas ķīmijas, kas nepieciešama, lai izdzīvotu nerūsējošā tērauda kodināšanas vannās bez korozijas. Un otrādi, ļoti skābā vidē, kas satur spēcīgus reducētājus (piemēram, mitru fosforskābi), priekšroka tiek dota 625.
Secinājums:Kodināšanas plāksnēm un tvertnēm, kurās tiek apstrādātas karstas skābes,Inconel 690ir nozares standarts. Jūras videi vai augstas -izturības konstrukcijas komponentiem,Inconel 625ir labākā izvēle.
