Inconel 601 vamzdis (UNS Nr. 06601): aukštos temperatūros oksidacijos darbinis arkliukas, paaiškintas

Inconel 601 vamzdis, UNS N06601 su W.Nr. 2.4851ir EN žymuo NiCr23Fe yra nikelio -chromo-geležies lydinys, kurio krosnies inžinieriai pasiekia, kai spinduliavimo vamzdis, mufelis ar kabykla turi atlaikyti dešimtmetį šilumos ciklo. Ypatingas jo bruožas nėra atsparumas- kambario temperatūrai ir neatsparumas agresyvioms skystoms cheminėms medžiagoms.

Tai atsparumas oksidacijai, kuris nepertraukiamai eksploatuojant išlaiko maždaug iki 1150 °C ir 1200 °C trumpesniam ekspozicijai, gaunamas naudojant aliuminio priedą, kurio dauguma konkuruojančių lydinių tiesiog neturi. Šis 1,0–1,7 proc. aliuminis visiškai pakeičia aukštos temperatūros istoriją: po chromo oksido nuosėdomis išauga lėtas, prilipęs Al2O3 sluoksnis, o vidinė aliuminio oksido plėvelė neleidžia metalui suvalgyti tūkstančius valandų.

Cheminė sudėtis (ASTM B167 / B168, UNS N06601)

Žemiau pateikta kompozicija yra specifikacijos priėmimo langas. Du skaičiai, apibrėžiantys lydinį, yra nikelio mažiausiai 58 procentai ir tyčinis aliuminio priedas; Aliuminis yra elementas, kurio nėra Inconel 600, kuris taip smarkiai pakeičia oksidacijos elgesį.

Perskaitykite chemiją prieš darbą. Chromo lygis nuo 21 iki 25 procentų yra tas, kurį taip pat turi Inconel 600, ir jis tiekia pirminę Cr2O3 skalę. Aliuminis yra skirtumas: maždaug aukštesnėje nei 800 laipsnių C temperatūroje jis selektyviai oksiduojasi ir sudaro vientisą aliuminio oksido sluoksnį, kuris auga daug lėčiau nei chromas ir atsparus išsisluoksniavimui terminio ciklo metu.

Mažas sieros dangtelis (0,015 proc.) svarbus krosnies atmosferoje, kur siera pačiame lydinyje priešingu atveju pablogintų apsaugines skales. 0,10 procentų anglies dioksido riba yra praktiška lubos, o ne grūdinimo priemonė; 601 atsparumas aukštai -temperatūrai gaunamas dėl kieto-tirpalo sukietėjimo, o ne dėl kritulių.

Mechaninės savybės kambario temperatūroje (atkaitintas)

Žemiau pateikti atkaitinimo minimumai yra B167 priimtinumo ribos. Įprastos malūno vertės yra didesnės, tačiau slėginių vamzdynų projektavimo darbai turėtų būti atliekami pagal ASME II skyriaus D dalies SB167 leistinus įtempius, o ne pagal tipines vertes.

Kambario temperatūroje šie skaičiai atrodo įprasti, ir tai yra esmė: 601 neperkamas dėl šalto stiprumo. Temperatūroje neįprastai gerai išlaikomas tempiamasis stipris. Esant 650 °C temperatūrai, atkaitinto lydinio tempiamasis stipris vis dar yra maždaug 420–480 MPa, o esant 870 °C temperatūrai, jis išlaiko reikšmingą dalį savo apkrovos{7}}atlaikomumo, todėl krosnies komponentai gali būti suprojektuoti su plonomis šio lydinio sienelėmis, o ne tokiomis patvarumo dalimis.

Fizinės savybės

8,11 g/cm3 tankis atitinka standartinę nikelio -lydinio besiūlių vamzdžių svorio formulę: kg/m=0.02765 x (OD - WT) x WT, o matmenys milimetrais – koeficientas šiek tiek didesnis nei 0,02466, naudojamą nerūdijančiam plienui. Atkreipkite dėmesį į žemą šilumos laidumą: šilumą, kurią greitai išskirtų anglinio plieno krosnies dalis, reikia valdyti naudojant 601 komponento sienelės storį ir geometriją, o tai yra standartinė spinduliavimo vamzdžio konstrukcija.

Oksidacijos mechanizmas: kodėl aliuminio eilė svarbi

Visi karščiui{0}}atsparūs lydiniai priklauso nuo paviršiaus oksido, kad sulėtintų tolesnį ataką. Tik chromo -lydiniai, tokie kaip Inconel 600 ir 310 nerūdijančio plieno, sudaro Cr2O3, kuris yra apsauginis, bet linkęs skilinėti, kai krosnis veikia tarp karšto ir šalto: nuosėdos sutrūkinėja, pakyla ir išsilieja, atidengdamos šviežią metalą, kuris vėl dega.

