อินคอลอยย์ 800เหมาะสำหรับการบริการต่อเนื่องสูงถึง 593 องศา (1100 องศา F)อินคอลอยย์ 800Hขยายเพดานนี้เป็น 899 องศา (1,650 องศา F) ผ่านการควบคุมคาร์บอนและขนาดเกรนอินคอลอย 800HTดันต่อไปได้ถึง 982 องศา (1800 องศา F) ผ่านข้อกำหนดอะลูมิเนียม + ไทเทเนียมที่เข้มงวดยิ่งขึ้น ทั้งสามชนิดเป็นโลหะผสม-นิกเกิล-โครเมียมที่อยู่ภายใต้การควบคุมของมาตรฐาน ASTM B409/B514 และ ASME Code Case แต่แต่ละชนิดมีเป้าหมายด้านความร้อนที่แตกต่างกัน การเลือกเกรดที่ไม่ถูกต้องเป็นสาเหตุหลักของความล้มเหลวในการคืบก่อนเวลาอันควรในอุปกรณ์กระบวนการที่มีอุณหภูมิสูง-

การแนะนำ
กลุ่มผลิตภัณฑ์ Incoloy 800 เป็นหนึ่งในโลหะผสม-นิกเกิล-โครเมียมที่ได้รับการยอมรับกันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในอุตสาหกรรมกระบวนการทั่วโลก เมื่อมองแวบแรก สามเกรด-อินคอลอยย์ 800, อินคอลอยย์ 800H, และอินคอลอย 800HT-ปรากฏเกือบจะเหมือนกัน: เคมีพื้นฐานเดียวกัน รูปแบบผลิตภัณฑ์เดียวกัน บางครั้งก็มีราคาต่อกิโลกรัมเท่ากันด้วยซ้ำ แต่ประสิทธิภาพของอุณหภูมิที่สูงขึ้น-กลับแตกต่างอย่างมาก การเลือกตัวแปรที่ไม่ถูกต้องสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง-อาจทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์สั้นลงจากหลายทศวรรษเหลือหลายปี
คู่มือนี้ให้ข้อมูลการเปรียบเทียบที่ชัดเจนโดยอาศัยข้อมูล-ของทั้งสามเกรด มีโครงสร้างที่จะตอบคำถามเชิงปฏิบัติสามข้อที่วิศวกรต้องเผชิญทุกวัน: [1,4]
อุณหภูมิช่วงไหนแต่ละเกรดออกแบบมาเพื่ออะไร?
ความแตกต่างทางเคมีและโครงสร้างจุลภาคคืออะไรที่ผลักดันขีดจำกัดอุณหภูมิเหล่านั้นเหรอ?
ฉันควรระบุเกรดใดสำหรับการสมัครของฉัน?
ไม่ว่าคุณจะออกแบบเครื่องรีฟอร์มเมอร์ไอน้ำมีเธน การระบุท่อซุปเปอร์ฮีตเตอร์สำหรับเครื่องกำเนิดไอน้ำนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ (HRSG) หรือการจัดหาวัสดุสำหรับเตาแคร็กเอทิลีน บทความนี้จะให้ตัวเลข ข้อมูลอ้างอิงมาตรฐาน และตรรกะในการตัดสินใจที่คุณต้องการ
พื้นหลังของโลหะผสม: ตระกูล Incoloy 800
เกรดทั้งสามมีฐานเหล็ก-นิกเกิล-โครเมียมเหมือนกัน: โดยประมาณ32–35 โดยน้ำหนัก% Ni, 19–23 โดยน้ำหนัก% Crและธาตุเหล็กที่สมดุล การรวมกันนี้ทำให้เกิดเมทริกซ์ออสเทนนิติก (ลูกบาศก์ตรงกลางหน้า-) ที่เสถียร ซึ่งทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันและคาร์บูไรเซชันที่อุณหภูมิสูง- เกรดต่างๆ ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องโดย Special Metals Corporation (ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของ Precision Castparts Corp.) เพื่อตอบสนองความต้องการด้านบริการระบายความร้อนที่มีความต้องการเพิ่มมากขึ้น [1]
ตัวสร้างความแตกต่างทางวิศวกรรมที่สำคัญไม่ใช่สารเคมีจำนวนมาก แต่เป็นสารเคมีควบคุมปริมาณคาร์บอน, ขนาดเกรนและสมดุลอลูมิเนียม + ไทเทเนียม (Al + Ti)-ตัวแปรสามตัวที่ร่วมกันกำหนดความแข็งแรงของการคืบและความเสถียรของโครงสร้างจุลภาคที่อุณหภูมิสูง [4,6]
