Kādi ir konkrēti pielietojumi, kur Incoloy 800H apaļa bezšuvju caurule

1. J: Kādas ir galvenās atšķirības ķīmiskajā sastāvā, termiskajā apstrādē un šļūdes stiprībā starp Incoloy 800, 800H un 800HT apaļajām bezšuvju caurulēm?

A:
Visu trīs šķirņu pamatā ir viena un tā pati niķeļa-dzelzs-hroma sistēma (Ni 30–35%, Cr 19–23%, Fe līdzsvars), taču kontrolētas atšķirības oglekļa saturā, graudu izmērā un nokrišņu -cietēšanas elementos rada atšķirīgus veiktspējas līmeņus augstas{7}}temperatūras apkalpošanai.

Incoloy 800 (UNS N08800):

Oglekļa saturs: mazāks vai vienāds ar 0,10% (bez zemākas robežas)

Graudu izmērs: nav īpašu prasību (parasti smalks{0}}graudains)

Alumīnijs + titāns: 0,15–0,60%

Stiprināšanas mehānisms:Ciets{0}}šķīdums ar ierobežotu karbīda nokrišņu daudzumu

Tipiskā šļūdes izturība (100 000 stundu pārrāvums pie 700 grādiem):≈ 35 MPa

Maksimālā darba temperatūra:600 grādi (1112 grādi F) slodzes-izmantošanai

Incoloy 800H (UNS N08810):

Oglekļa saturs: 0,05–0,10% (stingri kontrolēts)

Graudu izmērs: minimālais ASTM Nr{0}} (rupji graudi)

Alumīnijs + titāns: 0,15–0,60%

Stiprināšanas mehānisms:Kontrolēts graudu izmērs + vienmērīgs M₂3C6 karbīda nokrišņu daudzums graudu robežās

Tipiskā šļūdes izturība (100 000 stundu pārrāvums pie 700 grādiem):≈ 55 MPa

Maksimālā darba temperatūra:900 grādi (1652 grādi F)

Incoloy 800HT (UNS N08811):

Oglekļa saturs: 0,06–0,10%

Graudu izmērs: minimālais ASTM Nr.{0}}

Alumīnijs + titāns: 0,85–1,20% (ievērojami augstāks)

Stiprināšanas mehānisms:Rupji graudaini + M23C6 karbīdi + smalki Ti(C,N) karbonitrīdi, kas iztur rupšanu

Tipiskā šļūdes izturība (100 000 stundu pārrāvums pie 700 grādiem):≈ 70 MPa

Maksimālā darba temperatūra:980 grādi (1796 grādi F)

Galvenā ražošanas atšķirība:
800 parasti tiek piegādāts šķīduma atkvēlinātā stāvoklī (1100–1200 grādi, ātra atdzesēšana) bez turpmākas termiskās apstrādes. 800H un 800 HT ir nepieciešama galīgā šķīduma atkvēlināšana pie 1150–1200 grādiem (2100–2190 °F), kam seko ātra dzesēšana, lai sasniegtu norādīto rupjo graudu struktūru. Šī augstas temperatūras atkvēlināšana izšķīdina karbīdus un nodrošina kontrolētu graudu augšanu, kas ir būtiska, lai nodrošinātu izturību pret šļūdei.

Atlases norādījumi:

Izmantot800ekspluatācijai zem 600 grādiem, kur šļūde nerada bažas.

Izmantot800Hekspluatācijai no 600 līdz 900 grādiem pie statiskām slodzēm.

Izmantot800HTvisprasīgākajiem augstas{0}temperatūras lietojumiem (etilēna plaisāšana, tvaika metāna riformings) vai vietās, kur ir spēcīga termiskā cikla maiņa.

---

2. J: Kāpēc Incoloy 800H / 800HT apaļa bezšuvju caurule ir vēlamais materiāls tvaika metāna riforminga (SMR) krāsns izplūdes spraugām un pārvades līnijām?

A:
Tvaika metāna reformēšana (SMR) ir primārais rūpnieciskais process ūdeņraža ražošanai. Izplūdes čaulas un pārvades līnijas 800–950 grādu (1472–1742 ° F) temperatūrā un 15–35 bāru spiedienā no izstarojošās sekcijas ved reformētu gāzi (H₂, CO, CO₂, H2O, atlikušo CH₄). Šie apstākļi rada unikālu šļūdes, termiskā noguruma un korozijas izaicinājumu kombināciju.