Inconel 601prideda aliuminio oksido sluoksnį. Aliuminis pirmiausia oksiduojasi po chromu, sudarydamas ištisinę Al2O3 plėvelę, kuri yra termodinamiškai stabilesnė ir auga kelis kartus lėčiau. Kai šiluminio ciklo metu išorinės apnašos išsiskleidžia, aliuminio oksido plėvelė lieka vietoje ir iš naujo{4}}gydo virš jos esantį chromą.

• Nuolatinis atsparumas oksidacijai iki maždaug 1150°C ore, trumpais poslinkiais iki 1200°C.
• Išskirtinės ciklinės oksidacijos savybės: vidinis aliuminio oksido sluoksnis atlaiko terminį ciklą, kuris sunaikina paprastas chromo apnašas, todėl 601 yra standartinis pasirinkimas krosnių armatūroms ir spinduliavimo vamzdžiams.
• Atsparumas oksidacijai degimo produktuose, kuriuose yra sieros, gaubte, kur sieros lygis yra nedidelis; stipriai sulfiduojančioje atmosferoje geriau naudoti aukštesnio-chromo ar-molibdeno lydinius.

Karbiuravimo ir chloro tarnyba

Be paprastos oksidacijos, 601 išsilaiko dviejose krosnies atmosferose, kurios nugali daugelį lydinių. Angliavandenių aplinkoje aliuminio oksido sluoksnis slopina anglies patekimą: lydinys atsparus karburacijai iki maždaug 1000 °C metano ir vandenilio - turtinguose mišiniuose, todėl yra nurodyta 601 spinduliavimo vamzdis ir reformatoriaus vidinės dalys, kuriose anglies surinkimas suardytų nerūdijantį komponentą.

Apytiksliai virš 1050 laipsnių C, apsauginis mechanizmas susilpnėja, nes aliuminio difuzija pagreitėja, todėl karbiuracijos garantija siejama su temperatūros lubomis, o ne tik su atmosfera. Kai naudojamas karštas chloras ir vandenilio chloridas, didelis nikelio kiekis (mažiausiai 58 proc.) užtikrina tokį patį atsparumą chloro poveikiui, koks yra žinomas nikelio -bazių šeimai, 601 išplečiant chlorinimo reaktoriaus vidines dalis ir atliekų{5}}deginimo dujų kelius.

Dydžių diapazonas, tvarkaraščiai ir produktų formos

Besiūliai vamzdžiai yra dominuojanti krosnių ir proceso vamzdynų forma, nes nubrėžtoje besiūlėje sienoje nėra suvirinimo siūlės, kuri galėtų pakenkti temperatūrai. Dydžiai atitinka ASME B36.10 standartiniams vamzdžiams ir B36.19 nerūdijančio plieno{3}}schemos tvarkaraščiams. Krosnies spinduliavimo vamzdžiams vamzdis dažnai užsakomas pagal konkretų OD ir sieną milimetrais, o ne pagal vardinį grafiką, nes siena yra tiek terminis, tiek slėgio parametras.

Pagrindinės programos

• Krosnių spinduliavimo vamzdžiai ir mufeliniai vamzdžiai terminio{0}}apdorojimo ir atkaitinimo linijose.
• Tvirtinimo detalės ir pakabos periodinėms krosnims, kuriose šiluminis ciklas išmuša įprastas svarstykles.
• Reformatoriaus ir krekingo krosnių vidinės dalys naftos chemijos tarnyboje.
• Termoporos apsauginiai vamzdeliai ir degiklio komponentai.
• Atliekų deginimo dujotiekio vamzdynas, kuriame yra chloro junginių.
• Stiklo ir keramikos gamybos įranga bei dujų turbinų degimo įdėklai.

Suvirinimas ir gamyba

Inconel 601lengvai suvirina su atitinkamu -sudėties užpildu, pvz., ERNiCrFe-2 arba ERNiCr-3, ir nereikia išankstinio pašildymo ar terminio apdorojimo po suvirinimo. Lydinys yra visiškai austenitinis, todėl suvirintoms jungtims netaikomi ferito balanso apribojimai, taikomi austenitinėms nerūdijančiojo plieno siūlėms. Gamybai taikomi du įspėjimai.