Incoloy 800 เปิดตัวในช่วงทศวรรษปี 1940 เพื่อเป็นโลหะผสมแลกเปลี่ยนความร้อน-ที่ทนต่อการกัดกร่อน- ในช่วงทศวรรษ 1960 ความต้องการ-กระบวนการปิโตรเคมีที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นได้ผลักดันให้เกิดการพัฒนา 800H ซึ่งกำหนดให้มีขนาดเกรนที่หยาบมากขึ้น (ASTM No. 5 หรือหยาบกว่า) เพื่อปรับปรุงความต้านทานการคืบ. 800HT ตามมา โดยเพิ่มข้อกำหนด Al+Ti ที่เข้มงวดมากขึ้น (0.85–1.20 wt% เทียบกับ 0.30–1.20 wt% ที่กว้างขึ้นของ 800 และ 800H) เพื่อทำให้เมทริกซ์ออสเทนนิติกมีความเสถียรยิ่งขึ้นต่อการเกิดเฟสซิกมา-และการแข็งตัวของคาร์ไบด์ที่สูงกว่า 800 องศา [1,4,5]
องค์ประกอบทางเคมี
มาตรฐาน ASTM B409 (แผ่น/แผ่น) และ ASTM B514 (ท่อเชื่อม) กำหนดองค์ประกอบที่ระบุต่อไปนี้ มีการเน้นองค์ประกอบที่สร้างความแตกต่างที่สำคัญ [1,2]
|
องค์ประกอบ / ทรัพย์สิน |
อินคอลอยย์ 800 |
อินคอลอยย์ 800H |
อินคอลอย 800HT |
ความสำคัญทางวิศวกรรม |
|
พรรณี (น้ำหนัก%) |
30.0–35.0 |
30.0–35.0 |
30.0–35.0 |
สารเพิ่มความคงตัวของคอร์ออสเทนไนต์ |
|
Cr (น้ำหนัก%) |
19.0–23.0 |
19.0–23.0 |
19.0–23.0 |
ระดับโครเมียม ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน |
|
เฟ (น้ำหนัก%) |
สมดุล |
สมดุล |
สมดุล |
องค์ประกอบเมทริกซ์ |
|
C (น้ำหนัก%) |
น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.10 |
0.05–0.10 |
0.06–0.10 |
คีย์: อดีตคาร์ไบด์; ตัวขับพลังคืบคลาน |
|
อัล (น้ำหนัก%) |
0.15–0.60 |
0.15–0.60 |
0.25–0.60 |
การเกาะติดของระดับออกไซด์ |
|
Ti (น้ำหนัก%) |
0.15–0.60 |
0.15–0.60 |
0.25–0.60 |
การตกตะกอนของ TiC; การปักหมุดขอบเขตของเมล็ดข้าว |
|
อัล + Ti (น้ำหนัก%) |
0.30–1.20 |
0.30–1.20 |
0.85–1.20 ★ |
คีย์: ขั้นต่ำที่เข้มงวดกว่า 800HT |
|
Mn (น้ำหนัก%, สูงสุด) |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
สารกำจัดออกซิไดซ์ |
|
ศรี (wt%, สูงสุด) |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
สารกำจัดออกซิไดซ์ |
|
S (น้ำหนัก%, สูงสุด) |
0.015 |
0.015 |
0.015 |
การควบคุมความสามารถในการทำงานแบบร้อนแรง- |
|
Cu (น้ำหนัก%, สูงสุด) |
0.75 |
0.75 |
0.75 |
ตัวปรับการกัดกร่อน |
|
ขนาดเกรน |
ไม่ได้รับการควบคุม |
ASTM 5 หรือหยาบกว่า |
ASTM 5 หรือหยาบกว่า |
คีย์: เม็ดหยาบ=คืบคลานดีกว่า |
ตารางที่ 1 ช่วงองค์ประกอบทางเคมีสำหรับ Incoloy 800, 800H และ 800HT ต่อ ASTM B409/B514 ★ หมายถึงขั้นต่ำ 800HT ที่เข้มงวดยิ่งขึ้น [1,2]
ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญ:ที่พื้นคาร์บอนขั้นต่ำ 0.05 wt%ใน 800H และ 800HT เป็นสิ่งที่แยกพวกมันออกจากมาตรฐาน 800 หากไม่มีคาร์บอนขั้นต่ำ ขอบเขตของเกรนจะขาดเครือข่ายคาร์ไบด์ M₂₃C₆ ที่ปักหมุดการเคลื่อนตัวภายใต้การโหลดแบบคืบ พื้นคาร์บอนที่สูงขึ้นบวกกับขนาดเกรนหยาบที่ควบคุมได้นั้นเป็นรากฐานทางโลหะวิทยาของระดับอุณหภูมิที่สูงขึ้น
ความแตกต่างที่สำคัญโดยสรุป
ตารางด้านล่างนี้จะย่อจุดข้อมูลที่สำคัญที่สุด-เพื่อการอ้างอิงอย่างรวดเร็วในระหว่างการเลือกวัสดุ
|
พารามิเตอร์ |
อินคอลอยย์ 800 |
อินคอลอยย์ 800H |
อินคอลอย 800HT |
ที่มา / หมายเหตุ |
|
การกำหนด UNS |
N08800 |
N08810 |
N08811 |
[1,2] |
|
ว. ว. / การกำหนด TH |
1.4876 |
1.4876 |
1.4876 |
[3] |
|
ข้อกำหนดคาร์บอน |
น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.10 โดยน้ำหนัก% |
0.05–0.10 โดยน้ำหนัก% |
0.06–0.10 โดยน้ำหนัก% |
[1,2] |
|
อัล + Ti ขั้นต่ำ |
0.30 น้ำหนัก% |
