1. Medžiagų klasės ir specifikacijos (AMS 5766 prieš AMS 5871 ir ASTM B408)
Kl.: Mūsų inžinerijos pakete nurodytas „Incoloy 800H“, bet nurodomi keli standartai: ASTM B408 vamzdžiui, AMS 5766 strypų atsargoms ir AMS 5871 lakštams. Ar tai skirtingi lydiniai, ar tai ta pati medžiaga skirtingų gaminių formų?
A. Tai esminis skirtumas perkant aukštos temperatūros lydinius. Jūs žiūrite į tą pačią bazinę šeimą-geležies-nikelio-chromo lydinį, paprastai žinomą kaip „Incoloy 800“, tačiau su specifiniais „H“ (daug anglies junginių) variantais, skirtais atsparumui aukštesnėje temperatūroje. Skirtingos specifikacijos yra susijusios su produkto forma ir kontroliuojančia pramonės institucija.
Bendroji chemija: visos trys specifikacijos susijusios su daug{0}}anglies išskiriančia Alloy 800 versija, žinoma kaip 800H. Pagrindinis skirtumas nuo standartinio lydinio 800 yra kontroliuojamas anglies kiekis (0,05–0,10 %) ir stambus grūdelių dydis (ASTM #5 arba stambesnis). Šis derinys yra būtinas norint užtikrinti optimalų valkšnumo ir plyšimo stiprumą virš 1000 laipsnių F (540 laipsnių).
ASTM B408: tai standartinė nikelio{1}}geležies-chromo lydinio (UNS N08810) strypų, strypų ir vielos specifikacija. Jei perkate kieto strypo atsargas, skirtas apdirbti savo karbiuracinės krosnies flanšus arba jungiamąsias detales, užsisakysite pagal ASTM B408. Tai apima kietų sekcijų matmenų nuokrypius ir mechanines savybes.
AMS 5766: Tai yra griežtesnė aviacijos ir kosmoso medžiagų specifikacija, skirta tai pačiai UNS N08810 chemijai, bet specialiai strypams, kaltiniams ir žiedams. Jis dažnai naudojamas, kai medžiaga taip pat turi atitikti aviacijos ir kosmoso kokybės užtikrinimo reikalavimus (atsekamumas, patikra ultragarsu ir kt.). Jei strypo atsargos patenka į kritinį slėgį{5}}išlaikančią dalį, gali būti iškviestas AMS 5766, o ne komercinis ASTM B408.
AMS 5871: tai atitinkama UNS N08810 aviacijos ir kosmoso medžiagų specifikacija lakštų, juostelių ir plokščių pavidalu. Tai atspindi "H" klasės chemijos ir grūdelių dydžio kontrolę.
Pramonės perspektyva:
Karbiuracinės krosnies vamzdžius ir vamzdelius paprastai perkate pagal ASTM B407 (besiūlių vamzdžių atitikmuo B408) su N08810 klasės žymėjimu. „H“ būklė patikrinama malūno bandymo ataskaitoje patikrinus grūdelių dydį. AMS specifikacijos (5766/5871) paprastai yra skirtos aviacijos ir erdvėlaivių variklių komponentams arba branduoliniams tikslams, kur privaloma papildomai užtikrinti kokybę.
2. Atsparumas anglies susidarymui etileno krosnyse
Kl .: Atstatome etileno pirolizės krosnį. Kodėl „Incoloy 800H“ (UNS N08810) yra pramonės standartas spinduliavimo ritėms ir perdavimo linijoms, veikiančioms angliavandenių atmosferoje?
A: „Incoloy 800H“ karbiuravimo įrangai, -konkrečiai etileno pirolizės krosnims ir garo metano reformeriams-, parinkimas pagrįstas unikaliu jo gebėjimu atsispirti dviem vienu metu vykstantiems skilimo mechanizmams: anglies susidarymui ir šliaužimui.
Karburizacijos mechanizmas:
Karbiuruojančioje atmosferoje (didelis anglies aktyvumas, mažas deguonies dalinis slėgis) proceso dujų anglis gali difunduoti į metalo paviršių. Taip susidaro vidiniai chromo karbidai, kurie:
„Jautrinti“ medžiagą, išeikvodama chromą iš matricos, sumažindama vietinį atsparumą korozijai.
Sukelti metalo tūrinį išsiplėtimą, dėl kurio gali atsirasti „metalo dulkės“ arba stiprus trapumas.
Kodėl 800H pasiseka:
Didelis nikelio kiekis (~32 %): Nikelis sumažina anglies tirpumą ir difuzijos greitį geležies matricoje. Palyginti su mažesniu -nikelio nerūdijančiu plienu (pvz., 309 arba 310), didesnis nikelio kiekis 800H yra puiki kliūtis anglies patekimui.
Kontroliuojamas chromas (~ 21%): chromas sudaro apsaugines, prilipusias oksido nuosėdas (Cr2O3Cr2O3). Esant tinkamoms proceso sąlygoms, šios skalės veikia kaip fizinis barjeras, neleidžiantis anglies liestis su metalu.
