Kāpēc Incoloy 27-7MO bezšuvju caurule ir ieteicama ekstrēmā jūras ūdens un augsta hlorīda vidē?

1. J: Kādas ir galvenās sastāva un īpašību atšķirības starp Incoloy 27-7MO un A-286 sakausējuma caurulēm?

A:Incoloy 27-7MO un A-286 ir augstas veiktspējas sakausējumi-, taču tie kalpo fundamentāli dažādiem lietojumiem,- viens ir super-austenīta nerūsējošais tērauds ūdens korozijai, bet otrs ir nokrišņu-cietināšanas dzelzs bāze, kas nodrošina augstu temperatūru.

Incoloy 27-7MO (UNS S31277)ir super-austenīta nerūsējošais tērauds, kas paredzēts ārkārtējai ūdens korozijas izturībai, īpaši jūras ūdens un agresīvā hlorīda vidē. Tās nominālais sastāvs ir 27–29% niķeļa, 20–22% hroma, 6,0–7,0% molibdēna, 1,5–2,5% vara, 0,25–0,35% slāpekļa un līdzsvara dzelzs. Apzīmējums "27-7" attiecas uz aptuveni 27% niķeļa un 7% molibdēna. Šim sakausējumam ir ļoti augsts molibdēna (6–7%) un slāpekļa saturs (0,25–0,35%), kas nodrošina izcili augstu pretestības pret punktēšanu ekvivalentu skaitu (PREN) — 50–55{34}}, kas ir viens no augstākajiem no jebkura komerciāli pieejamā austenīta nerūsējošā tērauda. Augstais niķeļa saturs (27–29%) nodrošina izcilu hlorīda sprieguma korozijas izturību pret plaisāšanu. Incoloy 27-7MO ir cietā šķīdumā stiprināts ar tipisku tecēšanas robežu 50–65 ksi (345–448 MPa) istabas temperatūrā, kas ir augstāka par standarta austenītu slāpekļa stiprināšanas dēļ. Tas NAV paredzēts izmantošanai augstā temperatūrā virs aptuveni 600 grādiem F (316 grādiem).

A-286 (UNS S66286)ir dzelzs{0}}supersakausējums, ko stiprina nokrišņu cietināšana. Tā nominālais sastāvs ir 24–27% niķeļa, 13,5–16,0% hroma, 1,0–1,5% molibdēna, 1,9–2,35% titāna, 0,1–0,5% alumīnija, 0,003–0,01% bora, 0,1–0,5% dzelzs. vanādijs. Ņemiet vērā, ka ir titāns, alumīnijs un bors,{17}}šie elementi nodrošina nokrišņu sacietēšanu, veidojot gamma{18}}primārās (Ni₃(Al,Ti)) daļiņas. A-286 nav nerūsējošais tērauds; tas ir supersakausējums, kas paredzēts augstas temperatūras izturībai un oksidācijas izturībai līdz aptuveni 1300 grādiem F (704 grādiem). Tipiskā tecēšanas robeža pēc termiskās apstrādes ir 90–110 ksi (621–758 MPa) istabas temperatūrā, nokrītot līdz 70–80 ksi 1200 °F (649 grādi) temperatūrā. Sakausējums satur arī ievērojami mazāk hroma (13,5–16%) nekā Incoloy 27-7MO, padarot to mazāk izturīgu pret ūdens koroziju.

Metalurģijas sekas:Incoloy 27-7MO ir paredzētsmitra, zema{0}}līdz-mērena temperatūra (līdz 600 grādi F/316 grādi) ūdens korozijas servissjūras ūdenī, ķīmiskajā apstrādē un dūmgāzu atsērošanā. Tam nav būtiskas augstas temperatūras izturības vai oksidācijas izturības. A-286 ir paredzētsaugstas{0}}temperatūras pakalpojums (līdz 1300 °F/704 grādiem) ar augstām izturības prasībāmkosmosa, gāzes turbīnu un automobiļu lietojumos. Tam ir tikai mērena ūdens korozijas izturība, un jūras ūdenī tas varētu iedurt un korodēt.