0.30 น้ำหนัก% |
0.85 น้ำหนัก% ★ |
[1,2] |
|
ขนาดเกรน (ASTM) |
ไม่ระบุ |
ไม่. 5 หรือหยาบกว่า |
ไม่. 5 หรือหยาบกว่า |
[4] |
|
อุณหภูมิหลอมละลายของสารละลาย |
980–1,000 องศา |
1120–1180 องศา |
1120–1180 องศา |
[1] |
|
อุณหภูมิบริการต่อเนื่องสูงสุด |
593 องศา (1100 องศาฟาเรนไฮต์) |
899 องศา (1,650 องศาฟาเรนไฮต์) |
982 องศา (1800 องศาฟาเรนไฮต์) |
[5] |
|
ASME BPVC ส่วนที่ 1, VIII-1 |
✓ ได้รับการอนุมัติ |
✓ ได้รับการอนุมัติ |
✓ ได้รับการอนุมัติ |
[8] |
|
ASME อุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาต (พีวี) |
538 องศา |
899 องศา |
982 องศา |
[8] |
|
คืบคลาน-ชีวิตที่แตกแยก (ญาติ) |
1 × (พื้นฐาน) |
~2× 800 |
~3–4× 800 |
[4,6] |
|
ค่าเบี้ยประกันภัยทั่วไปมากกว่า 800 |
พื้นฐาน |
+8–15% |
+15–25% |
ตัวบ่งชี้ตลาด |
|
มาตรฐานหลักที่ใช้บังคับ |
มาตรฐาน ASTM B409/B514 |
มาตรฐาน ASTM B409/B514 |
มาตรฐาน ASTM B409/B514 |
[1] |
ตารางที่ 2. สรุปข้อกำหนด-เคียงข้างกัน-สำหรับ Incoloy 800, 800H และ 800HT ★=ข้อกำหนดที่เข้มงวดยิ่งขึ้นใน 800HT [1,2,4,5,8]
สมบัติทางกลเทียบกับอุณหภูมิ
การทำความเข้าใจว่ากำลังครากของผลผลิตและความต้านทานแรงดึงสูงสุด (UTS) ลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นได้อย่างไร ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการออกแบบภาชนะรับความดันและท่อ ข้อมูลด้านล่างนี้ดึงมาจากสิ่งพิมพ์ทางเทคนิคของโลหะพิเศษและ ASME ส่วนที่ II, ส่วน D [7,8]
|
ระดับ |
ทดสอบอุณหภูมิ |
0.2% YS (MPa) |
UTS (เมกะปาสคาล) |
การยืดตัว (%) |
คืบ-ชีวิตที่แตกสลาย |
แหล่งที่มา |
|
อินคอลอยย์ 800 |
RT |
207 นาที |
517 นาที |
30 นาที |
พื้นฐาน |
[1,7] |
|
อินคอลอยย์ 800 |
500 องศา |
~138 |
~379 |
~35 |
พื้นฐาน |
[7] |
|
อินคอลอยย์ 800 |
593 องศา |
~117 |
~345 |
~38 |
พื้นฐาน |
[7] |
|
อินคอลอยย์ 800H |
RT |
170 นาที |
448 นาที |
30 นาที |
~2× 800 |
[1,7] |
|
อินคอลอยย์ 800H |
649 องศา |
~138 |
~310 |
~40 |
~2× 800 |
[7] |
|
อินคอลอยย์ 800H |
816 องศา |
~97 |
~228 |
~45 |
~2× 800 |
[7] |
|
อินคอลอย 800HT |
RT |
170 นาที |
448 นาที |
30 นาที |
~3–4× 800 |
[1,7] |
|
อินคอลอย 800HT |
760 องศา |
~124 |
~276 |
~42 |
~3–4× 800 |
[7] |
|
อินคอลอย 800HT |
982 องศา |
~62 |
~172 |
~50 |
~3–4× 800 |
[7] |
ตารางที่ 3. คุณสมบัติทางกลของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น- 'ขั้นต่ำ'=ASTM ขั้นต่ำ; ค่าอื่นๆ เป็นข้อมูลที่เผยแพร่โดยทั่วไป [1,7,8]
บันทึก:ค่าที่ทำเครื่องหมาย 'ขั้นต่ำ' เป็นค่าขั้นต่ำที่รับประกันตามมาตรฐาน ASTM ค่าทั่วไปเกินค่าต่ำสุด การเปรียบเทียบอายุการแตกร้าวของการคืบคลานเป็นอัตราส่วนที่บ่งชี้โดยพิจารณาจากความแรงของการแตกร้าวที่ 1,000 ชั่วโมงที่อุณหภูมิการใช้งานสูงสุดตามลำดับ [4,7]
คู่มือการเลือกช่วงอุณหภูมิ
ตารางต่อไปนี้เป็นเครื่องมือสำคัญในการตัดสินใจของบทความนี้ สำหรับแต่ละแถบอุณหภูมิ จะระบุเกรดที่เหมาะสม นำเสนอการใช้งานที่เป็นตัวแทน และอธิบายเหตุผลทางวิศวกรรม ใช้ตารางนี้เป็นตัวกรองแรกในกระบวนการเลือกวัสดุของคุณ

|
อุณหภูมิ พิสัย |
การใช้งานทั่วไป |
800 |
800H |
800HT |
คำแนะนำการคัดเลือก |
