1. Nepaisant to, kad abu nešiojasi „Inconel“ pavadinimą, kokia yra iš esmės skirtingas projektavimo filosofijas ir pirminius stiprinimo mechanizmus, esančius už 686 ir 693 lydinių?
„Inconel 686“ ir „693“, nors abu klasifikuojami kaip nikelis - pagrįsti supervietės, buvo sukurti siekiant išspręsti dvi visiškai skirtingas pramonės problemas, dėl kurių atsirado skirtingos cheminės kompozicijos ir metalurgijos principai.
„Inconel 686“ (UNS N06686): Vandeninio korozijos atsparumo viršūnė
Dizaino filosofija: Norėdami sukurti universaliausią, visi - aplink koroziją - atsparūs nikelis - pagrįstas lydinys sunkiam vandeninei (drėgnai) korozinei aplinkai, ypač tiems, kuriuose yra stiprios oksiduojančios ir mažinančios rūgštys.
Stiprinimo mechanizmas: kietas - sprendimo stiprinimas. Jo puikus stiprumas ir atsparumas korozijai pasiekiamas ištirpinant labai aukštą chromo (19 - 23%) ir molibdeno (15 - 17%) į nikelio matricą lygį. Masinis molibdeno kiekis suteikia išskirtinį atsparumą rūgščių, tokių kaip druskos ir sieros, sumažinimas, o didelis chromo kiekis gina nuo oksiduojančių rūgščių, tokių kaip azoto ir chromo. Volframas (3–4,4%) suteikia papildomą kietojo tirpalo stiprinimą. Jis naudojamas atkaitintoje būklėje ir nėra tvirtas.
„Inconel 693“ (UNS N06693): aukšto - temperatūros dujinės korozijos specialistas
Dizaino filosofija: sukurti aukščiausią gynybą nuo konkretaus aukšto - temperatūros skilimo mechanizmo: metalo dulkinimas, katastrofiška karbuzacijos forma, naikinanti metalus anglies - turtingoje atmosferoje.
Stiprinimo mechanizmas: apsauginės masto formavimasis. Jo stiprumas gaunamas iš standartinio kieto - tirpalo nikelio - chromo matricos. Tačiau jo supervalstybė yra labai didelis aliuminio kiekis (2,5–4,0%). Esant aukštai temperatūrai, aliuminis sudaro tankų, ištisinį ir neįtikėtinai stabilų aliuminio oksido (Al₂o₃) sluoksnį ant paviršiaus. Ši skalė yra praktiškai nepralaidi anglies patekimui, veikiančiai kaip aukos barjeras, neleidžiantis metalo dulkių reakcijai pradėti. Jos stiprumas yra tinkamas savo tikslui, tačiau jo vertė yra apsauginė, o ne tempimo savybės.
Apibendrinant galima pasakyti, kad 686 yra „šlapias“ korozijos karys, kurį sustiprina biri chemija, o 693 yra „sauso“ korozijos specialistas, saugomas jo paviršiaus chemijos.
2. Kuriuose konkrečiuose, sunkiuose pritaikymuose kiekvienas lydinys laikomas nepakeičiamu ar „paskutinės išeities“ materialiu sprendimu?
Šie lydiniai yra nurodyti ne kaip pirmieji pasirinkimai, o kaip esminiai sprendimai, kai visos kitos medžiagos sugedo.
„Inconel 686“ programos:
Cheminis apdorojimas: reaktoriams, kolonoms ir vamzdynams, tvarkantiems agresyviausius rūgščių mišinius, ypač druskos rūgštį (HCl), sieros rūgštį (H₂so₄), ir mišinius, turinčius oksiduojančių druskų (pvz. Tai dažnai yra vienintelė medžiaga, galinti valdyti užterštą sieros rūgštį.
Taršos kontrolė: šveitimas ir vingiai išmetamųjų dujų desulfurizacijos (FGD) sistemose, kurios tvarko karštus, šlapios sieros rūgšties garus ir chloridus.
Atliekų deginimas: komponentai, veikiami korozinių cheminių atliekų degimo produktų.
Farmacijos pramonė: procesams, kuriuose dalyvauja labai ėsdinantys katalizatoriai ir reagentai, kai produkto grynumas yra kritinis ir reikia išvengti metalinio užteršimo.
„Inconel 693“ programos:
SYNDAS IR ANGLIŲ DUOMACIJA: Šilumokaičio vamzdeliams, vidiniams ir įdėklams, kur proceso dujose gausu anglies monoksido (CO) esant aukštesnei temperatūrai ir slėgiui.
Etileno gamyba: pirolizės krosnies komponentuose, tokiuose kaip „Radiant“ vamzdžių pakabos, pertvaros ir įdėklai, kur atmosfera yra labai karbierinė.
Reformatorių padaliniai: vandenilio ir amoniako gamyklose, skirtoms perduoti vamzdynus, košes ir termoveles, paveiktas reformatorių dujų.
Šilumos apdorojimo pramonė: armatūra, krepšeliai ir dėklai, skirti karburizuojančioms ir karbonitrizuojančioms krosnims, drastiškai prailginančias komponentų tarnavimo laiką, palyginti su standartiniais lydiniais.
Nykščio taisyklė yra tokia: jei aplinka yra drėgna ir nepaprastai rūgštinė, nurodykite 686. Jei aplinka yra karšta ir anglies - turtinga, nurodykite 693.
3. Kokie yra svarbūs iššūkiai ir specializuoti metodai, reikalingi suvirinant ir pagaminant šiuos du pažengusius superlaidžius?
Norint išsaugoti jų inžinerines savybes, norint išsaugoti jų inžinerines savybes, reikia, kad iššūkiai labai skiriasi.