Izvēle starp tiem:Ja pieteikums ietverjūras ūdens, sālījums vai skābie hlorīdi mērenā temperatūrā ar mērenām stiprības prasībām, izvēlieties Incoloy 27-7MO. Ja pieteikums ietveraugsta temperatūra (1000–1300 grādi F / 538–704 grādi), kam nepieciešama augsta izturība un oksidācijas izturība, izvēlieties A-286. Viņu pakalpojumu aploksnēs ir minimāla pārklāšanās.

---

2. J: Kādi nozares standarti un specifikācijas regulē Incoloy 27-7MO un A-286 sakausējuma bezšuvju caurules?

A:Šos divus sakausējumus regulē pilnīgi atšķirīgas specifikācijas-kuģu/ķīmisko vielu 27-7MO un aviācijas/gāzes turbīnu A-286.

Bezšuvju caurulei Incoloy 27-7MO:

ASTM B677 / ASME SB677– Standarta specifikācija bezšuvju niķeļa-dzelzs-hroma-molibdēna-vara-slāpekļa sakausējuma caurulēm. Šī ir galvenā specifikācija UNS S31277 un līdzīgām super{7}}austenīta kategorijām.

ASTM B829– Vispārīgās prasības niķeļa sakausējuma bezšuvju caurulēm (papildinājums B677).

NORSOK M-630– Norvēģijas naftas un gāzes standarts, kas ietver 27-7MO jūras ūdens un sālsūdens pakalpojumam.

ASME katlu un spiedtvertņu koda II sadaļa, D daļa– Nodrošina pieļaujamās sprieguma vērtības S31277 temperatūrā līdz aptuveni 600 grādiem F (316 grādiem).

A-286 bezšuvju caurulei:

ASTM A453 / ASME SA453– Standarta specifikācija augstas{0}}temperatūras skrūvējamam materiālam, taču bieži tiek attiecināta uz caurulēm un caurulēm ar papildu prasībām. A, B vai C klase (atkarībā no termiskās apstrādes) attiecas uz A-286.

AMS 5731– Aviācijas un kosmosa materiālu specifikācija bezšuvju caurulēm A-286, apstrādāta ar šķīdumu un rūdīta pret nokrišņiem. Šī ir visizplatītākā A-286 caurules/caurules specifikācija kosmosa lietojumos.

AMS 5732– Līdzīgi kā 5731, bet ar zemāku cietību un uzlabotu apstrādājamību.

ASTM B983(dažreiz atsauce) — nogulsnēšanas-cietēšanas niķeļa-dzelzs-hroma sakausējuma caurule, lai gan A-286 tiek piegādāta retāk kā caurule, nevis kā stieņa vai kalšana.

ASME katlu un spiedtvertņu koda II sadaļa, D daļa– Nodrošina pieļaujamās sprieguma vērtības A-286 (UNS S66286) temperatūrā līdz 1300 °F (704 grādiem).

Iepirkuma apsvērumi:Incoloy 27-7MO bezšuvju caurule ir speciāla klase ar ierobežotiem frēzēšanas avotiem; paredzamais izpildes laiks ir 12–18 nedēļas. Bezšuvju caurule A-286 ir arī īpašs produkts, kas parasti tiek ražots pēc pasūtījuma un izpildes laiks ir 12–20 nedēļas. Attiecībā uz A-286 pircējiem ir jānorāda vēlamais termiskās apstrādes stāvoklis (šķīdums apstrādāts un novecots), un kritiskiem lietojumiem ir nepieciešama paaugstinātas temperatūras stiepes pārbaude atbilstoši AMS specifikācijām.