|
< 500°C |
เครื่องทำน้ำอุ่น, การแปรรูปอาหาร |
✓ 800 |
✓ 800H |
✓ 800HT |
การเลือกไดรฟ์ต้นทุน 800 ประหยัดที่สุด |
|
500 – 600 องศา |
HRSG เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน |
✓ 800 |
✓ 800H |
✓ 800HT |
800 เพียงพอ; แนะนำให้ใช้ 800H เพื่ออายุการใช้งานการออกแบบที่ยาวนานขึ้น |
|
600 – 760 องศา |
ท่อซุปเปอร์ฮีตเตอร์ ท่อรีฟอร์มเมอร์ |
✗ชายขอบ |
✓ 800H |
✓ 800HT |
800H เหมาะสมที่สุด; ASME P-ไม่. 45 ได้รับการอนุมัติ |
|
760 – 900 องศา |
เอทิลีนแตกร้าว, คอยล์แผ่รังสี |
✗ หลีกเลี่ยง |
✓ 800H |
✓ 800HT |
800H ขีด จำกัด บน; แนะนำให้ใช้ 800HT สำหรับ > 820 องศา |
|
900 – 982 องศา |
เตาปฏิรูปไอน้ำ, เตาหลอม |
✗ หลีกเลี่ยง |
✗ชายขอบ |
✓ 800HT |
800HT เป็นโซลูชั่นที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม |
|
>982 องศา |
บริการระยะสั้น-ไม่ต่อเนื่อง |
✗ หลีกเลี่ยง |
✗ หลีกเลี่ยง |
⚠ รีวิว |
ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญ พิจารณา Inconel 601/602CA |
ตารางที่ 4. คู่มือการเลือกช่วงอุณหภูมิ ✓=เหมาะสม ✗=ไม่แนะนำ ⚠=ประเมินกับผู้เชี่ยวชาญ [1,4,5,8]
กฎทางวิศวกรรมที่สำคัญ:ห้ามใช้ Incoloy 800 (UNS N08800) เป็นการประหยัดต้นทุน-ทดแทน 800H หรือ 800HT ในการใช้งานที่อุณหภูมิสูงเกิน 600 องศา โครงสร้างคาร์บอนและเกรนละเอียดที่ไม่สามารถควบคุมได้ทำให้เกิดอัตราการคืบคลานสูงกว่า 800HT ที่ 760 องศาถึงสี่เท่า ซึ่งฝ่าฝืนขีดจำกัดความเครียดที่อนุญาตของ ASME และอาจก่อให้เกิดความล้มเหลวของหลอดเลือดอย่างรุนแรง
การใช้งานในอุตสาหกรรมตามเกรด
อินคอลอย 800 - UNS N08800
Incoloy 800 เป็นเกรดที่ใช้งานได้ดีสำหรับบริการที่มีอุณหภูมิปานกลาง-ในบริเวณที่ต้นทุนมีความสำคัญมากกว่าความแข็งแกร่งของการคืบคลานขั้นสูงสุด. ความต้านทานการกัดกร่อนในน้ำที่ดีเยี่ยม รวมกับความต้านทานการเกิดออกซิเดชันของของแข็งสูงถึงประมาณ 593 องศา ทำให้เป็นข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับ: [1,5]
ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนและเปลือกในโรงงานเคมี (อุณหภูมิของเหลวบริการต่ำกว่า 500 องศา)
เปลือกสำหรับองค์ประกอบความร้อนทางอุตสาหกรรม(โดยทั่วไปคือ 400–550 องศา ) [9]
อุปกรณ์แปรรูปอาหารโดยที่ต้องมีความต้านทานการกัดกร่อนออสเทนนิติกและความคงตัวของอุณหภูมิไปพร้อมๆ กัน
ถังน้ำร้อนในประเทศและคอยล์ร้อนทางอ้อมทำงานต่ำกว่า 300 องศา
ท่อเครื่องทำไอน้ำแรงดันต่ำ-ในหม้อไอน้ำอุตสาหกรรมที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 540 องศา
อินคอลอยย์ 800H - UNS N08810
Incoloy 800H คือ.เกรดประถมศึกษาสำหรับส่วนประกอบที่มีความดันอุณหภูมิปานกลาง-ถึง-สูง-โดยที่คืบคือโหมดความล้มเหลวในการควบคุม เป็นผู้นำในด้านปิโตรเคมีและการผลิตพลังงาน: [1,4,5]
เครื่องกำเนิดไอน้ำนำความร้อนกลับคืน (HRSG) เครื่องทำความร้อนยิ่งยวดและท่อรีฮีตเตอร์ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม- (อุณหภูมิก๊าซไอเสีย 600–850 องศา)
เอทิลีนแครกเกอร์ถ่ายโอน-เครื่องแลกเปลี่ยนสาย (TLE)ทำงานที่ 650–820 องศา [6]
ท่อร่วมทางออกของรีฟอร์มเมอร์มีเทนด้วยไอน้ำ (SMR) และท่อหางเปียที่ 700–850 องศา
เตาอุตสาหกรรมโต้กลับและเผาในช่วง 700–880 องศา