Kāpēc ir norādīts 800H / 800HT:

1. Šļūdes pārrāvuma izturība temperatūrā:
SMR izplūdes cauruļvadi piedzīvo pastāvīgu iekšējo spiedienu (stīpas spriegumu) temperatūrā, kurā lielākā daļa sakausējumu ātri deformējas. Kontrolētā oglekļa un rupjo graudu struktūra 800H/800HT nodrošina 100 000 stundu šļūdes pārrāvuma izturību aptuveni 40–50 MPa pie 900 grādiem. Tas ļauj dizaineriem izmantot saprātīgu sienu biezumu (parasti 4–8 mm 4–8 collu cauruļvadiem) ar drošu sprieguma līmeni.

2. Izturība pret termisko nogurumu:
SMR krāsnis bieži tiek iedarbinātas{0}}un izslēgtas (dažreiz reizi nedēļā apkopes vajadzībām). 800H/800HT rupjā-graudainā struktūra nodrošina labāku termisko noguruma izturību nekā smalkgraudainajai

3. Karburizācijas pretestība:
Reformētā gāze satur oglekļa monoksīdu un metānu, kas var karburēt daudzus sakausējumus, izraisot trauslumu un plaisāšanu. Incoloy 800H/800HT veido stabilu, lēni{3}}augošu Cr₂O₃ skalu, kas ir izturīgs pret oglekļa iekļūšanu. Kontrolētais silīcija saturs (parasti 0,3–0,7%) vēl vairāk uzlabo izturību pret karburizāciju, veidojot sub-mēroga SiO₂ slāni.

4. Oksidācijas izturība:
19–23% hroma saturs nodrošina lielisku izturību pret oksidēšanu augstā temperatūrā. Pat tvaika klātbūtnē (kas var paātrināt dažu sakausējumu oksidēšanos) 800H/800HT saglabā aizsargājošu skalu.

5. Izgatavojamība:
SMR bizēm ir nepieciešami sarežģīti līkumi un metinājumi.{0}}H/800HT caurules var būt auksti vai karsti liektas un metinātas, izmantojot standarta metodes (GTAW ar pildvielu ERNiCr-3). Termiskā apstrāde pēc metināšanas nav nepieciešama, vienkāršojot lauka izgatavošanu.

Izvairītie kļūmes režīmi:

800 (smalki{1}}graudaini)graudu robežas slīdēšanas dēļ ciestu no šļūdes plīsuma 2–3 gadu laikā.

310 nerūsējošais tērauds12–18 mēnešu laikā pārkarbosies un kļūs trausli.

Sakausējums 600darbotos līdzīgi, bet par ievērojami augstākām izmaksām.

Lauka pieredze:
Incoloy 800HT bezšuvju caurules ir standarta SMR bizēm ūdeņraža rūpnīcās visā pasaulē, un to tipiskais kalpošanas laiks ir 8–12 gadi. Nomaiņu parasti izraisa šļūdes kropļojumi (izspiedušies) vai termiskā noguruma plaisāšana pēc 80 000–100 000 stundām, nevis katastrofālas atteices.

---

3. J: Kādas ir ieteicamās metināšanas metodes un pildmetālus Incoloy 800H/800HT apaļo bezšuvju cauruļu savienošanai, un vai ir nepieciešama pēc-metināšanas termiskā apstrāde?

A:
Incoloy 800H un 800HT ir viegli metināmi, izmantojot parastos loka metināšanas procesus, taču pareiza pildvielas metāla izvēle un tehnika ir būtiska, lai uzturētu augstu -temperatūras izturību.

Metināšanas procesi:

GTAW (TIG)– Ieteicams plānās{0}}sienu caurulēm un sakņu ejām. Nodrošina vislabāko siltuma padeves un metināšanas baseina kontroli.

GMAW (MIG)– Piemērots pildījumam un aizbāžņiem uz biezākām sienām.

SMAW (nūja)– Pieņemams lauka metināšanai, kur nav pieejams GTAW aprīkojums.

Metāla pildījuma ieteikumi:

Metināšanai no 800H līdz 800H:Ieteicams lietot ERNiCr-3. Tas nodrošina metināto metālu ar aptuveni 70–80% niķeļa, 20% hroma un 2–3% niobija. Augstais niķeļa saturs saglabā elastību, savukārt niobijs novērš karsto plaisāšanu.

800H metināšanai ar dažādiem metāliem (piemēram, nerūsējošajam tēraudam 310 vai 347):
Izmantojiet ERNiCr-3 vai ERNiCrFe-6. Augsta niķeļa pildviela nodrošina atšķirīgu siltuma izplešanos starp sakausējumiem.