---

3. J. Kāpēc Incoloy 27-7MO bezšuvju caurule ir ieteicama ekstrēmā jūras ūdens un augsta hlorīda vidē?

A:Incoloy 27-7MO bezšuvju caurule ir augstākais austenīta nerūsējošā tērauda izturības pret punktveida un plaisu korozijas līmeni, padarot to par izvēlētu materiālu visprasīgākajiem jūras ūdens un sālsūdens pakalpojumu lietojumiem. Trīs specifiskas īpašības izskaidro tā pārākumu.

Pirmkārt, ārkārtīgi augsts pretestības pretestības ekvivalents skaitlis (PREN).PREN tiek aprēķināts kā %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. Incoloy 27-7MO:

Hroms: 20–22%

Molibdēns: 6,0–7,0%

Slāpeklis: 0,25–0,35%

Tādējādi PREN ir aptuveni 50–55. Salīdzinājumam:

316L nerūsējošais tērauds: PREN ~24-26

Duplex 2205: PREN ∼35–38

Incoloy 825: PREN ~30-33

Incoloy 926 (6% Mo): PREN ~40-45

PREN virs 40 tiek uzskatīts par lielisku jūras ūdens pakalpojumu. PREN virs 50 ir ārkārtējs. Incoloy 27-7MO ir izturīgs pret punktveida un plaisu koroziju jūras ūdenī temperatūrā līdz aptuveni 180–200 °F (82–93 grādi)-, kas krietni pārsniedz parasto jūras ūdens temperatūru. Tas padara to piemērotu jūras ūdens dzesēšanas sistēmām tropiskā klimatā, kā arī sālsūdens koncentratoriem un augstas temperatūras iesāļa ūdens lietojumiem, kur citi 6% Mo sakausējumi joprojām var saskarties ar lokālu uzbrukumu.

Otrkārt, izcila izturība pret hlorīda stresa korozijas plaisāšanu (SCC).Ar 27–29% niķeļa Incoloy 27-7MO niķeļa saturs ir ievērojami lielāks nekā standarta superaustenīta šķirnēm (Incoloy 926 ir 24–26% Ni). Lielāks niķeļa saturs nodrošina lielāku drošības rezervi pret hlorīda SCC. Sakausējums ir izturīgs pret SCC visās temperatūrās, kas sastopamas ūdens vidē, tostarp koncentrētos sālījumos, tvaika kondensātā ar hlorīda pārnesi un jūras atmosfēras apstākļos ar sāls izsmidzināšanu.

Treškārt, lielāka izturība nekā standarta 6% Mo sakausējumiem.Paaugstinātais slāpekļa saturs (0,25–0,35%) nodrošina cieta šķīduma stiprināšanu, nodrošinot Incoloy 27-7MO tipisku tecēšanas robežu par 50–65 ksi (345–448 MPa) — aptuveni par 30–40% augstāku nekā standarta 6% Mo sakausējumiem (kas parasti dod ksi 35–45). Šī lielāka izturība ļauj izmantot plānākas sienas cauruļu sekcijas, dažos gadījumos samazinot svaru un izmaksas.

Salīdzinošā veiktspēja:Jūras ūdens reversās osmozes (SWRO) atsāļošanas iekārtā augstspiediena{0}}sālījuma plūsma 160 °F (71 grāds) ar 70 000 ppm hlorīdu:

Duplex 2205 piedzīvo spraugas koroziju 6–12 mēnešu laikā

Incoloy 926 (6% Mo) var izturēt 2–3 gadus, bet starplikās sākas bedrītes

Incoloy 27-7MO nodrošina 10+ gadu servisu bez nosakāmām bedrēm

Tipiski pielietojumi:Jūras ūdens reversās osmozes (SWRO) augstspiediena cauruļvadi, sālījuma koncentratori, jūras platformas ugunsdzēsības sistēmas (tropu vietās), jūras ūdens dzesēšanas sistēmas spēkstacijās (vienreiz -caur un recirkulācijas), ķīmisko tankkuģu kravas līnijas, kas apstrādā agresīvus sālījumus, un farmaceitisko reaktoru sistēmas, kurām nepieciešama maksimāla hlorīda izturība.