ท่อกระบวนการผลิตแอมโมเนียการจัดการไฮโดรเจน-ส่วนผสมของไนโตรเจนที่อุณหภูมิและความดันสูง
อินคอลอยย์ 800HT - UNS N08811
Incoloy 800HT คือเกรดพรีเมี่ยมสำหรับอุณหภูมิการบริการต่อเนื่องสูงสุดภายในตระกูล 800 ข้อกำหนด Al+Ti ที่เข้มงวดยิ่งขึ้น (ขั้นต่ำ 0.85 wt%) ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความต้านทานที่เหนือกว่าต่อเฟสซิกมา-การเปราะและอายุการคืบที่ดีขึ้น-ที่อุณหภูมิที่ 800H เริ่มเข้าใกล้ขีดจำกัด: [1,4,5]
คอยล์เรเดียมรีฟอร์มเมอร์ไอน้ำมีเทนที่ 850–982 องศา (อุณหภูมิสูงสุด-การใช้งานสำหรับตระกูล 800)
ท่อปฏิรูปโรงงานผลิตไฮโดรเจนทำงานที่อุณหภูมิทางออก 800–900 องศา
ส่วนประกอบของเตาหลอมและปรับมาตรฐานอย่างต่อเนื่องโดยมีอุณหภูมิหมุนเวียนระหว่าง 850 องศาถึง 980 องศา
ระบบไอเสียกังหันก๊าซและผู้พักฟื้นในช่วง 800–950 องศา
ท่อเครื่องกำเนิดไอน้ำนิวเคลียร์ในการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์บางประเภทต้องมีการกัดกร่อนและทนต่ออุณหภูมิรวมกัน [10]
มาตรฐาน รหัส และการอนุมัติ
ทั้งสามเกรดอยู่ภายใต้กลุ่มมาตรฐาน ASTM และ ASME เดียวกัน แต่รหัสกำหนดขีดจำกัดอุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาตที่แตกต่างกัน ซึ่งจะติดตามพิกัดอุณหภูมิการบริการที่สรุปไว้ในส่วนที่ 6
|
มาตรฐาน / รหัส |
แบบฟอร์มสินค้า |
ความครอบคลุมของเกรด |
ขอบเขตการสมัคร |
|
มาตรฐาน ASTM B409 |
แผ่น แผ่น แถบ |
ทั้งสามเกรด |
สมบัติทางกลและองค์ประกอบ |
|
มาตรฐาน ASTM B514 |
ท่อเชื่อม |
ทั้งสามเกรด |
องค์ประกอบเดียวกัน เชื่อมตามยาว |
|
มาตรฐาน ASTM B515 |
ท่อเชื่อม |
ทั้งสามเกรด |
ท่อเชื่อมเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้น |
|
มาตรฐาน ASTM B163 |
ท่อไร้รอยต่อ (คอนเดนเซอร์) |
800/800H/800HT |
ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน / คอนเดนเซอร์ |
|
มาตรฐาน ASTM B407 |
ท่อและท่อไร้รอยต่อ |
800/800H/800HT |
บริการวางท่อแรงดัน |
|
มาตรฐาน ASTM B408 |
ร็อด แอนด์ บาร์ |
800/800H/800HT |
รัดและส่วนประกอบกลึง |
|
ASME SB-409 |
แผ่นภาชนะรับความดัน |
ทั้งสามเกรด |
แผนก BPVC ส่วนที่ 8. 1 |
|
ASME SB-514 |
ท่อเชื่อม |
ทั้งสามเกรด |
BPVC Section I (หม้อต้มน้ำไฟฟ้า) |
|
ASME ป-ไม่. 45 |
การจัดกลุ่มขั้นตอนการเชื่อม |
ทั้งสามเกรด |
ลดความซับซ้อนของคุณสมบัติ WPS |
|
ห้องน้ำในตัว 10217-7 |
ท่อเชื่อม (ยุโรป) |
1.4876 (เทียบเท่า) |
อุปกรณ์แรงดันยุโรป |
|
ดิน 17459 |
ท่อไร้รอยต่อ (เยอรมัน) |
เทียบเท่า NiCr33Fe |
รหัสเตาอุตสาหกรรมเยอรมัน |
ตารางที่ 5. มาตรฐานและการอนุมัติรหัสที่ใช้บังคับสำหรับตระกูล Incoloy 800 [1,3,8,11]
เมทริกซ์การตัดสินใจเลือกวัสดุเชิงปฏิบัติ
ใช้เมทริกซ์ต่อไปนี้เป็นตัวกรองรองหลังจากใช้คำแนะนำช่วงอุณหภูมิในส่วนที่ 6 ทำเครื่องหมายที่เกณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับโครงการของคุณและปฏิบัติตามคำแนะนำในคอลัมน์ด้านขวา-
|
เกณฑ์การคัดเลือก |
800 |
800H |
800HT |
คำแนะนำและหมายเหตุ |
|
ชีวิตการออกแบบ < 10 ปี |
✓ |
✓ |
✓ |
800 เพียงพอถ้าอุณหภูมิ < 600 องศา |
|
ชีวิตการออกแบบ > 30 ปี |
⚠ |
✓ |
✓ |
800H/HT รับประกันการคืบคลาน |
|
อุณหภูมิในการทำงาน > 700 องศา |
✗ |
✓ |