Metināšanas piesardzības pasākumi:

Nav nepieciešama priekšsildīšana– Iepriekšēja uzsildīšana nav nepieciešama, un tā var veicināt graudu sabiezēšanu karstuma{0}}ietekmētajā zonā (HAZ).

Interpass temperatūra– Uzturiet temperatūru zem 150 grādiem (300 grādiem F). Pārāk augsta starpplūsmas temperatūra var izraisīt sensibilizāciju vai nevēlamas karbīda nogulsnes.

Zema siltuma padeve– Izmantojiet 0,5–1,5 kJ/mm. Stringer krelles (bez aušanas) un vairākas plānas ietnes rada vislabāko mikrostruktūru.

Atpakaļ-attīrīšana– Cauruļu metināšanai veiciet atpakaļ-attīrīšanu ar argonu, lai novērstu sakņu caurlaides oksidēšanu. Oksidētām sakņu pērlītēm ir samazināta šļūdes izturība.

Aizsarggāze– 100% argons priekš GTAW. GMAW izmantojiet argona-hēlija maisījumus (75% Ar + 25% He), lai uzlabotu iespiešanos.

Pēc-metināšanas termiskā apstrāde (PWHT):
Parasti NAV nepieciešams800H/800HT lampām augstas-temperatūras apkalpošanai. As-metinātā struktūra saglabā pietiekamu šļūdes izturību lielākajai daļai lietojumu.

Tomēr PWHT (šķīduma atkausēšana pie 1150–1200 grādiem, kam seko ātra dzesēšana) var norādīt:

Spēcīgi auksti{0}}apstrādāta caurule, kas pēc tam tiek metināta (atjauno elastību)

Sastāvdaļas, kurām nepieciešama maksimāla šļūdes izturība metināšanas zonā

Ekspluatācijas apstākļi ar spēcīgu termisko ciklu (PWHT homogenizē metinājuma mikrostruktūru)

Svarīga piezīme:Ja tiek veikta PWHT, viss caurules komplekts ir vienmērīgi jāapstrādā{0}}. Lokalizēta PWHT (piem., metināšanas šuves degļa sildīšana) ir neefektīva un var izraisīt lokālu graudu augšanu vai deformāciju.

NACE prasība:800H/800HT parasti neizmanto skābā mitrā režīmā. Augstas-temperatūras ūdeņraža pakalpojumam (piemēram, riformera izvadam) NACE ierobežojumi neattiecas.

---

4. J: Kādi ir īpašie lietojumi, kuros Incoloy 800H apaļajai bezšuvju caurulei ir noteikta virs standarta 800, un kur ir nepieciešama 800HT, nevis 800H?

A:
Izvēle starp 800, 800H un 800HT ir atkarīga no darba temperatūras, stresa līmeņa un paredzamā kalpošanas laika.

Pieteikumi, kas pieprasa Incoloy 800H virs 800:

Pieteikumi, kas pieprasa Incoloy 800HT virs 800H:

Salīdzinošs kalpošanas laiks (etilēna krekinga krāsns TLE pie 950 grādiem, 5 MPa):

Izmaksu{0}}ieguvumu analīze:
800HT bezšuvju caurule parasti maksā par 10–20% vairāk nekā 800H, taču pagarinātais kalpošanas laiks (bieži vien dubultā) padara to izmaksu -efektīvu kritisku,{5}}grūti{6}}nomaināmu komponentu gadījumā. Viegli pieejamiem cauruļvadiem mērenā temperatūrā (600–750 grādi) 800H joprojām ir standarta izvēle.

Atlases noteikums:

T < 600 grādi, nav jāraizējas → 800

600 grādi < T < 850 grādi , nepārtraukta apkalpošana → 800H

T > 850 grādi vai termiskais cikls, vai > 5 MPa spriegums →800HT

T > 950 grādi →800HT ir minimums; ekstrēmos apstākļos apsveriet lietus sakausējumus vai ugunsizturīgus metālus

---

5. J: Kādas ir kritiskās termiskās apstrādes prasības Incoloy 800H un 800HT apaļajām bezšuvju caurulēm, un kā tās ietekmē mikrostruktūru un īpašības?

A:
Atšķirībā no daudziem nokrišņu{0}}cietēšanas sakausējumiem, Incoloy 800H un 800HT nodrošina savu šļūdes izturību, kontrolējot graudu izmēru un karbīda sadalījumu, nevis novecojot. Tomēr pareiza šķīduma atkausēšana ir ļoti svarīga.