Silicio kiekis: 800H paprastai yra 0,5{2}}1,0 % silicio, kuris dar labiau padidina atsparumą karbiuracijai, sudarydamas silicio dioksido posluoksnį po chromo skale.
„Creep“ jungtis:
Pirolizės krosnyse vamzdžiai veikia 1700 laipsnių F – 2000 laipsnių F (925 laipsnių – 1100 laipsnių) esant vidiniam slėgiui. Šiurkščiavilnių grūdelių dydis ir kontroliuojama H klasės anglis padidina valkšnumo stiprumą. Vamzdis, kuris karbonizuoja, tampa trapus ir gali įtrūkti veikiant terminiam ciklui; vamzdis, kuris per daug šliaužia išsipūtęs ir plyšta. 800H užtikrina geriausią atsparumo abiems jungtims pusiausvyrą, todėl jis yra naftos chemijos pramonės arkliukas.
3. Aukštos{1}}temperatūrinės mechaninės savybės ir atsparumas valkšnumui
Kl.: Dėl kokių specifinių H varianto (UNS N08810) metalurginių ypatybių jis pranašesnis už standartinį „1 klasės“ (UNS N08800), skirtą aukštos-temperatūros slėgio paslaugoms, pvz., karbiuravimo įrangai?
A: Skirtumas tarp standartinio Alloy 800 (UNS N08800) ir Alloy 800H (UNS N08810) yra subtilus chemijos požiūriu, bet didžiulis našumu. Jei sumontuosite standartinius 800 vamzdžius aukštos-temperatūros valkšnumo tarnyboje, jis per anksti suges. Štai kodėl „H“ klasė reikalinga karbiuravimo įrangai:
1. Anglies kiekio kontrolė:
UNS N08800 (standartinis): leidžia anglies kiekį iki 0,10%, bet dažnai yra mažesnis (0,02-0,05%). Mažas anglies kiekis yra geras atsparumas korozijai, tačiau blogas stiprumas aukštoje temperatūroje.
UNS N08810 (800H): apriboja anglies kiekį iki kontroliuojamo 0,05–0,10 % diapazono. Tai užtikrina, kad būtų pakankamai anglies, kad susidarytų stabilūs pirminiai karbidai (M23C6M23C6) prie grūdelių ribų.
2. Grūdelių dydžio reikalavimas:
Tai yra pats svarbiausias veiksnys. ASTM B407 (vamzdžių specifikacija) ir AMS 5871 reikalauja, kad Alloy 800H ASTM grūdelių dydis būtų #5 arba stambesnis.
Kodėl rupūs grūdai? Esant aukštai temperatūrai (virš 0,5 TmTm), deformacijos mechanizmai pereina nuo dislokacijos slydimo (transgranuliarinio) iki grūdelių ribos slydimo (tarpgranulinio). Smulkūs grūdeliai turi daugiau grūdelių ribos, o tai iš tikrųjų susilpnina medžiagą esant aukštai temperatūrai, nes ribos slenka ir kavituojasi.
Mechanizmas: šiurkščiavilnių grūdelių struktūra sumažina grūdų ribos plotą. Pirminis stiprinimo mechanizmas pereina prie karbido kritulių prie šių ribų, o tai juos suspaudžia ir neleidžia slysti. Būtent tai užtikrina puikų slinkimo ir plyšimo stiprumą.
3. Rezultatas:
Esant tam tikram įtempiui esant 1500 laipsnių F, UNS N08810 plyšimo laikas yra 3–5 kartus ilgesnis nei UNS N08800. Karbiuracinės krosnies vamzdyje, kuris turi trukti 100 000+ valandų, dėl šio "H" žymėjimo negalima -derėtis.
4. Suvirinamumas ir po{1}}suvirinimo terminis apdorojimas
Klausimas: Suviriname naujus Incoloy 800H vamzdelius į garo reformatoriaus išleidimo kolektorių. Ar šiai medžiagai reikalingas po-suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT), kad būtų atkurtas jos atsparumas karbiuracijai arba stiprumas?
A: Tai dažnas klausimas gaminant karbiuravimo įrangą. Trumpas atsakymas yra: Paprastai ne, Incoloy 800H PWHT nereikia, tačiau turite naudoti tinkamą užpildo metalą ir kontroliuoti šilumos įvedimą.
Kodėl PWHT paprastai vengiama:
Austenitinė struktūra: skirtingai nuo feritinio plieno, kuriam reikalingas PWHT, kad suminkštėtų sukietėjusios karščio paveiktos zonos (HAZ) arba sumažintų liekamuosius įtempius, 800H yra visiškai austenitinis. Jis nevyksta fazinės transformacijos, kuri sukuria kietumą.