---

4. J: Kāpēc A-286 sakausējuma caurule tiek izmantota kosmosa un gāzturbīnu lietojumos, neskatoties uz to, ka tajā ir mērens hroma saturs?

A:A-286 sakausējuma caurule kopš 1950. gadiem ir bijusi darba materiāls kosmosa, gāzes turbīnu un automobiļu turbokompresoru lietojumos, pateicoties tās unikālajai kombinācijai.augsta{0}}temperatūras izturība, izgatavojamība un izmaksu-efektivitāte. Trīs specifiskas īpašības izskaidro tā ilgstošo popularitāti.

Pirmkārt, nokrišņu{0}}izturība līdz 1300 °F (704 grādiem).Izmantojot kontrolētu divu{0}}pakāpju termisko apstrādi (šķīduma atkvēlināšana 1800 °F/982 grādos, kam seko novecošana 1325 °F/718 grādos un 1150 °F/621 grādos), A-286 attīsta smalku gamma-286 (Alpitiates) (Alpitiates)i. Šīs nogulsnes ir saskaņotas ar austenīta matricu, nodrošinot būtisku stiprināšanu bez trausluma. Tipiskā tecēšanas robeža ir 90–110 ksi (621–758 MPa) istabas temperatūrā, un, kas ir svarīgi, sakausējums saglabā 70–80% no šīs stiprības pie 1200 °F (649 grādi). Šai kombinācijai ir nepārspējams standarta austenīta nerūsējošais tērauds (kas ātri mīkstina virs 1000 °F/538 grādiem), un tā labvēlīgi konkurē ar dārgākiem supersakausējumiem uz niķeļa bāzes, piemēram, Inconel 718 temperatūrā, kas zemāka par 1300 °F.

Otrkārt, laba oksidācijas pretestība tā hroma līmenim.Ar tikai 13,5–16% hroma A-286 netiktu izvēlēts ārkārtējas oksidācijas pakalpojumam. Tomēr temperatūrai līdz 1300 grādiem F (704 grādiem) šis hroma līmenis ir pietiekams, lai izveidotu aizsargājošu hroma oksīda skalu. Sakausējums gūst labumu arī no nelielām alumīnija piedevām (0,1–0,5%), kas vēl vairāk uzlabo oksidācijas izturību. Gāzturbīnas kompresora izplūdes cauruļvados (parasti 800–1200 grādi F / 427–649 grādi) A-286 nodrošina izcilu kalpošanas laiku bez nepieciešamības pēc augstāka hroma satura (un dārgākiem) sakausējumiem.

Treškārt, lieliska izgatavojamība un metināmība.Atšķirībā no daudziem nogulsnēs{0}}cietinošiem supersakausējumiem, kuriem ir nosliece uz deformācijas-vecuma plaisāšanu, A-286 var metināt šķīdumā-atlaidinātā stāvoklī un pēc tam novecot. Sakausējuma zemākā rūdāmība salīdzinājumā ar niķeļa bāzes supersakausējumiem padara to pielaidīgāku metināšanas un formēšanas laikā. Tas ir padarījis to par iecienītu tādu izgatavotu komponentu kā izplūdes kolektori, turbokompresora korpusi un reaktīvo dzinēju kompresoru korpusi. Sakausējums tiek apstrādāts arī diezgan labi novecojušā stāvoklī, lai gan instrumentu nodilums ir lielāks nekā standarta nerūsējošajam tēraudam.