Šķīduma atkausēšana – kritiskā termiskā apstrāde:

Incoloy 800H:

Temperatūra:1150–1200 grādi (2100–2190 grādi F)

Laiks:15-60 minūtes (atkarībā no sienas biezuma)

Dzesēšana:Ātra (ūdens dzēšana vai piespiedu gaiss)

Iegūtais graudu izmērs:Minimālais ASTM Nr. 5 (rupjš)

Incoloy 800HT:

Temperatūra:1150–1200 grādi (2100–2190 grādi F)

Laiks:15-60 minūtes

Dzesēšana:Ātra (parasti nepieciešama ūdens dzēšana)

Iegūtais graudu izmērs:Minimālais ASTM Nr.{0}} ar vienmērīgiem Ti(C,N) karbonitrīdiem

Kāpēc šī īpašā termiskā apstrāde ir būtiska:

Graudu izmēra kontrole– Augstas -temperatūras atkvēlināšana izšķīdina visus karbīdus un ļauj graudiem izaugt līdz norādītajam rupjajam izmēram (ASTM Nr. . 5 atbilst aptuveni 64–128 µm vidējam diametram). Rupjie graudi samazina graudu robežas laukumu, kas samazina graudu robežas slīdēšanu - primārais šļūdes mehānisms augstās temperatūrās.

Karbīda šķīdināšana un atkārtota nogulsnēšana– Šķīduma atkausēšanas laikā visi M₂3C6 karbīdi izšķīst. Atdzesējot, smalkie karbīdi vienmērīgi nogulsnējas gar graudu robežām. Šie karbīdi nostiprina tapas izmežģījumus un novērš graudu robežas pārvietošanos ekspluatācijas laikā.

Karbonitrīda veidošanās (tikai 800HT)– Augstāks titāna un alumīnija saturs 800HT dzesēšanas laikā veido stabilus Ti(C,N) karbonitrīdus. Šīs daļiņas ir daudz izturīgākas pret raupināšanu nekā hroma karbīdi, nodrošinot ilgstošu-šļūdes izturību pat pēc 50 000–100 000 stundu darbības.

Nepareizas termiskās apstrādes sekas:

Vai ir iespējama termiskā apstrāde pēc-pakalpojuma?
Pēc ilgstošas ​​-kalpošanas (piem., 50 000 stundu 850 grādu leņķī) karbīda struktūra kļūst rupja un samazinās šļūdes izturība. Teorētiski ir iespējams atjaunot īpašības, izmantojot atkārtotu atkvēlināšanu-ar šķīdumu, taču tas reti ir praktiski piemērots uzstādītai caurulei, jo:

Izmēra un ģeometrijas ierobežojumi (krāsns jauda)

Oksidācijas katlakmens noņemšanas prasības

Izkropļojuma risks atkārtotas sildīšanas laikā

Izmaksas (bieži vien pārsniedz nomaiņas izmaksas)

Praktiski norādījumi:

Vienmēr iegādājieties 800H/800HT cauruli no kvalificētām dzirnavāmkas apliecina graudu izmēru un šķīduma atkausēšanas parametrus.

Neveiciet papildu termisko apstrādiuz gatavām caurulēm, ja vien ražotājs to nav īpaši apstiprinājis.

Ja nepieciešama lauka liekšana vai formēšana, veiciet darbību šķīdumā{0}}atlaidinātā stāvoklī (mīksts). Auksts darbs, kam seko stresa mazināšana 900–950 grādu leņķī, nav līdzvērtīgs pilnai šķīduma atkausēšanai un neatjaunos šļūdes izturību.

Pārbaudes pārbaude:
Kritiskiem lietojumiem (etilēna plaisāšana, SMR) dzirnavu testa sertifikātā pārbaudiet:

Graudu izmērs (minimālais ASTM Nr.{0}}, mērīts atbilstoši ASTM E112)

Oglekļa saturs (0,05–0,10% 800H; 0,06–0,10% 800HT)

Alumīnijs + titāns (0,15–0,60% 800H; 0,85–1,20% 800HT)

Mehāniskās īpašības istabas temperatūrā un paaugstinātā temperatūrā (ja norādīts)

Beigu piezīme:800H un 800HT nav rūdāmi{2}}vecumā. Mēģinājums veikt zemas-temperatūras novecošanas apstrādi (piem., 600–700 grādi) nepalielinās izturību un faktiski var samazināt elastību, priekšlaicīgi rupjot karbīdus. Vienīgā termiskā apstrāde, kam ir nozīme, ir sākotnējā šķīduma atkausēšana.