✓ |
จำเป็นต้องอัปเกรดเป็น 800H หรือ 800HT |
|
อุณหภูมิในการทำงาน > 900 องศา |
✗ |
✗ |
✓ |
800HT เท่านั้น |
|
บริการรับแรงดัน ASME BPVC |
✓ |
✓ |
✓ |
ทั้งสามรหัส-ได้รับการอนุมัติ; ตรวจสอบขีดจำกัดอุณหภูมิ |
|
โหลดความร้อนแบบวงจร |
✓ |
✓ |
✓ |
800HT ดีที่สุดเนื่องจากความสมดุลของ Al/Ti |
|
บรรยากาศออกซิไดซ์ |
✓ |
✓ |
✓ |
สเกล Cr₂O₃ ในทั้งสาม; 800HT เหนือกว่า > 900 องศา |
|
การเติมคาร์บอน/ไนไตรดิ้ง |
⚠ |
✓ |
✓ |
ค่า C ที่สูงขึ้นใน 800H/HT ช่วยเพิ่มความต้านทาน |
|
ลำดับความสำคัญของการเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุน |
✓ |
⚠ |
✗ |
800 ราคาต่ำสุด; 800HT มาพร้อมกับความพรีเมียม |
|
ความสามารถในการเชื่อม |
✓ |
✓ |
✓ |
ทั้งหมดเชื่อมได้อย่างง่ายดายด้วยฟิลเลอร์ที่เข้ากัน |
ตารางที่ 6. เมทริกซ์การตัดสินใจเลือกวัสดุ ✓=ตรงตามเกณฑ์ ✗=ไม่ตรงตามเกณฑ์ ⚠=มีเงื่อนไข / ต้องมีการตรวจสอบ [1,4,5,8]
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
เฉพาะในกรณีที่อุณหภูมิการใช้งานยังคงอยู่ต่ำกว่า 870 องศา และอายุการใช้งานการออกแบบนั้นต่ำกว่าประมาณ 30 ปี ที่อุณหภูมิสูงกว่า 870 องศา ปริมาณ Al+Ti ที่ต่ำกว่าของ 800H จะทำให้ขอบเกรนเสื่อมเร็วขึ้นและอัตราการคืบสูงขึ้น โดยทั่วไปค่าใช้จ่ายพรีเมียมสำหรับ 800HT จะอยู่ที่ 10–15% มากกว่า 800H ซึ่งน้อยมากเมื่อเทียบกับต้นทุนของแคมเปญการเปลี่ยนท่อเตาก่อนกำหนด [4,6]
ใช่. เนื่องจาก 800HT (UNS N08811) โดยพื้นฐานแล้วเป็นส่วนย่อยของช่วงองค์ประกอบ 800H (UNS N08810)-ที่มี Al+Ti ที่แน่นกว่าและแถบคาร์บอนที่แคบกว่า- เป็นเรื่องปกติที่โรงงานจะจัดหาวัสดุที่ตรงตามข้อกำหนดเฉพาะทั้งสองพร้อมกัน การรับรองแบบคู่ช่วยลดความซับซ้อนของสินค้าคงคลังสำหรับผู้จัดจำหน่ายและผู้ใช้ปลายทาง ขอรายงานการทดสอบโรงงานฉบับสมบูรณ์ (MTR) เสมอเพื่อตรวจสอบว่าเป็นไปตามขีดจำกัดทั้งสองชุด [1]
AWS A5.14 ERNiFeCr-1 (องค์ประกอบที่ตรงกัน) หรือ ERNiCr-3 (Inconel 82) เป็นตัวเลือกโลหะเติมมาตรฐานสำหรับทั้งสามเกรด โดยทั่วไปแล้วการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT) นั้นไม่จำเป็นสำหรับการให้บริการในน้ำ แต่อาจระบุการอบอ่อนที่เสถียรที่ 1120 องศาสำหรับส่วนประกอบ 800H/HT ที่กำหนดไว้สำหรับการให้บริการที่อุณหภูมิสูงเพื่อคืนขนาดเกรนที่ควบคุมและการกระจายตัวของคาร์ไบด์ [1,12]
ทั้งสองชนิดเป็นโลหะผสมโครเมียมออสเทนนิติก-สูงที่มีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดี แต่มีวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน SS 310S (UNS S31008) มีโครเมียมประมาณ 25% และ Ni 20% และได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการต้านทานออกซิเดชันในการให้บริการที่ไม่ต่อเนื่องที่อุณหภูมิประมาณ 1,040 องศา Incoloy 800HT มี Ni 30–35% และได้รับการปรับแต่งมาโดยเฉพาะความแรงของการคืบคลานที่ยั่งยืนภายใต้ความกดดันที่อุณหภูมิสูง ในกรณีที่ต้องมีการควบคุมแรงดันและอายุการคืบ{1}}ระยะยาวที่ 700–900 องศา ตระกูล 800 มีประสิทธิภาพเหนือกว่า 310S อย่างสม่ำเสมอ [7]