Salīdzinošā veiktspēja turbokompresora lietojumos:Dīzeļdzinēja turbokompresorā, kas darbojas 1250 ° F (677 ° F) temperatūrā ar ciklisku termisko slodzi:

304H nerūsējošais tērauds: nepietiekama izturība, šļūdes deformācija izraisa korpusa kropļojumus 1–2 gadu laikā

Inconel 718: izcila veiktspēja, bet augstas izmaksas (3–5 × A-286) un grūti izgatavot

A-286: nodrošina 5–8 gadu servisu par izmaksām, kas aptuveni 1,5–2 reizes pārsniedz 304H.

Tipiski pielietojumi:Reaktīvo dzinēju kompresoru korpusi un atgaisošanas kanāli, gāzes turbīnu kompresoru izplūdes caurules, dīzeļdzinēju turbokompresora korpusi un turbīnu riteņi, automobiļu izplūdes vārsti un kolektori (augstas{0}}veiktspējas lietojumos), aviācijas un kosmosa stiprinājumi un skrūves (ASTM A453 A klase) un tvaika turbīnu skrūves un tapas.

---

5. J: Kādas ir kritiskās metināšanas un termiskās apstrādes prasības Incoloy 27-7MO salīdzinājumā ar A-286 sakausējuma caurulēm?

A:Šo divu sakausējumu metināšanai ir nepieciešamas principiāli atšķirīgas pieejas-Incoloy 27-7MO ir ciets-šķīdums, kas ir nostiprināts ar labu metināmību (ar piesardzības pasākumiem, lai saglabātu pretestību pret ievainojumiem), savukārt A-286 ir nokrišņu cietināšana, un, lai sasniegtu pilnu izturību, nepieciešama pēcmetināšanas novecošana.

Incoloy 27-7MO caurulei (super-austenīta, ciets šķīdums):

Pildījuma metāla izvēle:IzmantotERNiCrMo-3(Inconel 625) vaiERNiCrMo-10(Inconel 622) kā standarta pildvielas. Pildvielai jāatbilst parastā metāla molibdēna saturam vai lielākam par to (6–7%), lai saglabātu pretestību punktošanai.ERNiCrMo-4(C-276) arī ir pieņemams. Nekad neizmantojiet nerūsējošā tērauda pildvielas (308L, 316L) — tās rada galvaniskās korozijas šūnu un tajā nav molibdēna.

Siltuma padeves kontrole:Maksimālā caurlaides temperatūra: 250 grādi F (121 grāds). Siltuma padeve ierobežota līdz 20–40 kJ/collā (8–16 kJ/cm). Lielāka siltuma padeve var izraisīt ar molibdēnu{8}}bagātas fāzes nokrišņus (sigma vai chi fāzes), kas samazina pretestību punktveida izsitumiem par 50% vai vairāk. Izmantojiet stringer krelles, nevis aušanu.

Pirms-metinājuma tīrīšana:Tīriet ar acetonu vai speciālu nerūsējošā tērauda suku. Izmantojiet niķeļa sakausējumiem paredzētus slīpripas. Noņemiet visu oglekļa tērauda piesārņojumu-iegultās dzelzs daļiņas sarūsēs un sāks bedrīšu veidošanos.

Pēc-metinājuma termiskā apstrāde (parasti nav nepieciešama):Lielākajai daļai lietojumu Incoloy 27-7MO tiek izmantots metinātā stāvoklī. Lai nodrošinātu maksimālu izturību pret koroziju smagās vidēs (piemēram, siltā jūras ūdenī ar stagnējošiem apstākļiem), šķīduma atkvēlināšana 1950–2050 °F (1066–1121 grāds) temperatūrā, kam seko ātra ūdens dzēšana, atjauno pilnīgu pretestību pret punktveida veidošanos. Tas tiek reti veikts caurulēm kropļojumu riska dēļ.

Caurulei A-286 (cietināšana ar nokrišņiem):

Pildījuma metāla izvēle:IzmantotA-286 atbilstošs pildviela(bieži tiek apzīmēts kā ERNiCrFe-? vai patentēts). Šī pildviela satur titānu un alumīniju, lai nodrošinātu nokrišņu sacietēšanu metinātajā šuvē. Nekad neizmantojiet standarta nerūsējošā tērauda pildvielas vai parastos niķeļa pildvielas, piemēram, ERNiCr-3 — tie nesasniegs nepieciešamo stiprību augstā temperatūrā.