Suvirinimas „Inconel 686“:
Iššūkis: Ypač didelis lydinio kiekis (MO, Cr, W) suteikia didelį jautrumą mikrozegregacijai ir antrinės fazės formavimui (pavyzdžiui, MU ir Sigma fazėms) suvirinimo šilumoje - paveiktoje zonoje (HAZ), jei šilumos įvestis nėra kontroliuojama. Tai gali išnaikinti molibdeno ir chromo matricą, sukurdama lokalias zonas, pažeidžiamas korozijos.
Geriausia praktika:
Procesas: Dujų volframo lanko suvirinimas (GTAW/TIG) yra privalomas kritinėms reikmėms.
Užpildo metalas: naudokite atitinkamą ERNICRMO-14 arba ERNICRMO-17 užpildo metalą, kad išlaikytumėte suvirinimo atsparumą korozijai.
Šilumos įvestis: naudokite silpną šilumos įvestį ir valdykite tarpusavio temperatūrą griežtai (paprastai <100 laipsnių / 212 laipsnių f), kad sumažintumėte laiką kritinės temperatūros diapazone, kur susidaro kenksmingos fazės.
Post - suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT): Dažnai rekomenduojama išmatuoti tirpalo metimą, norint išmatuoti bet kurias antrines fazes ir atkurti maksimalų atsparumą korozijai.
Suvirinimas „Inconel 693“:
Iššūkis: Dėl didelio aliuminio kiekio lydinys tampa ne toks lankstus ir gali paversti suvirinimo baseiną „lipniu“, turinčiu įtakos srautui ir skverbtis. Jis taip pat yra jautrus suvirinimo įtrūkimams, jei procedūros nėra optimizuotos.
Geriausia praktika:
Procesas: GTAW/TIG yra tinkamiausias procesas.
Užpildo metalas: Naudojant atitinkamą kompozicijos užpildo metalą (pvz., 693 - laipsnio viela) yra labai svarbus norint išlaikyti suvirinimo metalo aukštos temperatūros korozijos atsparumą.
Ekranas: puikus dujų ekranas yra svarbiausia. Norint išvengti suvirinimo šaknies oksidacijos (cukraus), kuri galėtų pakenkti jo atsparumui korozijai, yra labai rekomenduojama naudoti argono atramines dujas šaknies pusėje.
Švara: abiem lydiniams nepriekaištingas švara yra ne - sutartis, kad būtų išvengta užterštumo, kuris lemia įkyrią.
4. Kaip „Inconel 686“ ir „693“ atsparumo korozijai profiliai yra palyginti su labiau paplitusiais „Inconel 625“ ir „C-276“?
Suprasti jų padėtį korozijos hierarchijoje {- atspariuose lydinuose yra raktas į medžiagų parinkimą.
Vs. „Inconel 625“ (UNS N06625):
686: Vastly superior to 625 in resistance to reducing acids like hydrochloric and sulfuric, especially when oxidizing contaminants are present. Its PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) is significantly higher (>50 vs ~ 45 už 625).
693: Ne tiesioginis konkurentas . 625 yra skirtas vandeninei korozijai; 693 skirtas aukštam - temperatūros dujinei atakai . 625 atliktų prastai metale - dulkių aplinkoje.
Vs. Hastelloy C-276 (UNS N10276):
686: Dažnai laikomas evoliucijos C-276 įpėdiniu. Nors C-276 yra puikus, 686 paprastai siūlo geresnį atsparumą korozijai platesniame labai agresyvios cheminės aplinkos, ypač mišrių rūgšties ir chlorido paslaugose, diapazone dėl jo optimizuoto didesnio chromo kiekio.
693: Vėlgi, ne tiesioginis konkurentas. C-276 skirtas šlapiai korozijai.
Pasirinkimas yra taikymas - specifinis: sunkiausiamšlapiakorozija, 686> c-276> 625.metalo dulkės, 693 yra savo klasėje.
5. Kokius įprastus gedimo mechanizmus reikia žinoti kiekvienam lydiniui ir kaip jie sušvelninami projektavimo ir veikimo metu?
Net šie pažengę lydiniai turi savo ribas, kurių reikia gerbti.
„Inconel 686“:
Gedimo mechanizmas: įtrūkimų korozija. Nors jis turi ypač didelį atsparumą, esant pakankamai sunkioms sustingusioms sąlygoms (pvz. Tai nėra imunitetas, tiesiog labai atsparus.
Sušvelninimas: geras dizainas siekiant išvengti įtrūkimų, užtikrinti visišką kanalizaciją ir pasirinkti tinkamas tarpiklių medžiagas. Veikia pagal saugią temperatūrą ir konkrečios korozinės terpės koncentracijos ribas.
„Inconel 693“:
Gedimo mechanizmas: šiluminis nuovargis ir spalliavimas. Nors jo aliuminio oksido skalė yra labai prigludusi, ekstremali ir greita šiluminė ciklas ilgainiui gali sukelti spartą (dribsnis). Jei skalė yra pažeista ir negali pakartoti, netauriškas metalas tampa pažeidžiamas.
Sušvelninimas: kontroliuojamas šildymo ir aušinimo greitis, siekiant sumažinti šiluminį smūgį. Projektavimo sistemos, kad būtų išvengta aštrių šiluminių gradientų tarp komponentų.
Abiem netinkamam gamybai (sukeliančiam sensibilizaciją ar užterštą suvirinimą) yra pagrindinė rizika, kuri gali sukelti pažeidžiamumą. Sušvelninimas vyksta griežtai laikantis kvalifikuotų suvirinimo procedūrų ir po - suvirinimo terminio apdorojimo.