Pirma, atkaitinto vamzdžio oksidas yra patvarus: prieš suvirinant jungtis reikia nuvalyti iki šviesaus metalo, o aplink suvirinimo siūlę esanti vieta turi būti apsaugota nuo oksidacijos, jei komponentas bus naudojamas ciklinėje krosnyje. Antra, lydinio apdirbimas-greitai kietėja, todėl šaltam lenkimui reikia sunkesnės įrangos nei to paties dydžio nerūdijančio plieno, o tankūs -spindulio posūkiai geriau formuojami karštoje temperatūroje, kai geometrija leidžia.

Užsakymo ir apžiūros pastabos

Lydinys parduodamas keliais prekių pavadinimais, o sertifikatas yra vienintelis patikimas tapatybės patikrinimas. Užsakydami nurodykite UNS N06601 (ne tik prekės pavadinimą), gaminio standartą B167 arba B517 arba B168, būklę (atkaitintas tirpalas), dydį ir grafiką arba tikslų OD x WT ir ilgio leistiną nuokrypį.

Gavę patikrinkite tris dalykus: malūno sertifikate turi būti nurodyta UNS N06601, o šilumos analizė rodo 1,0–1,7 procento aliuminio, mechaniniai rezultatai turi atitikti B167 minimumus, o krosnies -klasės medžiagos paviršiaus būklės specifikacija (atkaitinta ir marinuota) turi būti patvirtinta, nes pradinis stipriai oksiduotas paviršius gali paveikti furnitaciją. elgesys.

Dėl kodinio slėgio vamzdyno pateikite užklausą SB167 su taikoma ASME II skyriaus D dalies leistinų įtempių lentele ir EN 10204 3.1 sertifikatu, kai projektui reikalingas visiškas atsekamumas.

Inconel 601 vamzdisužsitarnauja savo vietą visur, kur komponentas apibrėžiamas oksidacijos trukme, o ne skysta korozija ar šaltuoju stiprumu. Dėl aliuminio priedų, plokščio išlaikomo stiprumo temperatūros ir atsparumo karbiuracijai bei chlorui tai yra numatytasis krosnies įrangos pasirinkimas šiluminio -apdorojimo, naftos chemijos ir atliekų-energetikos pramonėje, o kaina gerokai mažesnė už kritulių-superlydinių, kurių temperatūra yra tame pačiame diapazone.

DUK

Kokią temperatūrą gali atlaikyti Inconel 601 vamzdis eksploatuojant?

Nepertraukiamo oksidavimo metu lydinys naudojamas iki apytiksliai 1150 °C, o trumpalaikis -laikas yra maždaug 1200 °C. Ilgaamžiškumo krosnies komponentų praktinę ribą nustato oksidacijos greitis ir anglies{6}}prisotintose atmosferose apytiksliai 1000 °C karbonizacijos riba.

Kuo Inconel 601 skiriasi nuo Inconel 600?

Sudėtis yra beveik identiška, išskyrus aliuminio priedą, 1,0–1,7 procento 601, palyginti su pėdsaku 600. Šis aliuminis sukuria aliuminio oksido sluoksnį, kuris atsparus išsisluoksniavimui terminio ciklo metu, todėl 601 pranoksta 600 ciklinėje krosnyje, kai temperatūra viršija maždaug 1000 laipsnių C, nors du atrodo ant popieriaus.

IsInconel 601 vamzdissuvirinama?

Taip. Naudojamas tinkamas užpildas, pvz., ERNiCrFe-2 arba ERNiCr-3, be išankstinio pašildymo ir terminio apdorojimo po suvirinimo. Dėl visiškai austenitinės struktūros nėra ferito balanso apribojimų, tačiau prieš suvirinant paviršius turi būti nuvalytas iki šviesaus metalo.

Ar Inconel 601 gali pakeisti 310 nerūdijantį plieną krosnyse?

Daugeliu atvejų taip, ir su plonesnėmis sienomis: 601 išlaiko apkrovos-jėgą daug aukštesnėje temperatūrų diapazone ir geriau nei 310S atsparus cikliniam išsiliejimui. Kompromisas-kaina, todėl pakeitimas yra pateisinamas, kai ribojantis veiksnys yra 310S tarnavimo laikas.

Kokie standartai taikomi Inconel 601 vamzdžiui?

Besiūlis vamzdis yra ASTM B167 / ASME SB167, suvirintas vamzdis yra ASTM B517, šilumokaičio vamzdis yra ASTM B163, o plokštės, lakštai ir juostelės yra ASTM B168. EN žymėjimas NiCr23Fe, W.Nr. 2.4851, UNS N06601.

Susisiekite dabar