ใช่. การผสมผสานระหว่างสเกล Cr₂O₃ / Al₂O₃ ที่ป้องกันและปริมาณคาร์บอนที่สูงขึ้น (ซึ่งทำให้เมทริกซ์อิ่มตัวก่อน{1}}เพื่อป้องกันการซึมผ่านของคาร์บอนเพิ่มเติม) ให้ความต้านทานการเกิดคาร์บูไรเซชันที่ดีกว่า 800H/HT เมื่อเทียบกับเหล็กกล้านิกเกิลออสเทนนิติก-ที่ต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม ในบรรยากาศที่มีคาร์บูไรซิ่งอย่างรุนแรงที่สูงกว่า 950 องศา อาจแนะนำให้ใช้โลหะผสมที่มีปริมาณนิกเกิลสูงกว่า เช่น Incoloy 803 หรือ Inconel 601 [5,6]
เกรดทั้งสามมีคุณสมบัติทางกายภาพเหมือนกันโดยพื้นฐานแล้ว: ความหนาแน่น พรีเมี่ยม 7.94 ก./ซม. (0.287 ปอนด์/นิ้ว) ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเฉลี่ยจาก 20 องศาถึง 700 องศา 16.0 × 10⁻⁶ / องศา (8.9 × 10⁻⁶ / องศา F) และค่าการนำความร้อนที่ 700 องศา กลับไปยัง 18.0 W/(m·K) คุณสมบัติทางกายภาพที่ใช้ร่วมกันเหล่านี้ทำให้การวิเคราะห์ความเครียดง่ายขึ้นเมื่ออัปเกรดจากเกรดหนึ่งไปอีกเกรดหนึ่ง [7]
รายการตรวจสอบการจัดซื้อจัดจ้าง
เมื่อสั่งซื้อผลิตภัณฑ์ตระกูล Incoloy 800- ให้ระบุสิ่งต่อไปนี้ในใบสั่งซื้อของคุณเพื่อหลีกเลี่ยงการรับวัสดุที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด:
หมายเลข UNS:N08800 (800), N08810 (800H) หรือ N08811 (800HT) อย่าพึ่งชื่อทางการค้าเพียงอย่างเดียว
มาตรฐาน ASTM และเกรด:เช่น ASTM B409, เกรด UNS N08811
การรับรองขนาดเกรน:สำหรับ 800H และ 800HT ขอเอกสารหลักฐาน ASTM No. 5 หรือหยาบกว่าตาม ASTM E112
ปริมาณคาร์บอน (MTR):ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคาร์บอนที่ผ่านการรับรองอยู่ภายในเกรด-เฉพาะช่วง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง 0.05 wt% ขั้นต่ำสำหรับ 800H และ 0.06 wt% สำหรับ 800HT
อัล + ติซัม:สำหรับ 800HT ให้ยืนยัน Al + Ti มากกว่าหรือเท่ากับ 0.85 wt% ในรายงานการทดสอบโรงสี
สภาวะการรักษาความร้อน:ยืนยันสารละลาย-สภาวะอบอ่อน (1120–1180 องศาสำหรับ 800H/HT) เพื่อให้แน่ใจว่าโค้ด-มีคุณสมบัติการคืบที่เป็นไปตามข้อกำหนด
การตรวจสอบบุคคลที่สาม-:สำหรับบริการที่สำคัญ (ภาชนะรับความดัน ท่อรีฟอร์มเมอร์) ให้ระบุ-การตรวจสอบโดยบุคคลที่สามตามข้อกำหนด ASME หรือ EN
การรับรองคู่ (ถ้าจำเป็น):ขอใบรับรองคู่ N08810+N08811 อย่างชัดเจน หากจำเป็นเพื่อความยืดหยุ่นในการจัดซื้อ
บทสรุป
กลุ่มผลิตภัณฑ์ Incoloy 800-800, 800H และ 800HT- ถือเป็นกลุ่มเฉพาะที่สำคัญในงานวิศวกรรมโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง เกรดทั้งสามมีความคล้ายคลึงกันอย่างผิวเผิน แต่ได้รับการออกแบบมาเพื่อหน้าที่ระบายความร้อนที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน โดยสรุป:
อินคอลอยย์ 800 (UNS N08800):สูงถึง 593 องศา ต้นทุน-มีประสิทธิภาพสำหรับบริการแลกเปลี่ยนความร้อน-และการทำความร้อน-ในระดับปานกลาง
อินคอลอยย์ 800H (UNS N08810):สูงถึง 899 องศา มาตรฐานสำหรับเครื่องทำความร้อนยิ่งยวด HRSG, เอทิลีนแครกเกอร์ และท่อทางออกของรีฟอร์มเมอร์ สิ่งมีชีวิตครีพประมาณสองเท่าของ 800
อินคอลอยย์ 800HT (UNS N08811):สูงถึง 982 องศา เกรดพรีเมียมสำหรับคอยล์รีฟอร์มเมอร์แบบแผ่รังสีและบริการเตาอุณหภูมิสูง-อย่างต่อเนื่อง ชีวิตคืบคลานสามถึงสี่เท่าของ 800