Siltuma padeves kontrole:Maksimālā caurlaides temperatūra: 200 grādi F (93 grādi). Siltuma padeve ierobežota līdz 15–30 kJ/collā (6–12 kJ/cm). Zemāka siltuma padeve samazina siltuma -ietekmētās zonas platumu un samazina atlikušo spriegumu.

Pirms-metināšanas stāvoklis:Vienmēr metiniet šķīdumā-atlaidinātā (mīkstā) stāvoklī-nekad novecotā stāvoklī. Novecojuša materiāla metināšana izraisa deformācijas-vecuma plaisāšanu karstuma-ietekmētajā zonā.

Pēc-metinājuma termiskā apstrāde ir obligāta pilnas stiprības apkopei:

Šķīduma atkausēšana(ja nepieciešams pēc metināšanas): 1800 grādi F (982 grādi) 1 stundu uz collas biezumu, kam seko ātra dzesēšana (gaisa vai eļļas dzesēšana)

Novecošanās ārstēšana:Uzkarsē līdz 1325 °F (718 grādiem), turiet 16 stundas, atdzesējiet krāsni līdz 1150 °F (621 grāds) ar maksimālo temperatūru 200 °F (93 grādi) stundā, turiet 16 stundas, pēc tam atdzesējiet ar gaisu.

Bez pēc-metināšanas novecošanas metinātajam savienojumam ir tikai 40–50 ksi (276–345 MPa) tecēšanas robeža, -pilnīgi neatbilstoša kosmosa vai gāzturbīnu apkalpošanai, kam nepieciešams 90+ ksi.

Kritiski brīdinājumi:

Incoloy 27-7MO:Neizmantojiet nerūsējošā tērauda pildvielas,{0}}tiem trūkst molibdēna un tie veidos korozijai pakļautu{1}}metinājuma zonu. Nepārkarsējiet-sigmas fāzes veidošanās ir neatgriezeniska bez pilnīgas šķīduma atkausēšanas. Neizmantojiet piesārņotus slīpripas,{5}}iegultās oglekļa tērauda daļiņas izraisa bedrīšu veidošanos.

A-286:Nekad nemetiniet bez kvalificētas procedūras. Nekad nemetiniet novecojušā stāvoklī. Nekad neizlaidiet pēc-metināšanas novecošanas spiedienu-saturošiem vai augstas{4}}temperatūras komponentiem. Sakausējuma jutīgums pret deformācijas -vecuma plaisāšanu prasa rūpīgu termiskās apstrādes ātruma kontroli. Bora saturs (0,003–0,01%) uzlabo šļūdes izturību, bet palielina jutīgumu pret karsto plaisāšanu{10}}uzmanīgi kontrolējiet siltuma padevi.

Kvalifikācijas prasības:

Incoloy 27-7MO jūras ūdens pakalpojumu klāstā metināšanas procedūras kvalifikācijā ir jāietver punktveida korozijas pārbaude atbilstoši ASTM G48 (dzelzs hlorīds) paaugstinātā temperatūrā (parasti 104 grādi F/40 grādi), lai pārbaudītu, vai metinātās un karstuma ietekmētās zonas nodrošina PREN līdzvērtīgu veiktspēju.

A-286 aviācijas vai gāzturbīnu ekspluatācijā metināšanas procedūras kvalifikācijā ir jāietver paaugstinātas-temperatūras stiepes pārbaude (paredzētajā ekspluatācijas temperatūrā) un kritiskos gadījumos - šļūdes pārrāvuma pārbaude. AMS specifikācijas parasti prasa 100% visu metināto šuvju radiogrāfisku pārbaudi.