Jautrinimas: nerūdijančio plieno PWHT 900-1500 laipsnių F diapazone gali sukelti „įjautrinimą“ (chromo karbido nusodinimą), o tai kenkia vandens atsparumui korozijai. Tačiau aukštoje temperatūroje mes iš tikrųjųnoristabilūs karbidai. PWHT rizika yra minimali.
Grūdų augimas: jei PWHT per aukštoje temperatūroje, kyla grėsmė grūdų augimui, bet netaurieji metalai jau yra stambiagrūdžiai{0}}.
Svarbūs suvirinimo vientisumo veiksniai:
Užpildo metalo pasirinkimas: turite per{0}}lydyti suvirinimo siūlę. Standartinė rekomendacija yra Inconel 82 (ERNiCr-3) arba Inconel 625 (ERNiCrMo-3) užpildas metalas. Jie turi didesnį nikelio kiekį nei netaurieji metalai. Tai užtikrina, kad suvirinimo nuosėdos turi pakankamą stiprumą ir atsparumą oksidacijai esant darbo temperatūrai. Jei naudojate atitinkamą 800H užpildą, suvirinimo siūlė gali būti silpniausia grandis.
Šilumos įvestis: valdykite tarptakų temperatūrą (paprastai žemesnę nei 350 laipsnių F), kad išvengtumėte karšto įtrūkimo. Šiurkščiavilnių grūdelių struktūra 800H kartais gali sukelti susiliejimo trūkumą, jei šilumos tiekimas yra per mažas, tačiau per didelis gali sukelti suskystėjimą.
Aptarnavimo sąlygos: Suvirinimas skirtas veikti aukštoje temperatūroje. Pati eksploatacinė šiluma pasitarnaus kaip „streso šalinimo priemonė“ ir suvirinimo siūlėje HAZ nusodins karbidus, subalansuodama mikrostruktūrą. Išskyrus atvejus, kai to reikalauja konkrečios slėginio indo geometrijos kodas (pvz., labai storos dalys), PWHT paprastai praleidžiama.
5. Aukštos temperatūros paslaugų pirkimas ir atsekamumas
Kl.: Mes perkame Incoloy 800H besiūlį vamzdį ASTM B407 karbonizavimo krosnims. Kokių konkrečių dokumentų ir bandymų turime pareikalauti iš gamyklos, kad įsitikintume, jog tikrai gauname „H“ klasės medžiagą, o ne standartinę 800?
A: Tai dažniausiai pasitaikanti viešųjų pirkimų klaida. Kadangi 800 ir 800 H cheminiai diapazonai sutampa, negalima pasikliauti vien tik „UNS“ pavadinimu sertifikate. Vykdydami pirkimą turite laikytis konkrečių priėmimo kriterijų, kad užtikrintumėte tinkamumą aukštos-temperatūros paslaugai.
„H“ lygio patikrinimo kontrolinis sąrašas:
Chemijos užraktas{0}}In:
Įsitikinkite, kad sertifikate aiškiai nurodyta UNS N08810.
Patikrinkite anglies diapazoną: nuo 0,05% iki 0,10%. Jei anglies kiekis yra 0,03%, turite standartinį 800, net jei sertifikate parašyta N08810 (kartais malūnai neteisingai ženklina).
Patikrinkite aliuminio + titano kiekį. Nors ne visada atmetimo kriterijus, siekiant optimalaus aukštos -temperatūros stabilumo, bendras kiekis (Al + Ti) paprastai turėtų būti didesnis nei 0,85 %, kad surištų azotą ir sustiprintų.
Grūdų dydžio reikalavimas („lakmuso testas“):
Turite aiškiai reikalauti, kad malūnas atliktų grūdų dydžio bandymą pagal ASTM E112.
Specifikacijoje reikalaujama, kad vidutinis grūdelių dydis būtų ASTM #5 arba stambesnis.
Tai vienintelis tikras patvirtinimas, kad medžiaga buvo apdorota (atkaitinta aukštoje temperatūroje), kad būtų pasiekta šliaužimui{0}}atspari struktūra. Jei grūdelių dydis yra #6 arba smulkesnis, medžiaga iš esmės yra "standartinė 800" valkšnumo stiprumo atžvilgiu, net jei anglis yra tinkama.
Terminio apdorojimo patikrinimas:
Malūno bandymo ataskaitoje (MTR) turi būti nurodyta tirpalo atkaitinimo temperatūra. 800H ji turėtų būti apie 2050 laipsnių F (1120 laipsnių) arba aukštesnė. Dėl žemesnės atkaitinimo temperatūros grūdai nesutirštės.
Tendencija:
Nauja pirkimų tendencija yra nurodyti „šliaužimo plyšimo patikrinimą“ arba reikalauti gamyklos istorinių valkšnumo bandymo duomenų apie specifinę šilumą, ypač vamzdžių, skirtų kritinei pirolizės paslaugai. Jei malūnas negali garantuoti grūdelių dydžio arba tiekti anglies viršutinėje diapazono pusėje (0,07–0,10 %), vamzdis gali anksti sugesti dėl šliaužimo arba karburacijos įtrūkimų.