การเลือกเกรดที่เหมาะสมในขั้นตอนการออกแบบไม่มีค่าใช้จ่ายใดๆ การเปลี่ยนท่อภายใต้-ที่กำหนดไว้ในเตาเผาหรือเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้งานอยู่มีค่าใช้จ่ายหลายสิบล้านดอลลาร์ในการหยุดทำงานของโรงงาน ค่าแรงในการซ่อมแซม และการสูญเสียการผลิต ข้อมูลในคู่มือนี้-ซึ่งมีพื้นฐานมาจากมาตรฐาน ASTM ขีดจำกัดของรหัส ASME และข้อมูลด้านโลหะวิทยาที่เผยแพร่- ถือเป็นรากฐานทางเทคนิคในการเลือกอย่างถูกต้องในครั้งแรก
ติดต่อทีมเทคนิคของเรา: เราจัดหา Incoloy 800, 800H และ 800HT ที่ได้รับการรับรองในรูปแบบแผ่น แผ่น ท่อไร้ตะเข็บ ท่อเชื่อม ท่อ แท่ง และแถบ วัสดุทั้งหมดมาพร้อมกับรายงานการทดสอบของโรงงานฉบับเต็ม และใบรับรองการตรวจสอบจากบุคคลที่สาม- ติดต่อทีมขายด้านเทคนิคของเราเพื่อหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดในการสมัครของคุณ
อ้างอิง
[1] ASTM B409-22. ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับแผ่น แผ่น และแถบโลหะผสมนิกเกิล-เหล็ก-โครเมียม ASTM นานาชาติ, เวสต์คอนโชฮอคเกน, PA, 2022
[2] ASTM B514-22. ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับท่อโลหะผสมนิกเกิล-เชื่อมเหล็ก-โครเมียม ASTM อินเตอร์เนชั่นแนล, 2022.
[3] EN 10217-7:2019. ท่อเหล็กเชื่อมเพื่อวัตถุประสงค์ด้านแรงดัน - เงื่อนไขการจัดส่งทางเทคนิค - ส่วนที่ 7: ท่อเหล็กสแตนเลส คณะกรรมการมาตรฐานยุโรป (CEN), บรัสเซลส์, 2019
[4] Lai, GY High-การกัดกร่อนของอุณหภูมิและการประยุกต์ใช้วัสดุ ASM International, Materials Park, OH, 2007 บทที่ 8: เหล็ก-นิกเกิล-โลหะผสมโครเมียม, pp. 221–248
[5] บริษัท โลหะพิเศษ เอกสารข้อมูลทางเทคนิค Incoloy® Alloy 800H/800HT สิ่งตีพิมพ์ SMC-047. ฮันติงตันอัลลอยด์, ฮันติงตัน, เวสต์เวอร์จิเนีย, 2016
[6] นอร์ตัน เจเอฟ เอ็ด การกัดกร่อนของวัสดุที่มีอุณหภูมิสูงในบรรยากาศการแปรสภาพเป็นแก๊สถ่านหิน วิทยาศาสตร์ประยุกต์ของ Elsevier, ลอนดอน, 1984 บทที่เกี่ยวกับข้อมูลการแตกของคืบของ Alloy 800H-, หน้า. 105–130
[7] คู่มือ ASM เล่มที่ 2: คุณสมบัติและการเลือก: โลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็กและวัสดุวัตถุประสงค์พิเศษ- ASM International, 2020 ตารางเกี่ยวกับ-คุณสมบัติแรงดึงตามอุณหภูมิที่สูงขึ้นของนิกเกิลและเหล็ก-โลหะผสมนิกเกิล
[8] รหัสหม้อไอน้ำและภาชนะรับความดัน ASME ส่วนที่ II ส่วน D: คุณสมบัติ (ตามธรรมเนียม) ฉบับปี 2023 ASME อินเตอร์เนชั่นแนล นิวยอร์ก ตารางที่ 1A - ค่าความเค้นที่อนุญาตสำหรับโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก
[9] คณะกรรมการด้านเทคนิคความต้านทานความร้อน คู่มือการเลือกโลหะผสมสำหรับองค์ประกอบความร้อนความต้านทานไฟฟ้า สมาคมเครื่องทำความร้อนความต้านทานไฟฟ้า (ERHA), คลีฟแลนด์, โอไฮโอ, 2019
[10] รายงานความปลอดภัยของ IAEA ซีรี่ส์หมายเลข. 82. ความสมบูรณ์ของภาชนะรับความดันของเครื่องปฏิกรณ์ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์: การประเมินผลกระทบจากการเกิดการแตกตัวจากการฉายรังสี สำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ, เวียนนา, 2552
[11] ดิน 17459:1992. ท่อความร้อนแบบวงกลมไร้รอยต่อ-โลหะผสมนิกเกิลต้านทาน Deutsches Institut für Normung (DIN), เบอร์ลิน, 1992
[12] AWS A5.14/A5.14M:2018 ข้อกำหนดสำหรับลวดเชื่อมและแท่งเชื่อมเปลือยโลหะผสมนิกเกิลและนิกเกิล- American Welding Society, ไมอามี, ฟลอริดา, 2018

